全 文 ：第 !" 卷 第 #$ 期
% $ # # 年 #$ 月
林 业 科 学
&’()*+(, &(-.,) &(*(’,)
./01!"!*/1#$
2345!% $ # #
,f真菌和紫穗槐苗互作早期宿主防御
生理指标的响应特征!
宋6鸽6宋福强
"黑龙江大学生命科学学院微生物省高校重点实验室 农业微生物技术教育部工程研究中心6哈尔滨 #9$$:$$
摘6要!6在温室盆栽条件下研究 ,f真菌与紫穗槐互作早期宿主防御生理指标的响应特征& 结果表明’ 在 ,f
真菌侵染宿主植物早期阶段!根系保护酶瞬时激活!植保素类黄酮瞬时积累!而且接种根内球囊霉"h($同接种摩西
球囊霉"hf$处理相比保护酶活性和类黄酮含量变化相对较大& 接种 ,f真菌处理 fH,含量下降!尤其在紫穗槐
出苗后 %9 天!接种 h(和 hf处理 fH,含量分别降低 %818>和 %91:>& 在保护酶失活的同时!几丁质诱导子降解
产物 h03*和可溶性蛋白含量增加!而且产生一些新的蛋白!由此推测’ 几丁质诱导子的降解和新增蛋白的出现是
调节植物防御反应允许建立互惠共生体的可能机制&
关键词’6,f真菌# fH,# 类黄酮# h03*
中图分类号! &"#:1!7% ];!:1#%%1%666文献标识码!,666文章编号!#$$# A"!::"%$####$ A$$!! A$"
收稿日期’ %$#$ A#$ A%9# 修回日期’ %$## A$7 A$;&
基金项目’ 国家自然科学基金"7#$"$9"8!7$9"#!;7$ # 黑龙江大学高层次人才支持计划项目"TU4U%$#$‘#%$ &
! 宋福强为通讯作者&
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NIC0WV4IEN/X4?NUN[N0/K@NF4/XICYPV3P0IC@W3/CC?D^I0YN4MNNF ,fXPFEDIFU 3G#$=/1 ;$0’-.#&1 MD4? IK/4DFEN_KNCD@NF4
DF IECNNF?/PVN5+?NCNVP04V?/MNU 4?I4I44?NNIC0WV4IEN/X3!;$0’-.#&1 DFXN34NU MD4? ,f XPFED! KC/4N34D[NNF W^@NV
"SS2IFU S2H$ /X4?NC//4VWV4N@ MNCN4CIFVDNF40WI34D[I4NU! I0/FEMD4? IF I33P@P0I4D/F /XX0I[/F/DU "IZDFU /X
K?W4/I0N_DF$5+?NI34D[D4DNV/XKC/4N34D[NNF W^@NVIFU 4?NX0I[/F/DU 3/F4NF4V?IU ECNI4NCDF3CNIVNVDF C//4VDF/3P0I4NU MD4?
h("R*#G0&-2’$1$1A-.%&$ 4?IF hf "R*#G0&G#&&%1%$5,UUD4D/FI0W! 4?N3/F4NF4V/XfH,UN3CNIVNU CNVKN34D[N0W%818>
IFU %91:> DF hf‘IFU h(‘3/0/FD^NU K0IF4VDF %9 U IX4NC4?NVNNU ENC@DFI4D/F5RD4? DFI34D[I4D/F /X4?NKC/4N34D[N
NF W^@NV! 3/F4NF4V/XV/0PY0NKC/4NDF IFU h03*"h0P3/VI@DFN$ DF3CNIVNU IFU V/@NFNMKC/4NDFV/33PCCNU! M?D3? DFUD3I4NU
4?I44?NUNECIUI4D/F /X3?D4DF IFU N@NCENF3N/XFNMKC/4NDFVMNCNK/4NF4DI0@N3?IFDV@VCNEP0I4DFE4?NUNXNFVNCNVK/FVNV/X
?/V4K0IF4V4/UN[N0/K @P4PI0WYNFNXD3DI0VW@YD/VDV5
>*9 ?,-(/’6ICYPV3P0IC@W3/CC?D^I0XPFED# @I0/FUDIUN?WUN# X0I[/F/DU# E0P3/VI@DF
66丛枝菌根 "ICYPV3P0IC@W3/CC?D^I! ,f$真菌是
自然界分布最为广泛的一种内生菌根菌!它能够与
地球上大约 ;$>陆生植物形成丛枝菌根共生体
"TN3Z@IF %’1*5! %$$# $& 在 ,f共生体形成过程
中!,f真菌和宿主植物之间进行复杂信号分子的
交换& 目前控制 ,f共生体发育的机制绝大部分还
是未知的& 在 ,f真菌侵入宿主植物根皮层细胞
时!植物的细胞质膜会发生一系列的变化!包括质膜
离子透性的改变%质膜结合酶活性的变化%激酶%磷
酸酶和磷脂酶的激活!以及一些防御信号分子的产
生!这些现象的出现都是由于防御基因转录活性增
加的结果"GN4DFI%’1*5! %$$9$& 在 ,f共生体形成
过程中产生一些新的与菌根共生相关的几丁质酶!
