全 文 ：植物病理学报
ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA　 43(5): 475-485(2013)
收稿日期: 2012-09-05; 修回日期: 2013-05-27
基金项目: 农业部 948 项目(2006-G26); 青岛市自然基金项目(10-3-4-5-5-jch和 12-1-4-5-(12)-jch)
通讯作者: 刘 新,教授,硕士生导师,主要从事植物逆境信号转导研究; Tel: 0532-88030224, E-mail: liuxin6080@126. com
第一作者: 王文杰,男,山东淄博人,研究生,主要从事葡萄抗逆信号转导研究; Tel: 18006423393, E-mail: wenjiewang147821@126. com。
H2 S位于 H2 O2 下游介导葡萄抗霜霉病过程
王文杰, 车永梅, 郭秀萍, 侯丽霞, 刘 新*
(青岛农业大学生命科学学院 山东省高校植物生物技术重点实验室, 青岛 266109)
摘要:以霜霉病抗性葡萄品种左优红和感病品种霞多丽为材料,研究硫化氢(H2S)在葡萄应答霜霉病过程中的作用及其与
过氧化氢(H2O2)的相互关系。 结果表明,接种霜霉病菌后,抗性品种左优红和感病品种霞多丽叶片均出现 H2S 含量的猝
发、H2S合成酶基因表达量增加、抗病相关蛋白多酚氧化酶(PPO)和 β-1,3 葡聚糖酶(Glu)活性显著升高现象;且 H2S清除
剂次牛磺酸(HT)可以显著抑制霜霉病菌诱导的 PPO和 Glu活性升高,并导致葡萄的感病率和病情指数显著升高;同时外
源 H2S可降低两个葡萄品种的感病率和病情指数。 说明,H2S 是参与葡萄抗霜霉病过程的新的信号物质。 同时,NADPH
氧化酶抑制制二苯基碘(DPI)和细胞壁过氧化酶抑制剂水杨羟肟酸(SHAM)可以显著抑制霜霉病诱导的 H2O2 的增加,表
明 NADPH氧化酶和细胞壁过氧化物酶途径是 H2O2 的重要来源。 受霜霉病菌侵染后,葡萄叶片 H2O2 含量猝发早于 H2S,
并且 H2O2 清除剂抗坏血酸(AsA)可显著抑制霜霉病菌所诱导的 H2S 含量的上升,而 H2S 清除剂 HT 对霜霉病菌诱导的
H2O2 含量变化影响不显著,推测,H2S作用于 H2O2 的下游参与葡萄抵御霜霉病过程。
关键词:葡萄霜霉病; H2S; H2O2; 抗病性
H2S acts downstream of H2O2 in the regulation of grapevine resistance to Plasmo-
para viticola　 WANG Wen-jie, CHE Yong-mei, GUO Xiu-ping, HOU Li-xia, LIU Xin　 (Life Science
College, Qingdao Agricultural University, Key Lab of Plant Biotechnology in Universities of Shandong, Qingdao 266109,
China)
Abstract: By using two grape cultivars, the resistant Zuoyouhong and the susceptible Chardonnay to Plasmo-
para viticola, the role of hydrogen sulfide (H2S) in grape resistance to P. viticola and the relationship between
hydrogen sulfide (H2S) and hydrogen peroxide (H2O2) were studied. The results showed that the P. viticola
infection induced the H2S bursts, the increase of L- / D-CDes expression and the enhanced polyphenol oxidase
(PPO) and glucanase (Glu) activities in the leaves of Zuoyouhong and Chardonnay. In contrast, the H2S scav-
enger hypotaurine (HT) depressed the P. viticola - induced PPO and Glu activities, and elevated colonization
frequency and index of P. viticola in Zuoyouhong and Chardonnay. Meanwhile, the exogenous application of
H2S decreased the colonization frequency and index of P. viticola in the two grape cultivars. These results indi-
cated that H2S played a role in the regulation of grape resistance to P. viticola as a signal molecule. Application
of the NADPH oxidase inhibitor dibenziodolium (DPI) and the cell wall peroxidase inhibitor salicylhydroxamic
acid (SHAM) significantly suppressed the P. viticola-induced the increase of H2O2, it suggested that the NAD-
PH oxidase and the cell wall peroxidase pathways were the important resource of H2O2 . Based on the observa-
tions of the H2O2 burst appeared earlier than H2S in the leaves of grape infected by P. viticola, and the AsA de-
pressed the P. viticola - induced H2S increase, and the HT had no significant effect on the H2O2, it was conclu-
ded that H2S acted functions downstream of H2O2 in mediating grape resistance to P. viticola.
