全 文 :植物生理学通讯 第 45卷 第 2期,2009年 2月 129
几种化学制剂对番木瓜抗环斑病毒和防御酶活性的影响
张荣萍 *, 黄耿磊, 郭漫登, 许钟良, 余雪标 *
海南大学农学院, 海南儋州 571737
提要: 研究几种化学制剂对番木瓜抗环斑病毒和叶片中防御酶活性影响的结果表明, 接种番木瓜环斑病毒后, 植株叶中多
酚氧化酶(PPO)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性均明显升高, 其中PPO和POD总体的升高幅度大, SOD
的总体升幅较小; 病毒必克的升幅较大, 83增抗剂和水杨酸的升幅较小。83增抗剂、水杨酸和病毒必克均能使番木瓜叶
中 PPO、SOD和POD活性持续升高, 有效减轻了环斑病的病情, 防治效果依次为 83增抗剂>水杨酸>病毒必克。
关键词: 番木瓜环斑病; 化学制剂; 防御酶活性; 抗病效果
Effects of Several Chemicals on Preventing Papaya Ringspot Virus and
Defensing Enzyme Activities in Papaya Leaves
ZHANG Rong-Ping*, HUANG Geng-Lei, GUO Man-Deng, XU Zhong-Liang, YU Xue-Biao*
College of Agronomy, Hainan University, Danzhou, Hainan 571737, China
Abstract: Effects of several chemicals on papaya ringspot virus (PRSV) and relative defensing enzyme activi-
ties in papaya leaves were studied. After the leaves were treated with viruside, 83-fatty acid and salicylic acid
respectively, PRSV was inoculated to a part of plants. The results showed that the activities of polyphenol
oxidase (PPO), superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD) in leaves of papaya all increased after
PRSV inoculation, PPO and POD increased more and SOD increased little; those with viruside increased more
and those with 83-fatty acid and salicylic acid increased little. All of viruside, 83-fatty acid and salicylic acid
could activate PPO, POD and SOD. Thus the PRSV resistance increased and the papaya ringspot virus levels
were controled effectively. The 83-fatty acid was more efficient in virus resistance than the salicylic acid, and
the salicylic acid was more efficient in virus resistance than viruside.
Key wards: papaya ringspot virus; chemicals; defensing enzyme activity; virus resistance
收稿 2008-11-27 修定 2008-12-10
资助 华南热带农业大学科技基金(Rnd06 05 )。
* 通讯作者( E-ma i l : zh a n g rp 7 5 @ 1 6 3 .c om , E -ma i l :
yuxuebiao@163.com; Tel: 0898-23301040)。
番木瓜是番木瓜科番木瓜属的多年生肉质草
本植物, 热带和亚热带广泛种植。番木瓜香甜可
口、营养丰富, 而且还广泛用于食品工业、医
药、美容用品等。但近年来 , 番木瓜环斑病
(papaya ringspot virus, PRSV)的发生严重制约了番
木瓜的生长, 是毁灭性的病害, 目前还无法通过化
学的方法防控。利用植物本身的防卫体系, 借助诱
导因子能激发植物局部或整体的抗性水平(葛银林
和李得葆 1995)。有研究表明水杨酸、草酸、茉
莉酸、苯并噻二唑类等对苜蓿花叶病毒、烟草坏
死病毒、烟草花叶病毒、花生矮化病毒、黄瓜
花叶病毒、马铃薯X病毒等能产生抗性(李宝健和
余迪求 1994; 袁善奎 2002)。本文研究了 83增抗
剂、水杨酸和病毒必克对番木瓜环斑病毒的防治
效果和一些相关生理指标的影响。为番木瓜环斑
病的防治研究提供参考。
材料与方法