推测这些几丁质酶不同于经典的植物防御反应中的
几丁质酶!它们能够破坏从真菌细胞壁释放出的几
丁质诱导子!将其分解形成小分子片段!使其钝化!
6第 #$ 期 宋6鸽等’ ,f真菌和紫穗槐苗互作早期宿主防御生理指标的响应特征
从而促进菌根共生体的形成"S/^/%’1*5! #;;8$!这
种防御反应的产生可能对于菌根共生体的形成具有
非常重要的作用&
目前关于 ,f真菌诱导和调节植物防御反应的
研究较少& 本文以木本豆科植物紫穗槐 "3G#$=/1
;$0’-.#&1$为宿主植物!外源接种 ,f真菌根内球囊
霉"R*#G0&-2’$1$1A-.%&$和摩西球囊霉"R!G#&&%1%$!
在 ,f真菌和宿主植物互作的早期阶段!测定紫穗
槐根系保护酶苯丙氨酸解氨酶"S,-$%&A#! 7 A葡
聚糖酶%多酚氧化酶"SS2$和过氧化物酶"S2H$活
性!以及膜脂过氧化物丙二醛"fH,$%类黄酮和可
溶性蛋白含量的响应情况!揭示 ,f真菌诱导宿主
植物产生防御反应的特点!同时测定几丁质诱导子
降解产物葡萄糖胺"h03*$含量变化情况!以期为菌
根形成机制的研究提供理论依据&
#6材料和方法
@F@A试验材料
供试 ,f真菌为根内球囊霉"h($和摩西球囊
霉"hf$!孢子含量约为每 %$ @-# 87$个!由黑龙江
大学生态实验室保藏# 供试植株紫穗槐种子由吉林
省林业科学研究院提供&
@FCA试验方法
#1%1#6试验设计6试验在温室盆栽条件下进行!将
紫穗槐分别设不接种"’B$%播种时接种 h(和 hf7
个处理!每个处理重复 #$ 盆!共计 7$ 盆!温室随机
排列&
#1%1%6苗木培养6将紫穗槐种子消毒"%$ c7$ d
温水搓洗后用 $17>BfF2! 浸泡 7 c! ?$!然后催芽
"%$ c7$ d温水浸泡 %! ?!隔天换水 # 次$# 将草碳
土%细沙%蛭石按 9g%g7比例混合!#%# d%$1# fSI
高压蒸汽灭菌 % ?!用牛皮纸包起!自然晾干& 将催
芽后的紫穗槐种子种植在处理后的土壤中!分别进
行以下 7 种处理’
#$ 单接种h(’ 接种 8$ Eh(接种物!同时加入灭
菌的 hf接种物 8$ E&
%$ 单接种 hf’ 接种 8$ Ehf接种物!同时加入
灭菌的 h(接种物 8$ E&
7$ 不接种"’B$’ 分别加入 8$ E灭菌 h(和 hf
接种物!以保证微生物区系的一致&
试验在紫穗槐出苗后 ## c%" 天进行!其中在紫
穗槐出苗后 ## c#7 天!%9 c%; 天!接种 ,f真菌同
’B处理相比防御酶活性变化均不显著!因此选取
紫穗槐出苗后 #9!#"!#;!%#!%7 和 %9 天作为本试验
研究的时间点!在各时间点每处理随机抽取 # 盆!剪
取幼根!将幼根用液氮速冻后!置于 A"$ d超低温
冰箱保存!用于下列各项指标的测定&
#1%176测定方法6菌根侵染率采用酸性品红的染
色方法测定!其中附着孢和菌丝均能被染色观察
"S?D0DKV%’1*1! #;"$$& 苯丙氨酸解氨酶"S,-$和
&A#! 7 A葡聚糖酶活性的测定参照李海燕等
"%$$7$的方法!过氧化物酶 "S2H$和多酚氧化酶
"SS2$活性测定采用愈创木酚法!各时间点每个处
理 7 次重复& 膜脂过氧化物丙二醛"fH,$含量测
定参照李敏等 "%$$7$的方法& 类黄酮含量的测定
参照许峰等"%$$:$的方法& 葡萄糖胺"h03*$含量
的测定参照王英瑛等"%$$;$的方法!可溶性蛋白含
量采用考马斯亮蓝"h‘%9$$测定& 紫穗槐根段蛋白