Key words: grape downy mildew; H2S; H2O2; disease-resistance
　
植物病理学报 43 卷
中图分类号: S432. 2　 　 　 　 　 文献标识码: A　 　 　 　 　 文章编号: 0412-0914(2013)05-0475-11
　 　 葡萄(Vitis vinifera L. )是世界广泛种植的重
要果树。 近年来,随着葡萄种植面积的不断扩大以
及各地间苗木交换的日益频繁,葡萄病害日渐严
重,其中葡萄霜霉病菌 [ Plasmopara viticola (
Berk. Et Curtis)Ber. et de Toni]引起的葡萄霜霉病
(grapevine downy mildew)是严重影响葡萄生产的
真菌病害之一,探讨葡萄抵御霜霉病的机制具有重
要的理论意义和潜在的应用价值。
在与病原菌相互作用和长期进化发展过程中
植物体内逐渐形成了对病原菌入侵的防御机制。
植物与病原菌接触时,能够诱导产生植物内源信号
分子,经一系列信号转导过程最终形成防卫反应。
其中抗性基因表达产生的抗性相关蛋白,如 β-1,3-
葡聚糖酶 (β-1,3-glucanases,Glu, PR-2)、几丁质
酶 ( chitinase, Cht, PR-3)、过氧化物酶 ( peroxi-
dase, POD, PR-9) 以及苯丙氨酸解氨酶 ( phenyl-
alanine ammo-nialyase,PAL)和多酚氧化酶 ( poly-
phenol oxidase, PPO)等能有效抑制病原菌的生长
和扩散,提高植物的抗病性[1,2]。 过氧化氢(hydro-
gen peroxide,H2O2 )、Ca2 + 和一氧化氮( nitric ox-
ide,NO)都是植物体内重要的抗病信号分子[3,4]。
有报道,植物体 NADPH 氧化酶途径产生的 H2O2
参与 β-氨基丁酸诱导的葡萄抗霜霉病过程[5];NO
和 H2O2 可以通过提高 POD、PAL、Glu和 Cht活性
增强葡萄对霜霉病的抗性[6]。 植物应答病原菌侵
染是个复杂的信号转导过程,是否有新的信号分子
的参与? 其作用机制怎样?
H2S(hydrogen sulfide,H2S)是近年来受到广
泛关注的新型气体信号分子,植物体内 H2S 合成
的主要酶是 L- / D-半胱氨酸脱巯基酶(L- / D-cyste-
ine desulfhydrase, L- / D-CDes)。 越来越多的证据
显示 H2S参与植物对多种非生物胁迫的响应,如,
H2S可以提高拟南芥的抗旱性[7],提高高温条件下
烟草悬浮细胞的存活率,缓解细胞活力的下降[8]。
油菜感染 Pyrenopeziza brassicae 后 L-半胱氨酸脱
巯基酶活性升高,可能通过增加 H2S 释放量增强
抗病性[9]。 在动物中,H2S能抑制氧化胁迫引起的
鼠胰腺 β-细胞死亡[10];防止高血糖导致的内皮细
胞功能障碍[11]。 H2S是否参与葡萄抵御霜霉病菌
过程? 在植物中 H2O2 介导产生的 H2S 参与干旱
诱导的拟南芥气孔关闭过程[12],在应答霜霉病过
程中 H2S和 H2O2 是否存在相互作用? 为此,本文
拟以对霜霉病具有不同抗性的两个葡萄品种左优
红和霞多丽为材料,研究 H2S和 H2O2 在葡萄抵御
霜霉病菌过程中的作用及其相互关系,以期为全面
掌握葡萄的抗霜霉病机制提供依据。
1　 材料与方法
1. 1　 材料与处理
1. 1. 1　 供试材料　 (1)供试菌株 葡萄霜霉病菌,
采自青岛农业大学葡萄实验基地易感霜霉病葡萄
品种霞多丽发病叶片。 (2)供试葡萄品种 左优红
(Zuoyouhong)和霞多丽(Chardonnay)2 个葡萄品
种,盆栽于青岛农业大学生命科学学院植物逆境生
理实验室。
1. 1. 2　 材料处理　 取左优红和霞多丽盆栽苗一年
生枝条的第 3 ~ 6 叶位健康叶片,将以下处理液轻
轻的用毛刷涂抹于叶片背面,然后以 8 × 104 个 /
mL孢子囊的菌液,喷雾至叶片背面,于培养箱中