试验于 2006年 12月至 2008年 2月在本校农
学院教学实践基地和儋州东城番木瓜基地进行。
试验所用的番木瓜(Carica papaya L.)品种为马来西
亚 ‘Eksotika II’。选用北京瑞宝生物科技开发公司
生产的含 10%混合脂肪酸的水乳剂——83增抗
剂、广州化学试剂厂生产的分析纯水杨酸和西安
海浪生物科技有限公司生产的含3.96%三唑氮核
苷、硫酸铜、硫酸锌、三十烷醇的可湿性粉剂
——病毒必克(viruside)。培育 5叶 1心、现蕾期、
结果期的健康番木瓜植株待用。
试验设水杨酸(41 mg·L-1)、83增抗剂(1.0×104
mg·L-1)、病毒必克(2.0×103 mg·L-1)和清水对照 4个
处理, 浓度参考张荣萍等(2008)。采用田间随机区
组设计, 对现蕾期和结果期已发病的番木瓜植株进
行喷雾, 观测处理第 0、20、30、40、50、60、
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70天番木瓜植株环斑病的病情级数。每个处理 5
株, 共测定 7次。
对5叶1心期健康的番木瓜幼苗喷雾, 喷雾后
第 3天取大田中具有明显的环斑病叶片磨碎后过
滤取汁液, 用摩擦法接种至其中一部分番木瓜幼株
叶片上。随机取喷雾后第 1、3、7 (包含接种
的和未接种的)、14 天番木瓜植株的第 2~4片完
全展开叶。叶中多酚氧化酶(PPO)、超氧化物歧
化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性测定参考李
合生(2000)书中的方法。每个处理 10株, 重复 3
次。
参考Magdlita等(1988)制定的番木瓜环斑病病
情分级标准: 0级(完全无病症)、1级(茎有水渍状
病斑)、2 级(茎、叶柄有水渍状病斑)、3 级(嫩
叶呈花叶状)、4级(嫩叶、老叶呈花叶状, 其中嫩
叶病斑面积<1/10)、5级(嫩叶、老叶呈花叶状, 其
中嫩叶病斑面积达 1/2)、6级(嫩叶、老叶呈花叶
状, 其中嫩叶完全病斑)。
实验结果
1 几种化学制剂对番木瓜环斑病毒的防治效应
不同的化学制剂喷施番木瓜叶片后, 田间观测
病情级数的发展变化的结果(表1)表明, 现蕾期清水
处理的症状较重, 而喷病毒必克和水杨酸后番木瓜
的环斑病症状均较轻, 与对照差异极显著。结果期
间用清水处理的症状也较重, 喷病毒必克、水杨酸
和83增抗剂后环斑病症状减轻了, 比对照的病情级
数分别下降 0.1、0.5和 0.4, 后两种处理与对照差
异极显著。
2 接种和不接种番木瓜环斑病毒的番木瓜叶中3种
防御酶活性的比较
喷不同化学制剂并接种病毒后第 7天多酚氧
化酶(PPO)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶
(POD)的活性都比对应化学制剂的不接种的高(除
83增抗剂的PPO外), PPO和POD升高较大, 而SOD
活性的变化较小(表 2)。不同处理间, 病毒必克处
理后植株叶片中各种酶活性的升高幅度最大, 83增
表 1 几种化学制剂喷雾后番木瓜环斑病的病情级数
Table 1 The papaya ringspot virus levels with different chemicals
制剂
现蕾期 结果期
0 d 20 d 30 d 40 d 50 d 60 d 70 d 平均 平均
83 增抗剂 / / / / / / / / 2.5±1.8Bb
水杨酸 2 1 0 0 1 2 1 1.0±0.8Bb 2.4±1.9Bb
病毒必克 2 1 0 1 1 1 0 0.9±0.7Bb 2.8±1.8Aa
清水 2 3 5 1 5 4 3 3.3±1.5Aa 2.9±2.0Aa
同一测定项目不同大、小写英文字母分别表示 1 %、5 % 显著性差异, 下表同。
表 2 喷不同化学制剂下接种和不接种病毒的番木瓜叶中防御酶活性
Table 2 The activities of POD, SOD and PPO after PRSV inoculation or not under different chemicals
接种否 制剂
酶活性 / U·g-1 (FW)
PPO SOD POD
接 83 增抗剂 585.60±61.09Bd 136.74±2.41Aab 1 698.67±109.33Cc
水杨酸 561.60±27.15BCd 126.65±6.64ABab 1 265.00±61.61Dd
病毒必克 1 082.40±37.34Aa 137.39±6.34Aab 3 054.67±175.29Aa
清水 1 000.80±16.97Ab 145.89±11.37Aa 1 915.00±60.04Bb
未接 83 增抗剂 660.00±10.18Bc 90.99±9.31Cc 3.50±2.26Ff
水杨酸 463.20±3.39CDe 122.98±7.93ABb 176.50±3.39Ee
病毒必克 396.00±3.39 D e 99.21±2.23BCc 2.50±1.13Ff
清水 444.00±37.34De 124.62±8.56ABab 254.50±18.10Ee
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抗剂、水杨酸和清水处理的较小。
