全 文 ：© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
园 　艺 　学 　报 　2006, 33 (6) : 1335～1337
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2006 - 05 - 09; 修回日期 : 2006 - 08 - 08
基金项目 : 国家自然科学基金项目 (30270236) ; 国家 ‘十五’科技攻关项目 (2001BA509B0606) ; ‘948’重大项目 (20032Z69)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: xieby@mail1caas1net1cn)
β - 氨基丁酸诱导辣椒产生 PR蛋白及其酶活性的
变化
李惠霞 1, 2 　谢丙炎 13 　冯兰香 1
(1 中国农业科学院蔬菜花卉研究所 , 北京 100081; 2 甘肃农业大学草业学院植物病理系 , 甘肃兰州 730070)
摘 　要 : 经 1 000μg·mL - 1β -氨基丁酸 (β2am inobutyric acid, BABA) 诱导处理后 , 3个辣 (甜 ) 椒
品种叶片细胞间液的蛋白质电泳分析表明 , 寄主植物经 BABA处理 3 d后病程相关蛋白 ( PR ) 被诱导产
生。对叶片中β - 103 -葡聚糖酶、几丁质酶和过氧化物酶活性动态测定表明 , 升高幅度辣椒品种高于甜椒
品种。
关键词 : 辣椒 ; β -氨基丁酸 ; PR蛋白 ; 酶活性
中图分类号 : S 64113　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2006) 0621335203
Accum ula tion of Pa thogenesis2rela ted Prote in s and The ir Activ ities of Pepper
Plan ts Induced byβ2am inonbutyr ic Ac id
L i Huixia1, 2 , Xie B ingyan13 , and Feng Lanxiang1
(1 Institu te of V egetables and F low ers, Ch inese A cadem y of A gricu ltural Sciences, B eijing 100081, Ch ina; 2D epartm en t of P lant
Pathology, Pratacu ltura l College, Gansu A gricu ltura l U niversity, L anzhou, Gansu 730070, China)
Abstract: Pathogenesis2related ( PR) p roteins in the intercellular fluids of three pepper cultivars leaves
were induced after treatments with 1 000μg·mL - 1 β2am inobutyric acid (BABA ). The results of enzym ic
assays showed that activities ofβ21032glucanases, chitinases and POD were heightened in hot peppers more
than that in sweat peppers.
Key words: Pepper; β2am inobutyric acid; PR p rotein; Enzymes activity
1　目的、材料与方法
β
-氨基丁酸 (β2am inobutyric acid, BABA ) 是一种由番茄根系分泌的非蛋白氨基酸〔1〕。已有研
究发现 BABA可诱导番茄、马铃薯、棉花、花生、西甜瓜、花椰菜、向日葵等作物对卵菌或真菌病害
的系统获得抗性 ( SAR)〔2〕。Sunwoo等〔3〕和谢丙炎等〔4〕分别就 BABA对辣椒和甜椒抗疫病性的诱导作
用进行报道。病程相关蛋白 ( PR) 被认为是 SAR途径的分子标志 , β - 103 -葡聚糖酶 ( PR1, PR2)