培养。 光照培养箱光 /暗周期 16 h / 8 h,光照强度
为 80 μmol·m -2 s -1,湿度 100% ,温度 20℃。 每
个处理均设置 3 个独立试验,每个试验重复 3 次。
(1) H2O (对照)、0. 1% H2O2、2. 0 mmol / L
H2O2 清除剂抗坏血酸 ( ascorbic acid,AsA)、0. 1
mmol / L H2S供体硫氢化钠( sodium hydrosulfide,
NaHS)、100 μmol / L H2S 的清除剂次牛磺酸(hy-
potaurine,HT)预处理 1 h,外施霜霉病菌孢子囊菌
液,7 d 后统计发病情况并计算病情指数,每处理
叶片数 >30。
(2)分别用 H2O、0. 1% H2O2、2. 0 mmol / L
AsA、和 0. 1 mmol / L NaHS及 HT 处理葡萄叶片 1
h后,喷施 H2O(对照)或霜霉病菌孢子囊菌液,于
处理 0、1、2、3、4、5 和 6 h分别测定 H2O2 或 H2S含
量及 L / D-CDes、PPO和 Glu活性变化。
(3)用 H2O(对照)和霜霉病菌孢子囊菌液处
理葡萄叶片,分别于处理 0、1、2、3、4、5 和 6 h 分别
测定及 H2S 合成酶基因 L- / D-CDes 表达量的变
化。
(4)葡萄叶片分别用 H2O、0. 1 mmol / L NAD-
PH氧化酶抑制剂二苯基碘(dibenziodolium,DPI)、
674
　
　 5 期 王文杰,等:H2S位于 H2O2 下游介导葡萄抗霜霉病过程
0. 1 mmol / L细胞壁过氧化物酶抑制剂水杨羟肟酸
(salicylhydroxamic acid,SHAM)处理 1 h 后,喷施
H2O(对照)或霜霉病菌孢子囊菌液,于 2 h 测定
H2O2 含量。
1. 2　 方法
1. 2. 1　 病原菌的采集与繁殖　 从田间感病葡萄品
种霞多丽植株上采集感染霜霉病菌的叶片,清水冲
去旧的孢子囊,叶片背面朝上置于 20℃、相对湿度
100%条件下培养 24 h,待新孢子囊长出后,用毛刷
刷下孢子囊,无菌水配成霜霉病菌孢子囊菌液。 接
种前用载玻片萌芽法测定孢子囊活力,萌芽率
85%以上为有效。
1. 2. 2 　 病情指数及感病率测定　 参照 Sha 等[13]
的方法进行测定。
病情指数 = [∑(受害级别 ×该级叶片数) /总
叶数 ×最重发病级别代表数] ×100
感病率(% ) = [感病叶片数 /总叶片数] ×
100%
1. 2. 3　 H2S和 H2O2 含量的测定　 葡萄叶片 H2S
含量的测定参照 Sekiya等[14]的亚甲基蓝法并稍作
修改。 H2O2 含量的测定参照 Brennan 和 Fren-
kel[15]的方法。
1. 2. 4　 L / D-CDes、PPO 和 Glu 活性测定 　 L / D-
CDes活性的测定参照 Hou 等[16]的方法;分光光
度计法测定 PPO 活性和 Glu 活性。 PPO 以每克
鲜组织每分钟产生 OD 值变化 0. 01 为一个酶活
性单位(U)计算 PPO的活性。 Glu以每克鲜组织
每秒产生 1 ng 还原糖的酶量为一个酶活性单位
(U)。
1. 2. 5　 半定量 RT-PCR　 以 CTAB法提取葡萄叶
片总 RNA,采用不含 RNase 的 DNaseⅠ(TaKaRa)
消化残存 DNA;以 oligo d(T)18 (TaKaRa)为引
物,按照 M-MLV 反转录试剂盒 (TaKaRa)说明合
成 cDNA; 以 VvACTIN 为内参,所用引物见表 1,
PCR程序如下所示:94℃预变性 5 min; 94℃ 30 s,
55℃ 40 s, 72℃ 40 s, 30 圈循环;72℃ 10 min;4℃
保存。 扩增产物通过 1%琼脂糖凝胶电泳后在 Gel
DocTM XR +凝胶成像仪 (Bio-Rad)中检测。
1. 2. 6 　 数据统计方法　 测定结果用 DPS 数据处
理系统作方差分析。 数据均源于 3 次独立的试验
