全 文 ：植物生理学通讯 第41卷 第4期，2005年8月 453
黄萎病菌粗毒素接种对感病和抗病茄子品种的一些酶类活性和光合特性的
影响
李海莲1 侯喜林1,* 易金鑫1,2 卞永东3 陈根娣3 赵玲1
1 南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室，南京 210095；2 江苏省农业科学院蔬菜研究所，南京 210014；
3 江苏省盐城市产品质量监督检验所，江苏盐城224000
提要 以黄萎病菌粗毒素接种不同茄子品种的结果表明：接种后抗病品种比感病品种的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧
化酶(SOD)活性高，而多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性则相对稳定；前者叶的净光合速率(Pn)、气孔导度
(Gs)、蒸腾速率(Tr)和细胞间 CO2 浓度(Ci)的变化幅度比后者小，但 72 h 后二者的叶片 Pn、Gs、Tr 都明显呈下降趋势。
关键词 粗毒素；茄子；酶活性；光合特性；黄萎病菌
Impacts on Some Enzyme Activities and Photosynthetic Characters in Suscep-
tible and Resistant Eggplants by Inoculation with Crude Toxin Isolated from
Verticillium dahliae Kleb
LI Hai-Lian1, HOU Xi-Lin1,*, YI Jin-Xin1,2, BIAN Yong-Dong3, CHEN Gen-Di3, ZHAO Ling1
1National Key Laboratory of Crop Genetics and Germplasm Enhancement, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095,
China; 2Institute of Vegetable Crops, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China; 3Yanchen Institute of
Supervision & Inspection on Product Quality of Jiangsu Province, Yanchen, Jiangsu 224000, China
Abstract The different eggplant varieties were inoculated with crude toxin isolated from Verticillium dahliae
Kleb. The result showed that the peroxidase (POD) and superoxide dismutase (SOD) activities in resistant
eggplants were higher than those in susceptible ones. However, polyphenol oxidase (PPO) and phenylalanine
ammonia lyase (PAL) activitives were relatively stable. Meanwhile, the net photosynthetic rate (Pn), stomatal
conductance (Gs), transpiration rate (Tr) and intercellular CO2 concentration (Ci) in resistant eggplants were less
than those in susceptible ones. While both eggplants displayed descending trend in Pn, Gs and Tr after inoculation
for 72 h.
Key words crude toxin; eggplant; enzyme activity; photosynthetic character; Verticillium dahliae Kleb
收稿 2004-09-23 修定 　 2005-06-16
*通讯作者(E-mail: hxl@njau.edu.cn, Tel: 025-84395332)。
茄子和小麦等多种植物中，超氧化物歧化酶
(superoxide dismutase, SOD)和过氧化物酶(perox-
idase, POD)活性与包括黄萎病在内的多种病害抗性
有关系已有所报道[1,2]，而作为与抗性有关的多酚氧
化酶(polyphenol oxidase, PPO)和苯丙氨酸解氨酶
(phenylalanine ammonia lyase, PAL)也屡见报道[3,4]，
但这 4 种酶在茄子抗黄萎病机制中报道还甚少。
同时，以病原菌粗毒素接种研究不同抗性茄子与
这些酶活性和光合特性之间关系的报道则未见。
本文检测茄子黄萎病病原菌粗毒素接种后，不同
抗性品种茄子的 PO D、P P O、S O D 和 P A L 的活
性以及叶片光合特性的变化，以期能为抗性鉴定
和遗传分析提供参考。
材料与方法
选用高抗茄子黄萎病的刚果茄(Solanum aethio
picum gilo group, Sm. 98302)和感病的栽培品种七
叶茄(Solanum melongena cv. Qiye, Sm. 90017)。两
者都于2003年 11月 25日播种在温室内，2004年
1月5日分苗，播种与分苗的基质全部经过高温灭
菌，2004 年 2 月 18 日取处于四叶期的幼苗接种。
制备粗毒素时，用从本地区发病植株上分离
并纯化得到的茄子黄萎病病原菌(Verticillium dah-
植物生理学通讯 第41卷 第4期，2005年8月454
liae Kleb)强致病菌株放在Czapeck’s培养基上，于
25℃恒温下振荡培养(120 r·min-1) 2周后，用8层
纱布过滤，以考马斯亮蓝法测定并调整粗毒素浓
度至 8 mg·mL-1 后，用于接种。
接种于幼苗四叶期进行。接种前 1 d，幼苗
浇足水。接种当日，直接把幼苗从营养钵中取
出，以自来水冲去附着于根部的基质，再将第 1
片真叶以下部分置于5 mL离心管中，加入粗毒素
直至与管口平，用封口膜密封管口，以防止粗毒
素蒸发，以无菌水为对照，接种苗置于25℃恒温