和几丁质酶 ( PR3 ) 研究较多 , 功能较为清楚 , 此外还有类甜味蛋白 ( PR5 )、蛋白酶抑制剂
( PR6)、过氧化物酶 ( PR9)、防御素和脂类转移蛋白等 14个 PR蛋白家族〔5〕。因此 , 分析 BABA诱
导辣椒对疫病 ( P. capsici L. ) 的抗性与甜 (辣 ) 椒叶片中 PR的诱导积累 , 以及β - 1, 3 - 葡聚糖
酶 ( PR22)、几丁质酶 ( PR23) 和过氧化物酶 ( PR29) 活性的动态变化的关系 , 对于揭示其诱导抗
病的机制和开发利用辣椒抗病性的遗传潜能具有重要的意义。
‘CV98’是辣椒疫病的抗病品种 , ‘茄门 ’为感病甜椒品种 , ‘931’为感病辣椒品种 , 以上均由
中国农业科学院蔬菜花卉研究所提供。
β -氨基丁酸 (BABA) 购于 Sigma公司 (分析纯 )。叶片胞间液 ( intercellular fluids, IF) 蛋白的
提取参考 Parent等〔6〕的方法 , 提取的 IF液贮于 - 20℃备用。
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
园 　　艺 　　学 　　报 33卷
试验所用聚丙烯酰胺凝胶中分离胶浓度为 15% , 浓缩胶的浓度为 5% , 胶厚 018 mm , 电泳时电
流保持 14～16 mA; 电泳后 , 凝胶参考郭尧君〔7〕银染法染色。
β
- 103 -葡聚糖酶活性测定参考 Joosten等〔8〕的方法 , 酶活力单位 (U ) 定义为 37℃下单位时间
每克鲜样质量叶片催化底物昆布多糖产生 1 nmol的葡萄糖为 1个酶活力单位 , 即 1 nmol·m in - 1 ·g- 1
FM , 参照标准曲线求出样品液中的葡萄糖量。
几丁质酶活性测定参照 Booler〔9〕的方法 , 酶活性单位 (U) 定义为单位时间每克鲜样质量叶片水
解几丁质生成 1 nmol N -乙酰基葡萄糖为 1个酶活单位 , 即 1 nmol·m in - 1 ·g- 1 FM。
过氧化物酶活性测定采用愈创木酚法〔10〕, 酶活性单位 (U) 定义为 1 g鲜样质量辣椒叶片每分钟
吸光度的变化值 , 即ΔOD470 ·m in - 1 ·g- 1 FM。
2　结果分析与讨论
211　SD S -聚丙烯酰胺凝胶电泳分析
SDS -聚丙烯酰胺凝胶电泳结果 (图 1) 显示 , 经 BABA诱导处理后 , 辣 (甜 ) 椒叶片胞间可溶
性蛋白质随诱导时间推移而发生变化 , 3个辣 (甜 ) 椒品种叶片在诱导后 3 d均有 1条分子量为 1215
kD新蛋白条带出现 , 诱导处理 4 d后 , 没有出现减弱。辣椒品种 CV98和 931有 3条分子量小于 1414
kD的蛋白条带出现明显的增强 , 但甜椒品种茄门蛋白条带在这一区域只有 1条增强 , 这说明有新的
特异蛋白产生或量的增加。
212　β - 103 -葡聚糖酶活性
以昆布多糖为底物测定的β - 103 - 葡聚糖酶活性结果表明 (图 2) , 辣椒疫病抗性品种 CV98于
BABA诱导处理 1 d后 , β - 103 -葡聚糖酶活性即开始升高 , 并于 4 d后达到最高值 , 为处理前的 415
倍。感病甜椒品种茄门和 931辣椒的β - 103 -葡聚糖酶活性在 BABA处理 1 d后均出现下降 , 但随后开
始升高 , 于 BABA诱导处理 4 d后达到峰值 , 分别为处理前的 119倍和 215倍 , 到处理 6 d后基本保持这
一水平不变。其中茄门甜椒具有较高的β - 103 -葡聚糖酶基础活性 , 但诱导后增高幅度不及辣椒品种
931和 CV98的增幅 , 这与辣椒品种被 BABA处理后诱抗效果要比甜椒高的结论〔4〕相一致。推测β - 103
-葡聚糖酶可能参与 BABA诱导抗性的表达。
图 1　BABA处理前后叶片胞间蛋白的 SD S2PAGE
M: 低分子量标准蛋白 ; A. ‘茄门’; B. ‘CV98’;
C. ‘931’。下标 1～4分别为 BABA处理后天数。
F ig. 1　SD S2PAGE of in tercellular flu ids trea ted w ith BABA
M: Protein marker; A. ‘Q iemen’; B. ‘CV98’; C. ‘931’.
Subscrip t 1 - 4 are the days after treated with BABA.