结果。
2　 结果与分析
2. 1　 H2S参与葡萄抗霜霉病过程
2. 1. 1　 接种霜霉病菌后葡萄叶片内源 H2S 含量
的变化　 结果显示,霜霉病菌侵染后左优红和霞多
丽叶片 H2S含量均在接种霜霉病菌 5 h时升高,并
且抗性品种左优红的 H2S 含量变化幅度大于感病
品种霞多丽(图 1)。 由此推测,H2S 可能参与葡萄
应答霜霉病的过程。
Fig. 1　 Changes in H2S contents in leaves of
Zuoyouhong and Chardonnay after in-
oculation with Plasmopara viticola
(*:P <0. 05;**:P <0. 01, figures blow is as the same. )
2. 1. 2　 接种霜霉病菌对葡萄叶片 L / D-CDes 活性
的影响 　 L / D-CDes 途径是植物体内合成 H2S 的
主要合成途径,接种霜霉病菌后 L / D-CDes活性均
显著上升,于处理 5 h 达最大值,抗性品种左优红
叶片中酶活性上升较霞多丽显著,与 H2S 含量变
化较一致(图 2),证明 L / D-CDes途径是该过程中
H2S的重要来源。
2. 1. 3　 接种霜霉病菌对葡萄叶片 H2S 合成酶基因
表达的影响　 由结果可知,在没有接种霜霉病菌时,
左优红和霞多丽叶片中的 L / D-CDes 的表达量较
低,而在接种霜霉病菌后,基因表达量均显著上升,
于处理 5 h 达最大值,且抗性品种左优红叶片中基
因表达量的变化较敏感品种霞多丽显著(图 3)。
774
　
植物病理学报 43 卷
Table 1　 Sequences of primers used for semiquantity real-time PCR amplification
Name Registry number Primer sequence 5′-3′
VvACTIN XM_002282480
FP: GCTCTTTGCAGTTTCCAGCT
RP: TACAATGAGCTTCGGGTTGC
VvL-CDes XM_003635001
FP: TTCCAAACCCTCAAAACTACCA
RP: CCTTCAACATAAGCAAAAGACAAAT
VvD-CDes XM_002263322
FP: TCTCTCCCCTATTCCCTCTC
RP: TATCATCAAATCCTACTTCATCAG
Fig. 2　 Changes in L / D-CDes activities in leaves of Zuoyouhong
and Chardonnay after inoculation with Plasmopara viticola
(*:P <0. 05;**:P <0. 01)
Fig. 3　 VvL- / D-CDes expression pattern in leaves of Zuoyouhong(A)
and Chardonnay(B) after inoculation with Plasmopara viticola
2. 1. 4 　 外源 H2S 及 H2S 清除剂对葡萄感病情况
的影响　 为进一步证实 H2S 参与葡萄抗霜霉病过
程,用 H2S的供体 NaHS、H2S的清除剂 HT预处理
葡萄叶片,然后接种霜霉病菌,观测其感病率和病
情指数。 用 NaHS 预处理能显著提高感病品种霞
多丽对霜霉病的抵抗能力,霞多丽叶片的感病率和
病情指数分别降低了 11. 66%和 15. 43% ;NaHS也
可提高左优红抵御霜霉病的能力,其感病率和病情
指数分别降低了 11%和 8. 1% 。 而 H2S清除剂 HT
预处理后,两葡萄品种感病率和病情指数均显著增
大(表 2),由此表明,H2S 可提高葡萄对葡萄霜霉
病的抗性。
874
　
　 5 期 王文杰,等:H2S位于 H2O2 下游介导葡萄抗霜霉病过程
Table 2　 Effects of H2S, H2O2 and their scavenger on colonization frequency
