全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2006, 33 (2) : 278～282
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2005 - 04 - 13; 修回日期 : 2005 - 07 - 11
基金项目 : 国家 ‘十五’科技攻关重大专项课题 (2004BA516A09) ; 西北农林科技大学青年学术骨干支持计划项目 ; 西北农林
科技大学科研专项基金资助项目 (042M083)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: chengzh@public1xa1sn1cn)
苯并噻二唑( BTH)诱导黄瓜幼苗对霜霉病抗性的研究
李玉红 1 　程智慧 13 　陈　鹏 2 　陈晓光 1
(1 西北农林科技大学园艺学院 , 杨凌 712100; 2 西北农林科技大学生命科学学院 , 杨凌 712100)
摘 　要 : 用 015 mmol/L BTH (苯并噻二唑 ) 溶液在接种黄瓜霜霉病菌前 4、8、12、24、48、96、168
h (7 d) 和接种后 2、4 d处理二叶期的黄瓜幼苗 , 结果表明 BTH对霜霉病菌无直接的抑制作用 , 但能诱导
黄瓜幼苗对霜霉病产生局部和系统的抗性 , 系统抗性的表达在处理后 48 h产生并持续 7 d以上。几丁质酶和
β21032葡聚糖酶活性测定结果表明 , BTH处理可系统性地增强这两种酶的活性 , 且与黄瓜对霜霉病的诱导抗
性密切相关。
关键词 : 黄瓜 ; 霜霉病 ; BTH; 诱导抗性 ; 几丁质酶 ; β21032葡聚糖酶
中图分类号 : S 64212　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2006) 0220278205
Stud ies on Induction Resistance to Psedoperonospora cubensis by BTH in
Cucum ber Seedlings
L i Yuhong1 , Cheng Zhihui13 , Chen Peng2 , and Chen Xiaoguang1
( 1 College of Horticulture, N orthw est A & F U niversity, Yang ling 712100, Ch ina; 2 College of L ife Sciences, N orthw est A & F U ni2
versity, Yang ling 712100, Ch ina)
Abstract: 015 mmol/L BTH was used in seedling with two true leaves 4, 8 and 12 h, or 1, 2, 4 and
7 days before or 4 and 2 days after inoculation with P1cubensis. Results obtained showed that BTH had not a
curative effect but could induce local and system ic resistance in cucumber against the downy m ildew. Exp res2
sion of system ic resistance in leaves was detectable 48 h after treatment and continued for at least 7 days.
Chitinase and β21032glucanase activities analysis showed that induced resistance in cucumber leaves was
accompanied by a system ic increasing in both enzymes activities. Two enzymes were related to resistance to
downy m ildew in cucumber.
Key words: Cucumber downy m ildew; BTH; Induced resistance; Chitinase; β21032glucanase
霜霉病是我国黄瓜栽培上普遍发生的严重病害之一。无论是露地还是保护地栽培 , 常常因此病遭
受严重损失 , 应用农药虽能减缓霜霉病的发生及蔓延 , 但会导致环境污染和农药残留等严重问题 , 因
此黄瓜的抗病性育种及寻求黄瓜对霜霉病抗性的方法是科研工作者的重要课题。
植物的诱导抗性是近年来非常活跃的研究领域之一 , 在实践上也有不少成功的例子〔1～4〕。BTH
(苯并噻二唑 ) 是一种人工合成的诱导剂 , 已有报道其对马铃薯、花椰菜、番茄、大豆等作物的多种
病害都有较好的诱抗效果〔1～4〕, 但能否诱导黄瓜幼苗对霜霉病产生抗性则未见国内外有相关报道。因
此本研究对 BTH诱导黄瓜对霜霉病产生抗性及产生抗性的部分生理生化机制进行探讨 , 以期为霜霉