质提取采用改良的 +CDV‘T’0法"曾广娟等! %$$:$&
&H&‘S,h)’ 分离胶浓度为 #%>!浓缩胶浓度为
9>!采用稳压电泳!设定值为’ 进入分离胶前为稳
压 :$ .!进入分离胶后为稳压 #%$ .& 当溴酚蓝指
示剂迁移至距下沿约#19 3@处即停止电泳& 电泳结
束后取出凝胶!在79 d左右的恒温振荡水浴锅中染
色约7 ?后脱色!并在凝胶成像系统中进行观察
拍照&
@FEA数据处理
数据采用 )_3N0和 &S&G$ 统计软件进行处
理& &H&‘S,h)图谱采用 ]PIF4D4W‘/FN软件分析蛋
白质分子量&
%6结果与分析
图 #6紫穗槐苗木菌根侵染率
QDE5#6(FXN34D/F CI4N/X3G#$=/1 ;$0’-.#&1
DF/3P0I4NU MD4? ,fXPFED
CF@A苗木菌根侵染率
根据 +C/P[N0/4法计算苗木菌根侵染率变化情
况如图 # 所示& 随着时间的延长菌根侵染率逐渐增
加!在紫穗槐出苗后 #" 天!接种 h(和 hf处理均观
9!
林 业 科 学 !" 卷6
察到附着孢的出现& 附着孢的形成标志着 ,f真菌
和宿主植物之间相互识别的成功!而且在植物根皮
层细胞表面分布着大量的菌丝"图 %$!此时接种 h(
和 hf菌根侵染率分别为 8>和 !>!而在紫穗槐出
苗后 #; 天!在紫穗槐根内出现丛枝!丛枝是 ,f真
菌和植物之间营养交换的场所!此时接种 h(和 hf
处理菌根侵染率分别为 #$>和 #%>!接种 hf菌根
侵染率高于接种 h(处理!由此说明前者同宿主植物
之间的相容性更好&
图 %6菌丝和附着孢
QDE5%6TWK?INIFU IKKCNVV/CDP@
CFCA保护酶活性的变化
%1%1#6苯丙氨酸解氨酶!S,-"和 &A## 7 A葡聚糖
酶活性的变化6在紫穗槐出苗后 #9 c%9 天!接种
,f真菌处理!苯丙氨酸解氨酶和 &A#! 7 A葡聚糖
酶活性瞬时增加& 其中接种 h(处理!S,-活性在紫
穗槐出苗后 #" 天达到最大值 #8#1: q)@EA#? A#!而
接种 hf处理!S,-活性在紫穗槐出苗后 %7 天达到
最大值 #$"18 q)@EA#? A#!% 种处理达到最大值时同
’B之间差异均达到极显著水平"@m$1$#$!随后接
种 h(和 hf处理 S,-活性下降"图 7,$& 接种 h(
和 hf处理!&A#! 7 A葡聚糖酶分别在紫穗槐出苗
后 #" 和 #; 天 达 到 最 大 值 $1%9: 和
$1#"" q)@EA#@DF A#!达到最大值时同 ’B之间差异
均达到极显著水平"@m$1$#$!随后 &A#! 7 A葡聚
糖酶活性也下降到 ’B以下"图 7G$&
%1%1%6多酚氧化酶!SS2"和过氧化物酶!S2H"活
性的变化6多酚氧化酶"SS2$和过氧化物酶"S2H$
活性呈现瞬时增加趋势!接种 h(和 hf处理!SS2
活性分别在紫穗槐出苗后 #; 和 %# 天达到最大值
666
图 76接种 ,f真菌后紫穗槐根部 S,-",$和 &A#! 7 A葡聚糖酶"G$活性的变化
QDE576,34D[D4DNV/XS,-IFU &A#! 7 AE0P3IFIVNI43!;$0’-.#&1 C//4VDF/3P0I4NU MD4? ,fXPFED
图 !6接种 ,f真菌后紫穗槐根部 S2H",$和 SS2"G$活性的变化
QDE5!6,34D[D4DNV/XS2HIFU SS2I43!;$0’-.#&1 C//4VDF/3P0I4NU MD4? ,fXPFED
8!