and colonization index of P. viticola in leaves of Zuoyouhong and Chardonnay
Treatment Colonization frequency / % Colonization index
Zuoyouhong
H2O 12. 70 ±0. 02 7. 12 ±1. 32
NaHS 8. 30 ±0. 01 4. 94 ±1. 28
HT 26. 90 ±0. 01** 12. 22 ±1. 21*
H2O2 7. 41 ±0. 01 4. 63 ±1. 04
ASA 29. 63 ±0. 01** 12. 22 ±0. 91*
Chardonnay
H2O 77. 20 ±0. 03 39. 54 ±0. 67
NaHS 68. 20 ±0. 01 31. 44 ±1. 41
HT 84. 30 ±0. 02** 48. 21 ±1. 34**
H2O2 57. 90 ±0. 01 33. 70 ±0. 76
ASA 87. 96 ±0. 02** 49. 37 ±1. 11**
　 (*:P <0. 05;**:P <0. 01)
2. 1. 5　 H2S及 H2S 清除剂对葡萄感染霜霉病菌
后 PPO和 Glu活性的影响　 结果显示,霜霉病菌
可以诱导左优红和霞多丽叶片 PPO 和 Glu 活性
显著升高;正常条件下,NaHS 预处理可以提高
PPO和 Glu活性;并使接种霜霉病菌的葡萄叶片
PPO和 Glu活性进一步升高,使 Glu 活性猝发时
间提前;而 H2S的清除剂 HT 可显著抑制霜霉病
菌引起的葡萄叶片 PPO 和 Glu 活性的上升(图
4)。 由此推测,葡萄受霜霉病菌侵染后产生的
H2S 作为信号分子启动防御反应机制,促使 PPO
和 Glu活性上升从而提高葡萄抵御霜霉病菌的
能力。
2. 2　 H2O2 参与葡萄抗葡萄霜霉病过程
2. 2. 1　 接种霜霉病菌后葡萄叶片 H2O2 含量的变
化 　 结果表明,霜霉病菌侵染可诱导葡萄叶片
H2O2 含量显著增加,H2O2 含量于处理 2 h 时达最
高水平(P < 0. 05),在 3 h 时恢复到正常水平,且
抗性品种左优红 H2O2 含量的变化幅度大于感病
品种霞多丽(图 5),说明 H2O2 可能作为早期的信
号分子参与葡萄应答霜霉病菌的过程。
2. 2. 2　 葡萄抵御霜霉病菌过程中 H2O2 的来源　
结果表明 NADPH氧化酶抑制剂 DPI 和细胞壁过
氧化物酶的抑制剂 SHAM均可显著抑制由霜霉病
菌引起的 H2O2 含量的上升(图 6),说明 NADPH
氧化酶和细胞壁过氧化物酶是该过程中 H2O2 的
重要来源。
2. 2. 3　 外源 H2O2 及 H2O2 清除剂对感染霜霉病
菌后葡萄叶片 PPO 和 Glu 活性的影响 　 结果显
示,霜霉病菌可诱导左优红和霞多丽叶片 PPO 和
Glu活性的上升,外施 H2O2 诱导 PPO 和 Glu 活性
进一步升高,而 H2O2 的清除剂 AsA可显著的降低
霜霉病菌引起的 PPO 和 Glu 活性的上升(图 7)。
推测, H2O2 参与葡萄抗霜霉病的信号转导过程,
通过启动葡萄防御反应机制,提高葡萄抵御霜霉病
菌的能力。
2. 2. 4　 外源 H2O2 及 H2O2 清除剂对葡萄感病情
况的影响　 从结果可以看出,经 H2O2 处理的霞多
丽叶片的感病率病率和病情指数分别降低 25%和
14． 77% ,而 H2O2 清除剂 AsA处理后,葡萄品种感
病率和病情指数均显著升高,其中霞多丽叶片的感
病率和病情指数分别上升 10. 76%和为 9. 83% ;抗
性品种左优红叶片的感病率和病情指数分别上升
6. 97%和 5. 10% (P <0. 05)(表 2)。 由此可知,一
定浓度的 H2O2 可以提高葡萄对葡萄霜霉病菌的
抗性。
2. 3　 葡萄抵御霜霉病菌过程中 H2S 和 H2O2 之
间的关系