病控制提供理论依据和有效途径。
1　材料与方法
111　材料
以感病品种 ‘长春密刺 ’为材料 , 20～35℃温室内培养 , 第 2片真叶刚展开时供试。
　2期 李玉红等 : 苯并噻二唑 (BTH) 诱导黄瓜幼苗对霜霉病抗性的研究 　
112　BTH对黄瓜霜霉病局部和系统抗性诱导试验
为了判断 BTH是否对黄瓜霜霉病有系统诱导抗性 , 对供试幼苗整株进行喷雾接种霜霉病菌 , 并
分别于接种前 2 d、接种后 2、4 d用 015 mmol/L BTH处理 (诱导剂及所用浓度已经筛选 ) 黄瓜幼苗
的第 1真叶 , 对照为清水。接种时用喷壶将霜霉病菌孢子囊悬浮液 (采摘新鲜、染霜霉病叶片 , 用
毛笔将霉层刷到烧杯中 , 将霜霉病菌稀释成浓度为 10 ×显微镜下每个视野含有 10～15个孢子的悬浮
液 ) 均匀喷在黄瓜幼苗上 , 接种病菌 7 d后分别统计幼苗第 1真叶和第 2真叶的病情指数。各处理重
复 3次 , 每重复 30株。病情指数的统计参见李宝聚等〔5〕的方法。为了描述方便 , 分别用 BF和 CF表
示 BTH处理和对照的第 1真叶 , 用 BS和 CS表示 BTH处理和对照幼苗的第 2真叶。
113　BTH对黄瓜霜霉菌孢子囊萌发影响的试验
采集新鲜的黄瓜霜霉病叶 , 置于 20℃恒温箱中保湿培养 24 h, 使其产生大量的孢子囊。将配制
好的 015 mmol/L BTH溶液 10 mL倒入培养皿中 (对照为清水 ) , 将黄瓜病叶上产生的新鲜孢子囊用
灭菌的毛笔刷洗到含 BTH溶液或清水的培养皿中 , 置于 20℃恒温箱中培养。每隔 3 h吸取不同溶液
处理的孢子囊悬浮液 2滴 (约 50μL) 于载玻片上 , 加盖玻片 , 在光学显微镜下随机观察 10个视野
內约为 100个以上的孢子囊的萌发情况 , 重复 3次 , 记载孢子囊数、萌发孢子囊数 , 计算孢子囊萌发
率 ( % )。
114　BTH对黄瓜霜霉病局部和系统抗性诱导时间测定
用 015 mmol/L BTH处理 (对照为清水 ) 黄瓜幼苗的第 1真叶 , 分别在处理后 4、8、12、24、
48、96和 168 h整株接种霜霉病菌。共 14个处理 (包括对照 ) , 每处理 3次重复 , 每小区 30株。
115　BTH处理后黄瓜幼苗几丁质酶和β21032葡聚糖酶活性测定
试验共分两部分 , 第 1部分是采集未接种霜霉菌的样品 , 即用 015 mmol/L BTH处理 (对照为清
水 ) 黄瓜幼苗第 1真叶。第 2部分是采集接种霜霉菌后的样品 , 即用 BTH处理 (对照为清水 ) 第 1
真叶 2 d后再整株接种。各处理 3次重复 , 每重复 20株。分别在规定时间内采收黄瓜幼苗的第 1真
叶和第 2真叶测定酶活性。
取 1 g鲜叶片 , 用 5 mL乙酸缓冲液 (0105 mol/L , pH 510) 冰浴研磨 , 离心后取上清液测定酶
活性 (3次重复 )。几丁质酶活性测定参考文献 〔6〕, 1个酶活力单位 (U ) 为每小时分解胶态几丁
质产生 1μmol N -乙酰葡萄糖胺所需的酶量。β21032葡聚糖酶活性测定参考文献 〔7〕, 1个酶活力单
位 (U) 为每小时反应产生 1μmol还原糖所需的酶量。
2　结果与分析
211　BTH对黄瓜霜霉病局部和系统抗性的诱导
由图 1可见 , 在接种前 2 d用 BTH处理可大
大降低黄瓜第 1真叶和第 2真叶霜霉病的病情指
数 , 而在接种后 2 d和 4 d再用 BTH处理时 , 无
论是第 1真叶还是第 2真叶与对照相比 , 病情指
数均无显著差异。此结果表明在接种前 2 d用
BTH处理引起叶片病情指数的降低是由于诱导抗
性的产生。
黄瓜霜霉病菌孢子囊萌发试验结果表明 , 孢
子囊在 015 mmol/L BTH溶液或清水中均可萌发 ,
萌发率在 3 h时分别为 20%和 2112% , 6 h时分
别为 6017%和 5419% , 而 9 h时分别为 8513%和
9015%。在 BTH溶液中孢子囊萌发率和对照相比 图 1　接种前或接种后用 BTH处理对黄瓜霜霉病病情指数的影响BF: 015 mmol/L BTH, 第 1真叶 ; CF: 清水 , 第 1真叶 ;BS: 015 mmol/L BTH, 第 2真叶 ; CS: 清水 , 第 2真叶。3 3 表示在 1%水平上的显著性。F ig. 1　Effect of BTH solution s trea tm en t before or afterinocula tion on the downy m ildew d isea se indexin the cucum berBF: The first true leaves after treatment with 015 mmol/L BTH;CF: The first true leaves after treatment with water;BS: The second true leaves after treatment with 015 mmol/L BTH;CS: The second true leaves after treatment with water;3 3 : Denotes at 1% level signification.