3 不同化学制剂处理后 3种防御酶的活性变化
3.1 多酚氧化酶(PPO)活性变化 不同化学制剂处
理的番木瓜叶中多酚氧化酶的活性都明显持续升
高(表 3)。处理后第 7~14天, 83增抗剂处理酶活
性显著上升, 并保持高水平较长时间, 水杨酸其
次, 病毒必克较低较短, 清水的迅速下降到原水
平。
3.2 超氧化物歧化酶(SOD)活性变化 不同化学制
剂处理后植株叶中SOD活性先迅速升高后逐渐下
降(表 4)。其中, 病毒必克在处理后的第 1天即上
升到 159.19 U·g-1 (FW), 前期激发较快; 而 83增抗
剂在处理后的第14天还保持在96.56 U·g-1 (FW), 后
期降低较慢, 较高活性期持续的时间较长。
3.3 过氧化物酶(POD)活性变化 不同化学制剂处
理后叶中 POD活性均是先升高后下降(表 5)。其
中, 83增抗剂处理后的POD活性最高, 在处理后的
第 14天仍保持较高水平, 水杨酸次之, 两者与清水
表 3 不同化学制剂处理后的多酚氧化酶(PPO)活性
Table 3 The activity of PPO with different chemical treatments
制剂
PPO活性 / U·g-1 (FW)
1 d 3 d 7 d 14 d
83 增抗剂 84.00±12.00 Jl 268.80±16.80Hi 660.00±10.18Bb 734.40±13.58Aa
水杨酸 181.60±15.62Ik 438.40±9.99DEde 463.20±3.39Dd 559.20±3.39Cc
病毒必克 114.40±22.30Jl 378.40±6.04Ggh 396.00±3.39FGfg 367.20±3.39Gh
清水 176.00±12.08Ik 423.20±37.34EFde 444.00±37.34DEde 230.40±6.79Hj
表 4 不同化学制剂处理后的超氧化物歧化酶(SOD)活性
Table 4 The activity of SOD with different chemical treatments
制剂
SOD活性 / U·g-1 (FW)
1 d 3 d 7 d 14 d
83 增抗剂 125.60±13.59Cbc 163.76±0.11Aa 90.99±5.31EFd 96.56±7.23EFd
水杨酸 121.48±8.89CDc 156.72±2.57ABa 122.98±7.93CDc 61.74±9.55Ge
病毒必克 159.19±4.19ABa 140.90±4.18BCb 99.21±2.23DEd 69.36±3.14Ge
清水 96.06±2.21EFd 165.05±0.01Aa 124.62±8.56Cbc 75.25±10.64FGe
表 5 不同化学制剂处理后的过氧化物酶(POD)活性
Table 5 The activity of POD with different chemical treatments
制剂
POD活性 / U·g-1 (FW)
1 d 3 d 7 d 14 d
83 增抗剂 468.00±9.43Ee 2 668.00±62.23Aa 3.50±2.26Hg 399.00±1.13EFe
水杨酸 270.00±16.97FGf 1 259.50±122.19Bb 176.50±3.39Gf 177.00±0.01Gf
病毒必克 813.50±41.48Dd 952.00±52.04CDc 2.50±1.13Hg 3.00±0.01Hg
清水 267.00±49.78FGf 938.50±71.28Cc 254.50±18.10Gf 19.00±0.01Hg
对照差异显著。
讨 论
本文采用的化学制剂处理番木瓜植株, 均明显
减轻番木瓜环斑病毒病的病情级数, 83增抗剂和水
杨酸的防治效果比病毒必克好, 而病毒必克在生育
前期的效果较后期效果好。多酚氧化酶、超氧化
物歧化酶和过氧化物酶与植物的抗病性密切相关
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(谭迎化 2000; 张晓燕 2000)。结果初步表明, 所采
用化学制剂处理后主要是激活了多酚氧化酶和过氧
化物酶的活性, 超氧化物歧化酶活性的变化小。三
种化学制剂中, 83增抗剂和水杨酸的作用较强, 病
毒必克较弱, 这些变化与病情级数的观测结果一
致。
用化学农药防治病虫害会污染和破坏环境。
本文所选用的化学制剂能诱发植物的免疫机制进而
增强植株抗病毒性, 化学制剂本身不具备直接的抑
菌作用, 在植物体内也不转化为有毒物质, 所以化
学制剂本身对环境不会污染。目前, 水杨酸、83
增抗剂、壳寡糖、乙酰水杨酸和植保素等已用于
生产, 取得了良好的效果(蔡新忠 1999; 张元恩
1987), 但在诱导的机制中还存在许多未解决的问题,
其诱导效果也有待提高。用化学制剂能诱导植物
产生多种抗性, 具广谱性, 但在大多数情况下诱导
抗病性具有特异性, 少数具有专化性。因此, 番木
瓜环斑病毒的诱导抗性与诱导物机制还有待深
入研究。
参考文献
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