2. 3. 1　 H2O2 清除剂 AsA对霜霉病菌诱导的葡萄
974
　
植物病理学报 43 卷
Fig. 4　 Effects of H2S on PPO and Glu activities in leaves of Zuoyouhong (A, C)
and Chardonnay (B, D) after inoculation with Plasmopara viticola
(*:P <0. 05;**:P <0. 01)
叶片 H2S含量的影响　 为了研究在葡萄抵御霜霉
病菌过程中 H2S 和 H2O2 的上下游关系,用 H2O2
的清除剂 AsA预处理葡萄叶片,测定 H2S含量,结
果表明,AsA显著降低霜霉病引起的葡萄叶片 H2S
含量的上升(图 8),初步推测,在葡萄抵御霜霉病
菌的过程中 H2O2 位于 H2S的下游起作用。
2. 3. 2　 H2S清除剂 HT对霜霉病菌诱导的葡萄叶
片 H2O2 含量的影响 　 用 H2S 清除剂 HT 预处理
葡萄叶片,测定 H2O2 含量变化,结果表明,HT 处
理对霜霉病菌诱导的葡萄叶片 H2O2 含量的上升
无显著影响(图 9),进一步表明,在葡萄抵御霜霉
病菌的过程中 H2S位于 H2O2 的下游。
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　 5 期 王文杰,等:H2S位于 H2O2 下游介导葡萄抗霜霉病过程
Fig. 5　 Changes of H2O2 level in leaves of Zuoyouhong and
Chardonnay after inoculation with Plasmopara viticola
(*:P <0. 05;**:P <0. 01)
Fig. 6　 Effect of DPI and SHAM on H2O2 contents in leaves of Zuoyouhong
and Chardonnay after inoculation with Plasmopara viticola
(*:P <0. 05;**:P <0. 01)
3　 讨论
葡萄霜霉病是世界范围内影响葡萄生产的主
要病害之一,有关葡萄霜霉病的研究近年来取得不
少进展,获得一些与葡萄抗霜霉病相关的基因和蛋
白[17,18],证明 H2O2 和 NO是参与葡萄抵御霜霉病
的主要组分,但葡萄响应霜霉病的信号转导机制尚
需深入研究。 H2S 是一种近年来发现的参与植物
对多种胁迫响应的信号分子,H2S可以提高植物对
干旱[7]和高温[8]的抗性,可以缓解铝[19]和硼[20]对
植物造成的胁迫。 那么在葡萄抵御霜霉病菌过程
中 H2S 的作用及其与 H2O2 的相互关系怎样? 为
此,本文研究了具有不同抗性的两个葡萄品种左优
红和霞多丽受霜霉病侵染后 H2S 含量、H2S 合成
酶 L- / D-CDes活性和 L- / D-Cdes 基因表达量的变
化,H2S供体 NaHS及其清除剂 HT 对葡萄感病情
况和抗病能力的影响。 结果表明,无论感病葡萄品
种还是抗病葡萄品种霜霉病侵染后 5 h,其叶片均
出现 H2S含量,合成酶活性及基因转录水平增加
的现象,且抗病品种左优红的上升幅度大于感病品
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植物病理学报 43 卷
Fig. 7　 Effects of H2O2 and ASA on PPO and Glu activities in leaves of Zuoyouhong (A, C)
and Chardonnay (B,D) after inoculation with Plasmopara viticola
(*:P <0. 05;**:P <0. 01)
种霞多丽(图 1,图 2 和图 3);NaHS降低葡萄品种
的感病率和病情指数,而 HT 可以显著抑制霜霉病
菌引起的葡萄叶片 PPO 和 Glu 活性升高(图 4),
并导致葡萄的感病率和病情指数显著升高(表 2)。