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无显著差异 , 此结果进一步表明 BTH对霜霉病无直接抑制作用 , 但可诱导黄瓜幼苗对霜霉病产生局
部抗性和系统抗性。
212　BTH对黄瓜霜霉病局部抗性和系统抗性诱导时间的初步确定
BTH处理后不同时间接种霜霉菌 , 叶片的病情指数存在明显差异 (图 2, 图 3)。BTH处理 4、8
或 12 h后接种霜霉病菌 , 第 1真叶和第 2真叶的病情指数和对照相比并无显著差异 ; BTH处理后 24
h接种 , 第 1真叶的病情指数大大降低 , 与对照相比差异显著 , 说明 BTH诱导黄瓜产生对霜霉病局
部抗性的时间在处理后 24 h。BTH处理 48 h后接种 , 第 1真叶和第 2真叶的病情指数与对照相比有
极显著差异。此结果说明 BTH诱导黄瓜产生对霜霉病系统抗性的时间为处理后 48 h。在处理后 168 h
(7 d) 接种 , 第 1真叶和第 2真叶的病情指数与对照相比仍差异显著 , 说明 BTH对黄瓜霜霉病抗性
诱导的持久期至少在 168 h (7 d) 以上。
图 2　BTH处理后不同时间接种黄瓜第 1真叶病情指数3 表示在 5%水平上的显著性 ; 3 3 表示在 1%水平上的显著性。
Fig. 2　D isease index on the f irst leaves of cucumber seedlings after
d ifferen t tim e in terva ls between BTH trea tm en t and inocula tion3 : Denotes at 5% level signification; 3 3 : Denotes at 1%
level signification.
图 3　BTH处理后不同时间接种黄瓜第 2真叶病情指数3 表示在 5%水平上的显著性 ; 3 3 表示在 1%水平上的显著性。
Fig. 3　D isease index on the second leaves of cucumber seedlings after
d ifferen t tim e in terva ls between BTH trea tm en t and inocula tion3 : Denotes at 5% level signification; 3 3 : Denotes at 1%
level signification.
213　BTH处理对黄瓜幼苗几丁质酶活性的影响
未接种时 , BTH处理的第 1真叶和第 2真叶几丁质酶活性在整个取样时期始终高于对照 (图 4) ,
此结果表明 BTH不仅可诱导处理部位的几丁质酶活性升高 , 而且也可系统性诱导几丁质酶活性增强。
图 4　BTH处理后黄瓜叶片的几丁质酶活性
BF: 015 mmol/L BTH, 第 1真叶 ; CF: 清水 , 第 1真叶 ;
BS: 015 mmol/L BTH, 第 2真叶 ; CS: 清水 , 第 2真叶。
F ig. 4　Activ ities of ch itina se in cucum ber
leaves after BTH trea tm en t
BF: The first true leaves after treatment with 015 mmol/L BTH;
CF: The first true leaves after treatment with water;
BS: The second true leaves after treatment with 015 mmol/L BTH;
CS: The second true leaves after treatment with water.
图 5　接种后黄瓜叶片的几丁质酶活性
BF: 015 mmol/L BTH, 第 1真叶 ; CF: 清水 , 第 1真叶 ;
BS: 015 mmol/L BTH, 第 2真叶 ; CS: 清水 , 第 2真叶。
F ig. 5　Activ ities of ch itina se in cucum ber
leaves after inocula tion
BF: The first true leaves after treatment with 015 mmol/L BTH;
CF: The first true leaves after treatment with water;
BS: The second true leaves after treatment with 015 mmol/L BTH;
CS: The second true leaves after treatment with water.