6第 #$ 期 宋6鸽等’ ,f真菌和紫穗槐苗互作早期宿主防御生理指标的响应特征
##1" 和 #$19 q)@EA#@DF A# !而且同 ’B之间的差
异均达到极显著水平 "@m$1$# $ !随后 SS2活性
逐渐下降到 ’B以下 "图 !,$ & 接种 h(和 hf处
理!分别在紫穗槐出苗后 #" 和 #; 天! S2H活性达
最大值 %:1: 和 %81: q)@EA#@DF A# !% 种处理同 ’B
之间 的 差 异 达 到 极 显 著 水 平 " @m$1$# $ !
此后 S2H活性也逐渐下降到 ’B以下"图 !G$ &
CFEA膜脂过氧化物丙二醛"DH=#含量的变化
如表 # 所示’ 接种 ,f真菌能够降低膜脂过氧
化物 fH,含量!尤其在紫穗槐出苗后 %9 天!接种
h(和 hf处理 fH,含量分别降低 %818>和 %91:>!
此时接种,f真菌处理同’B之间的差异均达到显著
水平"@m$1$9$!而接种 ,f真菌处理之间没有明显
的差异!这说明在 ,f真菌和宿主植物互作的早期阶
段!菌丝侵入宿主植物根皮层细胞并没有损伤根皮层
细胞的细胞膜!相反!,f真菌能够降低 fH,含量!
在一定程度上增强细胞膜结构的稳定性和完整性!从
而增强菌根化植物对逆境的抵抗能力&
表 @A接种 =D 真菌对膜脂过氧化物丙二醛"DH=#含量的影响!
)#2B@ADH=:,’$*’$#$4-5*"(/#+)$ -,,$/%’,:<&#$*(?%$;=D 0<’4% @@/0’EA#QR
处理方式
+CNI4@NF4
时间 +D@NaU
#9 #" #; %# %7 %9
’B $17:8 r$5$;I $1!;# r$5$7I $19#; r$5$7I $1!"! r$5$8I $1!$7 r$5$7I $1!#! r$5$#I
h( $177# r$5$!I $19#8 r$5$%I $177; r$5$!Y $1%;8 r$57;Y $17:% r$5$#IY $17$! r$5$7Y
hf $17%; r$5$!I $17%" r$5$%Y $1!!: r$5$!IY $1!#" r$5$#I $17#: r$5$%Y $17$" r$5$%Y
66!表中的数值为平均值 r标准误 " 2 i7 $ # 同列不同小写字母表示存在显著差异 "@m$1$9 $ & +?NUI4IDF 4?N4IY0NDFUD3I4NV@NIF r&)
" 2 i7$ # +?NUDXNCNF40N4NCVDFUD3I4NVDEFDXD3IF4UDXNCNF3NV"@m$1$9$5下同& +?NVI@NYN0/M5
CFGA类黄酮"芦丁#含量的变化
如表 % 所示!在紫穗槐出苗后 #9 c%9 天!类黄
酮含量瞬时增加!其中在紫穗槐出苗后 %# 天!接种
h(处 理 植 株 根 系 中 类 黄 酮 含 量 达 到 最 大 值
#$"1: @@/0)ZEA#!与 ’B相 比类黄 酮 含 量 提 高
":17>!而在紫穗槐出苗后 %7 天!接种 hf处理植
株 根 系 中 的 类 黄 酮 含 量 达 到 最 大 值 ;%1%
@@/0)ZEA#!与 ’B相比类黄酮含量提高 %71#>!随
后接种 h(和 hf处理类黄酮含量下降到 ’B以下