生长箱中，12 h/12 h光照 /黑暗，光照度为200
mmol ·m -2·s -1。分别于接种后 0、12、24、48、
72和 96 h取 5株测定第3位叶的光合特性。测定
后再取叶片测定酶活性。
按Giannopolitis 和Rice方法[5]测定SOD活性。
采用愈创木酚法[6]测定 POD 活性。PPO 和 PAL 活
性的测定参照文献7的方法。每个样品重复3次。
净光合速率(net photosynthetic rate, Pn)、细
胞内CO2浓度(intercellular CO2 concentration, Ci)、
蒸腾速率(transpiration rate, Tr)和气孔导度(stomatal
conductance, Gs)的测定均采用便携式光合气体分
析系统(LI-6400, Li-Cor Inc, USA)。测定时用开
放气路，空气流速为 500 mL·min-1，叶室温度控
制在25℃，相对湿度为50%，CO2 浓度控制在400
mmol·mol-1，光照为人工光源，光量子通量密度
(PPFD)为 450 mmol·m-2·s-1。测定前叶片先在初始
设定的条件下适应5 min。
结果与讨论
1 粗毒素接种对茄子抗感品种叶中几种酶活性的
影响
图1显示:
(1)以粗毒素接种后，抗病品种的 SOD 活性
随着接种时间的延长而增加，感病品种 SOD 活性
变化与之趋势相同，但其活性低于抗病品种(图1-
a)。结果说明粗毒素接种后茄子植株清除氧自由
基的能力增强。
(2)粗毒素接种后，抗病材料 POD 活性迅速
升高，48 h 即出现第1次峰值，此时酶活性值约
为接种前的 13.2 倍，之后有所下降，72 h 后活
性又开始增加，到 96 h 达到第 2 个高峰；而感
图1 接种粗毒素后抗感品种茄子的SOD、
PO D、PA L 和 PP O 活性变化
Fig.1 Changes in SOD，POD，PAL and PPO activities
in resistant and susceptible eggplants after inoculation
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病品种的 POD 活性在 96 h 内只是缓慢升高，且
各个时期的酶活性均低于抗病品种(图1-b)。这与
前人病原菌侵染植物过程的结果[8]相符。第1个高
峰与清除茄子体内过度积累的活性氧有关，因为
病原菌侵染后会引起体内大量活性氧的产生，即
氧爆发[9] ；第2个高峰出现可能是其参与了细胞壁
木质素的合成，细胞壁木质化程度加深。抗病品
种对活性氧的积累较感病品种敏感。
(3)接种粗毒素前，抗病品种的PAL活性高于
感病品种；接种后，抗感品种的 PAL 活性升高，
72 h 达到峰值，而抗病品种的 PAL 活性增加较
快，下降也较快，但其活性仍高于感品种(图 1-
c)。张俊华和崔崇士[10]研究发现，在南瓜中病菌
侵染后可引起 PAL 活性出现 2 次高峰。但我们只
在 72 h 出现 1 个活性高峰，这可能和植物的种
类、接种的方法及取样的时间有关，是否如此有
待进一步研究。
(4)接种前，抗病品种的PPO活性显著低于感
病品种。接种后，随着毒素蛋白对植物毒害作用
的持续，抗、感植株体内酶活性出现了不同的变
化趋势：抗病植株体内 PP O 活性相对稳定，48
h 达到峰值后开始下降；而感病植株则在接种后
即急剧下降，接种后24 h酶活性下降95.6%(图1-
d)。Overeen 等认为，PPO 可催化皮苷配基氧化
成毒素更强的化合物而杀死病原菌[8]。徐建华等[11]
报道，植物受到侵染后，其 P P O 活性升高；但
陈惠明等[12 ]发现，感病烟草品种接种赤星病菌
后，P P O 活性下降。本文结果表明，感病品种
接种病原菌后，其 PPO 活性先下降，而 48 h 后
抗感品种活性则都下降。
2 粗毒素接种对茄子抗感品种的叶片光合特性的
影响
图 2 显示：
(1)茄株接种黄萎病菌粗毒素后，感病品种的
Tr在12 h出现第1个峰值，抗病品种则在24 h才
略有上升，两者都在72 h出现峰值(图 2-a)。48
h后 Gs 下降而 Tr 却有所上升，说明非气孔因数起
主导作用。
(2)抗病品种叶片Ci为274.8~408.0 mL·L-1，接
种后 48 h 出现峰值。在变化过程中，Ci 变动幅
度小，始终维持在低水平上。而感病品种叶片 Ci
图 2 抗感品种接种后Tr、Ci、Gs 和 Pn的变化
Fig.2 Changes in Tr , Ci , Gs and Pn in resistant
and susceptible eggplants after inoculation
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在257.5~606.0 mL·L-1，峰值出现在48 h。接种
后96 h内，Ci 仍然维持在500.0 mL·L-1 以上，极
显著高于抗病品种(图 2-b)。
(3)接种茄子黄萎病菌粗毒素后，抗病品种的
Gs 先出现轻微的下降，后迅速上升，48 h达到峰
值；而感病品种的气孔导度从一开始就上升，24
h后缓慢上升，同样在48 h 达到峰值。随后两者
都明显下降(图 2-c)。
(4)接种茄黄萎病菌粗毒素后，茄叶不仅表现
出失绿、失水、萎蔫等症状，而且茄叶 P n 变化
很大(图 2-d)。接种后96 h内，抗病品种Pn仅在
72 h出现 1个峰值；而感病品种Pn总体上呈下降
趋势，但在12 和 72 h 先后出现 2个峰值。12 h
之前，感病品种的 P n 高于抗病品种，随后急剧
下降，24 h后则低于抗病品种。根据光合作用有
气孔限制[13]和非气孔限制[14]的说法，感病品种在
接种12 h 内 Gs 增大，而抗病品种的 Gs 减小，因
此前者的 P n 大于后者。由此看来，在接种后的
12 h内，Pn 的下降可能与气孔因素有关，但随着
时间的延长，植物叶肉细胞已受到伤害，Pn 的降
低除与气孔因素有关外，非气孔因素也逐渐起主
导作用。尤其是在 72 h 后，随着侵染时间的延
长，PAL 和 PPO 活性下降，同时 Pn 也下降。据
此我们推测，在茄子接种黄萎病病原菌后，茄子
的PPO 和 PAL 活性下降，茄子本身合成植保素和
木质素等抗性物质的能力遂下降[15]，从而使光合
机构受到伤害，光合速率降低，最后植株衰老死
亡。因此，感病品种的 P n 显著低于抗病品种。
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