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　2期 李玉红等 : 苯并噻二唑 (BTH) 诱导黄瓜幼苗对霜霉病抗性的研究 　
　　接种后 , 对照的几丁质酶活性明显升高 (图 5)。BTH处理的第 1真叶在接种后 1、2和 4 d时均
高于对照 , 在接种后 7 d则和对照接近 ; 第 2真叶 , 处理的幼苗几丁质酶活性在整个取样期始终高于
对照。此结果表明几丁质酶活性与黄瓜对霜霉病的抗性有关。
214　BTH处理对黄瓜幼苗β21032葡聚糖酶活性的影响
未接种时 , BTH处理的第 1真叶β21032葡聚糖酶活性在整个取样时期始终高于对照 (图 6) , 在
第 2真叶上 , BTH处理 4 d和 7 d后的幼苗其β21032葡聚糖酶活性也明显高于对照。此结果表明 BTH
不仅可诱导处理部位的β21032葡聚糖酶活性升高 , 而且也可系统诱导β21032葡聚糖酶活性增强。
接种后 , 对照的β21032葡聚糖酶活性明显升高 (图 7)。BTH处理的第 1真叶在接种后 1、2和 4
d时均高于对照 , 接种后 7 d则和对照接近 ; 在第 2真叶上 , 处理的幼苗在整个取样期β21032葡聚糖
酶活性均高于对照 , 此结果表明β21032葡聚糖酶活性与黄瓜对霜霉病的抗性密切相关。
图 6　BTH处理后黄瓜叶片的β21032葡聚糖酶活性
BF: 015 mmol/L BTH, 第 1真叶 ; CF: 清水 , 第 1真叶 ;
BS: 015 mmol/L BTH, 第 2真叶 ; CS: 清水 , 第 2真叶。
F ig. 6　Activ ities ofβ21032glucana se in the cucum ber
leaves after BTH trea tm en t
BF: The first true leaves after treatment with 015 mmol/L BTH;
CF: The first true leaves after treatment with water;
BS: The second true leaves after treatment with 015 mmol/L BTH;
CS: The second true leaves after treatment with water.
图 7　接种后黄瓜叶片的β21032葡聚糖酶活性
BF: 015 mmol/L BTH, 第 1真叶 ; CF: 清水 , 第 1真叶 ;
BS: 015 mmol/L BTH, 第 2真叶 ; CS: 清水 , 第 2真叶。
F ig. 7　Activ ities ofβ21032glucana se in the cucum ber
leaves after inocula tion
BF: The first true leaves after treatment with 015 mmol/L BTH;
CF: The first true leaves after treatment with water;
BS: The second true leaves after treatment with 015 mmol/L BTH;
CS: The second true leaves after treatment with water.
3　讨论
本研究结果表明 , BTH对霜霉菌孢子囊的萌发无抑制作用。BTH处理可以使黄瓜第 1真叶和第 2
真叶霜霉病病情指数大大降低 , 这种作用是由于 BTH处理后诱导黄瓜产生局部和系统抗性的结果。
BTH诱导黄瓜幼苗产生霜霉病抗性的持久期至少在 7 d以上 (图 2, 图 3)。BTH处理后 24 h, 就有局
部抗性表达 , 48 h系统抗性才表达到一个相当强的水平。BTH处理后系统抗性 (48 h) 表达相对局
部抗性 (24 h) 滞后 , 表明了系统获得诱导抗性 ( SAR) 的基因表达在防卫反应中是必须的〔2〕。
有很多的研究表明 , 几丁质酶及β21032葡聚糖酶与植物的抗病性关系密切〔8～11〕。几丁质和β21032葡
聚糖是真菌细胞壁的重要结构成分 , 许多真菌的菌丝顶端β21032葡聚糖和几丁质暴露在表面 , 能够直接
受到β21032葡聚糖酶和几丁质酶的水解〔8, 9〕, 不仅使真菌菌丝生长点受到破坏 , 而且在水解过程中由真
菌细胞壁释放出来的寡糖能够作为植物多种抗病反应的激发因子 , 诱导植物的全面防卫反应〔8〕。为了检
测 BTH诱导的抗性是否激活了黄瓜体内与防卫反应有关的分子的合成 , 作者对几丁质酶及β21032葡聚
糖酶活性进行了研究。经 BTH处理的黄瓜叶片 , 几丁质酶及β21032葡聚糖酶活性均高于对照 (图 4, 图
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6) , 接种后对照的黄瓜叶片几丁质酶及β21032葡聚糖酶活性迅速增加 , 但比 BTH处理的黄瓜叶片酶活
性增加的迟一些 (图 5, 图 7) , 说明 BTH处理能提前诱导黄瓜体内与防卫反应有关的几丁质酶及β2
1032葡聚糖酶的合成 , 使其在黄瓜对霜霉病的抗性中发挥了一定的作用。
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