水平&
表 CA接种 =D 真菌对类黄酮含量的影响
)#2BCA5,’,%(:,’$*’$#$4-5*"(/#+)$ -,,$/%’,:<&#$*(?%$;=D 0<’4% @@/0’ZEA#QR
处理方式
+CNI4@NF4
时间 +D@NaU
#9 #" #; %# %7 %9
’B #$17% r$57I #918 r$58I #:1!7 r$59Y %71! r%5%3 %"1:# r#5;3 %$17 r$57I
h( #$1:# r$5:I #"1:# r$5;I %91; r75#Y #$"1: r:5%I "$1; r75$Y #918 r$57Y
hf #71"9 r#5;I #91! r$59I 9!1" r757I 8"1# r$5;Y ;%1% r75#I ;17: r$5!3
CFNA几丁质诱导子降解产物(((葡萄糖胺"L&:K#
含量的变化
随着时间的延长!接种 h(和 hf处理 h03*含
量逐渐增加& 其中在紫穗槐出苗后#9 c%#天!接种
h(和 hf处理同 ’B的 h03*含量之间差异均不显
著"@<$1$9$!而在紫穗槐出苗后 %7 c%9 天!接种
h(和 hf处理同 ’B的 h03*含量之间的差异均达
到极显著水平"@m$1$#$!尤其在紫穗槐出苗后 %9
天!接种 h(和 hf处理 h03*含量分别是 ’B处理
%1# 和 %1! 倍!而在此时防御酶活性均已达到最大
值后下降到空白对照以下!也即在防御酶逐渐失活
的同时!几丁质诱导子逐渐分解为 h03*"图 9$&
CFVA可溶性蛋白含量的变化及 !H!P.=LM分析
可溶性蛋白含量变化情况!在紫穗槐出苗后
#9 c%9天!接种 h(和 hf处理可溶性蛋白含量逐渐
增加& 其中从紫穗槐出苗后 #; 天起!接种 ,f真菌
图 96接种 ,f真菌后穗槐根部葡萄糖胺
"h03*$含量的变化情况
QDE596’?IFENV/Xh03*3/F4NF4I43G#$=/1 ;$0’-.#&1
C//4VDF/3P0I4NU MD4? ,fXPFED
"!
林 业 科 学 !" 卷6
同’B处理之间差异达到显著水平"@m$1$9$!接种
h(和 hf处理可溶性蛋白含量同 ’B相比分别提高
7#1#>和 781;>"表 7$& 紫穗槐出苗后 #; 天可溶
性蛋白 &H&‘S,h)图谱!其中接种 h(处理检测到 7
条新增蛋白质条带 "图 8,$!其分子量从上到下分
别为 ##71:";!:;18;: 和 ":1$%: ZP!而接种 hf处
理检测到 % 条新增蛋白质条带!其分子量从上到下
分别为 :;1:98!":17;" ZP!而在紫穗槐出苗后 %9
天!接种 h(和 hf处理可溶性蛋白同 ’B相比分别
提高 9"1%>和 9718>!图 8G所示为紫穗槐出苗后
%9 天可溶性蛋白 &H&‘S,h)图谱!接种 h(处理检
测到 ! 条新增蛋白质条带!分子量从上到下分别为
##71:";!:;18;:!!$1$%:!7819%" ZP!接种 hf处理
同样检测到 ! 条新增蛋白质条带!分子量从上到下
为 ##71:99!:;19"!!!$1$7#!781!%: ZP!同时还检测
到接种 ,f真菌处理明显消失的 # 条蛋白质条带!