这些实验结果首次为研究 H2S 参与葡萄对霜霉病
的应答、H2S抵御霜霉病的作用机制提供了实验证
据。
有报道,葡萄受霜霉病侵染后 H2O2 含量显著
升高[6],β-1,3-葡萄糖磷酸盐诱导葡萄 H2O2 含量
升高,提高其对霜霉病的抗性[21]。 本实验亦证明
左优红和霞多丽葡萄叶片受到霜霉病菌侵染后 2 h
叶片出现 H2O2 含量的猝发现象(图 5),这一结果
与在西拉和赤霞珠上的一致[6],霜霉病菌可以诱
导葡萄叶片中 PPO 和 Glu 活性的上升(图 7),在
外施 H2O2 后 PPO 和 Glu 活性进一步升高,而
H2O2 的清除剂 AsA 则可以显著的降低霜霉病菌
引起的 PPO 和 Glu 活性的上升。 因此,进一步证
明 H2O2 参与葡萄抗霜霉病的信号转导过程,能够
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　 5 期 王文杰,等:H2S位于 H2O2 下游介导葡萄抗霜霉病过程
Fig. 8　 Effects of AsA on H2S contents in leaves of Zuoyouhong(A)
and Chardonnay(B) after inoculation with Plasmopara viticola
(*:P <0. 05;**:P <0. 01)
Fig. 9　 Effects of HT on H2O2 contents of Zuoyouhong (A) and
Chardonnay (B) after inoculation with Plasmopara viticola
(*:P <0. 05;**:P <0. 01)
提高葡萄抵御霜霉病菌的能力。 植物体可以通过
NADPH氧化酶、细胞壁过氧化物酶和多胺氧化酶
等途径形成 H2O2,那么在葡萄应答霜霉病过程中
H2O2 的来源怎样? 研究显示,NADPH 氧化酶抑
制剂 DPI和细胞壁过氧化物酶抑制剂 SHAM可以
显著降低霜霉病菌引起的葡萄叶片 H2O2 含量的
上升(图 6),说明来自 NADPH氧化酶和细胞壁过
氧化物酶途径的 H2O2 同 H2S 一样亦参与葡萄抵
御霜霉病菌过程;并发现霜霉病菌侵染葡萄叶片
后,H2O2 变化的时间早于 H2S,含量的猝发时间
H2O2(图 5)亦早于 H2S(图 1),推测在葡萄抵御霜
霉病信号转导过程中,H2O2 可能位于 H2S 的上
游。 同时证明 H2O2 的清除剂 AsA 可显著抑制霜
霉病菌所诱导的 H2S 含量的上升,而 H2S 的清除
剂 HT对霜霉病菌诱导的 H2O2 含量的变化影响不
显著(图 8)。 这进一步说明,在葡萄抵御霜霉病过
程中 H2S位于 H2O2 的下游起作用。
目前 H2S 在植物体内的作用和作用机制的研
究还刚起步,特别鲜见其在抗病中作用的报道。 业
已证明,水杨酸( salicylic acid ,SA)和 NO 是植物
产生局部抗病反应与系统获得抗性反应的重要的
信号分子[2],动物上的研究表明,H2S 可以影响膜
384
　
植物病理学报 43 卷
对 Ca2 +等离子的通过性[22],可以通过蛋白激酶调
节内皮细胞一氧化氮合酶活性调节 NO 产生[23]。
在葡萄抵御霜霉病过程中 H2S 是否存在通过类似
作用引起细胞反应? H2S 与其他抗病信号途径是
否存在相互作用? 气孔运动在葡萄抵御霜霉病菌
侵染过程中发挥重要作用[24],而 H2S 可以诱导气
孔关闭[25],那么在葡萄抗霜霉病过程中 H2S 是否
通过调节气孔运动影响植物的抗性? 这些问题的
进一步研究有助于葡萄抗霜霉病信号转导机制的
进一步完善。
致谢:感谢青岛农业大学董春海教授和董超华博士
对本论文修改过程中提出的宝贵意见和建
议。
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责任编辑:张宗英
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