其分子量约为 !%1#"8 ZP!消失的蛋白质条带可能转
变成小分子肽参与共生体双方的信号识别!也可能
是共生基因抑制了某些基因的表达所致& 在 ,f真
菌和宿主植物互作的早期阶段!随着可溶性蛋白含
量的增加!产生一些新的蛋白!而且在紫穗槐出苗后
#; c%9 天!新增蛋白的数目逐渐增加!而此时植物的
防御反应水平呈现下降的趋势!由此推测这些新的蛋
白一方面可能是构建 ,f共生体形成所必需的!另一
方面可能是一些特异性调解植物防御反应的代谢酶
类!在丛枝菌根共生体形成中起到重要的作用&
表 EA接种 =D 真菌对可溶性蛋白含量的影响
)#2BEA!,&<2&*"-,$*%’:,’$*’$#$4-5*"(/#+)$ -,,$/%’,:<&#$*(?%$;=D 0<’4% @E’EA#QR
处理方式
+CNI4@NF4
时间 +D@NaU
#9 #" #; %# %7 %9
’B #$1$: r$5#I ;1"9 r$58I :1$8 r$5#Y 81;$ r#5;Y ##1%9 r#5#Y #71!% r$5!Y
h( ;1"7 r$58I :1"! r$5%I ##1" r#58I #"19$ r#5#I %917! r%5$I 7#177 r#57I
hf ;1$: r$58I ;1%; r$5#I #%1": r$5"I #:17# r#57I %!17: r$59I %:1;7 r$58I
图 86在紫穗槐出苗后 #; 天",$和 %9 天"G$接种 ,f真菌可溶性蛋白 &H&‘S,h)分析
QDE586&H&‘S,h)IFI0WVDV/XV/0PY0NKC/4NDF IX4NC#; U IFU %9 U /X3!;$0’-.#&1 C//4VDF/3P0I4NU MD4? ,fXPFED
76结论与讨论
,f真菌同宿主植物互作的早期阶段会发生复
杂的生理学和生物化学的变化& 本研究结果表明’
,f真菌同宿主植物互作早期能够诱导宿主植物产
生瞬时的防御反应!而且防御反应具备 ,f真菌种
的差异性!在一定程度上 ,f真菌 R1-2’$1$1A-.%&同
R1G#&&%1%相比!后者同宿主植物之间的相容性更
好!共生关系更密切& k/UCoEPN^等"%$$#$研究同样
证实不同的 ,f真菌诱导宿主植物产生防御反应的
强度是 不同 的! ,f 真菌 R1;1&.-.0*1’0G 同 R1
.*1$0G相比!前者同宿主植物之间的相容性更好!共
生关系更密切& &,途径的关键酶 S,-和 &A#!7 A
葡聚糖酶能够催化次生代谢产物和 Sk蛋白的合
成! J,信号转导途径的关键酶 S2H和 SS2可能是
作为抗氧化剂分解 ,f真菌菌丝侵入植物根皮层细
胞时产生的活性氧分子!在减少对细胞毒害作用的
同时!避免植物防御基因的激活 "TICCDV/F %’1*5!
#;;7$& 本试验中保护酶瞬时激活!一方面达到早
期防御的目的!另一方面在细胞壁上产生的植保素
和木质素是少量的!没有构成 ,f真菌进一步侵染
的障碍!因此瞬时防御反应的产生并没有阻止丛枝
菌根共生体的形成& fH,是膜脂过氧化作用最终
产物!能影响细胞膜结构!干扰正常生理代谢!其含
量的高低是膜脂过氧化程度的重要指标& 本试验结
果表明’ ,f真菌能够降低膜脂过氧化物 fH,含
量!在一定程度上增强了膜系统的稳定性和完整性!
这与贺忠群等"%$$:$获得结果是相一致的!原因可
:!
6第 #$ 期 宋6鸽等’ ,f真菌和紫穗槐苗互作早期宿主防御生理指标的响应特征
能是在植物与 ,f真菌附着孢接触位点上出现皮层
细胞壁加厚现象"李敏等! %$$7$!保护了细胞膜的
稳定性和完整性& 在 ,f真菌和宿主植物互作的早
期阶段!菌丝的侵染在一定程度启动植物自身的防
御体系!导致具有抗菌活性的类黄酮瞬时积累!作为
防御代谢产物的类黄酮对 ,f真菌具备毒害作用!
在 ,f共生体形成过程中可能逐渐转化为无毒的碳
水化合物!作为碳消耗供体在 ,f共生体形成过程
中发挥作用"&/ICNV%’1*5! %$$9$& 可溶性蛋白含量
在植物体内代谢过程中的变化可以反映细胞内蛋白
合成%变性和降解等方面的信息& 本试验中!在 ,f
真菌同宿主植物互作的早期阶段!接种 ,f真菌增
加可溶性蛋白的含量!而且随着菌根共生体的建立!
既产生一些新的蛋白!又存在消失的蛋白!原因可能
是在 ,f真菌和宿主植物互作过程中!宿主植物细
胞组织基因表达发生改变!某些基因 "如共生相关
基因%病程相关蛋白基因$会被诱导表达而产生相
应的蛋白质!如几丁质酶基因在 ,f真菌和宿主植
物互作过程中的诱导表达已经得到证实!同时某些
相关基因的表达会被抑制或推迟!甚至使得原有的
蛋白质被降解!从而达到共生的目的 "J/VN%’1*5!
%$$%$&
,f真菌和植物病原菌具有一些相同的表面分
子!包括几丁质和葡聚糖!这些普遍的诱导子概念上
等同于病理相关分子 " KI4?/ENF‘IVV/3DI4NU @/0N3P0IC
KI4NCFV! S,fS$!在 ,f真菌和宿主植物初始识别
过程中!可以作为诱导子诱导植物产生防御反应
"fICDI%’1*5! %$$9$& 本研究认为外源几丁质诱导
子的降解是调节植物防御反应允许建立互惠共生体
的机制之一& 在 ,f共生体发育的早期阶段植物防
御反应的激活或者水平下调都是作为共生体发育的
阶段而存在 "*IEI?IV?D%’1*5! #;;8 $& (ZCI@ 等
"%$$$$研究发现’ ,f真菌 R!G#&&%1%侵染烟草
"F-.#’-121 ’1:1.0G 3+NFFNVVNN/$早期阶段!过氧化
氢酶和过氧化物酶瞬时激活!同时防御信号分子水
杨酸" &,$发生瞬时积累& 杨瑞红等 " %$$9 $认为
,f真菌诱导宿主植物产生的防御反应是宿主植物
调节应急抑制而允许建立互惠共生体的结果& 目前
有研究指出’ 在 ,f共生体形成过程中防御反应的
产生和调节是与丛枝的发育时期密切相关的! 防御
反应下调是与丛枝初期发育相关联的"TDCV3? %’1*5!
#;;:$& 本研究中在紫穗槐出苗后 #; c%9 天发现根
皮层细胞内丛枝菌根的数量逐渐增加!同时 &H&‘
S,h)检测发现新增蛋白数目逐渐增多!而在此时
期内防御水平呈现下降的趋势!推测丛枝不仅是作
为共生体双方的营养器官!还可能类似于植物病原
真菌的*吸根+!能够分泌一些无毒性的蛋白抑制防
御反应的产生!促进丛枝菌根共生体的形成& 然而
丛枝的形成贯穿共生体形成的始终!推断防御反应
的调节可能是由丛枝连续介导的 ",YCI@/[D43?
%’1*5! %$$!$!因此丛枝分泌的蛋白可能是调节防御
反应允许建立互惠共生体的另一种作用机制& 在共
生体形成过程中防御反应的产生在一些共生细菌!
如苜蓿中华根瘤菌",-2#$/-?#:-0GG%*-*#’-$侵染苜蓿
"I%A-.1+#$的早期阶段是作为调节侵染和结瘤的一
种机制而存在!由于目前关于丛枝菌根的研究还存
在着一系列的瓶颈问题!如 ,f真菌不能纯培养等!
对于明确阐明 ,f共生体中防御反应激活的作用和
意义还存在着一定的困难!仍有待于进一步的研究&
深入的研究 ,f真菌诱导宿主植物产生的防御反应
及调节机制将有助于研究者深入的理解菌根共生体
的形成!使其在农业和自然生态系统中发挥更大的
作用&
参 考 文 献
贺忠群! 贺超兴! 任志雨! 等5%$$:5不同丛枝菌根真菌对番茄酶活
性及光合作用的影响5北方园艺! "8$ ’ %# A%!5
李海燕! 刘润进! 李艳杰! 等 5%$$75,f真菌和胞囊线虫对大豆根
内酶活性的影响5菌物系统! %%"!$ ’ 8#7 A8#;5
李6敏! 王维华! 刘润进5%$$75,f真菌和镰刀菌对西瓜根系膜脂
过氧化作用和膜透性的影响5植物病理学报! 77 " 7 $ ’ %%;
A%7%5
王英瑛! 李6俊! 曾6苏5%$$;5氨基葡萄糖 7 种含量测定方法的比
较5中国现代应用药学杂志! %8"!$ ’ 7$" A7$;5
许6峰! 朱6俊! 张凤霞! 等5%$$:5国槐苯丙氨酸解氨酶基因的克
隆%反义表达载体构建及遗传转化5林业科学研究! %#"9$ ’ 8##
A8#:5
杨瑞红! 原永兵! 刘润进5%$$95水杨酸在 ,f真菌侵染和诱导植
物抗病性中的作用5菌物学报! %!"!$ ’ 8$8 A8##5
曾广娟! 李春敏! 张新忠!等5%$$;5适于 &H&‘S,h)分析的苹果叶
片蛋白质提取方法5华北农学报! %!"%$ ’ "9 A":5
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林 业 科 学 !" 卷6
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!责任编辑6王艳娜"
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