图 2　BABA诱导辣椒β - 103 - 葡聚糖酶的变化
F ig. 2　Glucana se activ ities of peper leaves after
trea tm en t w ith BABA
213　几丁质酶活性
以几丁质为底物测定的几丁质酶活性结果 (图 3) 表明 , 辣椒品种 CV98、931和茄门甜椒经
BABA诱导 1 d后 , 几丁质酶活性均出现不同程度的提高。辣椒品种 CV98和 931的几丁质酶活性升高
6331
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
　6期 李惠霞等 : β -氨基丁酸诱导辣椒产生 PR蛋白及其酶活性的变化 　
较快 , 并于处理 3 d后达到峰值 , 分别为处理前的 1519倍和 515倍 , 此后没有出现明显的下降。茄
门甜椒几丁质酶活性增加较为缓慢 , 于 BABA处理 4 d后达到峰值 , 大约为处理前酶活性的 5倍 , 处
理 6 d后仍保持较高的活性水平。这与 Cohen等〔11〕在番茄上的结果基本一致。辣椒 CV98几丁质酶基
础活性虽然较低 , 但经 BABA诱导后 , 迅速升高 , 而且升高的幅度远远高于感病的辣椒 931和甜椒茄
门。以上结果表明 , BABA诱导后 , 辣椒品种比甜椒品种能更迅速的对诱抗剂作出反应 , 同时也反映
出抗病品种与感病品种相比应激能力更强。
214　过氧化物酶活性的变化
BABA诱导后 , 3个辣 (甜 ) 椒品种的叶片中过氧化物酶 ( POD ) 活性出现了不同程度的增高 ,
其中茄门甜椒过氧化物酶基础活性较高 , 但诱导后变化幅度不大 , 约升高 50% ～60%。辣椒品种
CV98和 931的过氧化物酶基础活性虽然低 , 但 BABA处理后即迅速出现增高 , 分别于处理后 3 d和 4
d达到峰值 (图 4) , 说明辣椒经 BABA诱导后 , 过氧化物酶也可能参与诱导抗性的表达。
图 3　BABA诱导辣椒几丁质酶的变化
F ig. 3　Ch itina se activ ities of peper leaves after
trea tm en t w ith BABA
图 4　BABA诱导辣椒 POD酶的变化
F ig. 4　POD activ ities of peper leaves
after trea tm en t w ith BABA
参考文献 :
1　Gam liel A, Katan J. Influence of seed and root exudates on fluorescent Pseudom onas and fungi in solarized soil. Phytopathology, 1992 , 82:
320～327
2　Cohen Y, ReuveniM, Baider A. Local and system ic activity of BABA (DL232am inobutyric acid) against Plasm opara viticola in grapevines.
Eur. J. Plant Pathol. , 1999, 105: 351～361
3　Sunwoo J Y, Lee Y K, Hwang B K. Induced resistance against Phytophtpora capsici in pepper p lants in response to DL2β2am ino2n2butyric
acid . Eur. J. Plant Pathol. , 1996, 102: 663～670
4　谢丙炎 , 李惠霞 , 冯兰香. β - 氨基丁酸诱导辣 (甜 ) 椒抗疫病作用研究. 园艺学报 , 2002, 29 (2) : 137～140
Xie B Y, L i H X, Feng L X. Induction of resistance to Phytophthora capsici in pepper p lants by DL2β2am inonbutyric acid. Acta Horticultu2
rae Sinica, 2002, 29 (2) : 137～140 ( in Chinese)
5　van Loon L C, van Strien E A. The fam ilies of pathogenesis related p roteins, their activities and comparative analysis of PR21 type p roteins.
Physiol. Mol. Plant Pathol. , 1999, 55: 85～97
6　Parent J G, R ichard H, A lain A. Detection of pathogenesis2related ( PR or b) and of other p roteins in the intercellular fluid of hypersensitive
p lants infected with tobacco mosaic virus. Can. J. Bot. , 1984, 62: 564～569
7　郭尧君. SDS电泳技术的实验考虑及最新进展. 生物化学与生物物理进展. 1991, 18 (1) : 1～12
Guo Y J. Advisement and progress in techlnologies of SDS2PAGE. Progress in Biochemistry and Biophysics, 1991 , 18 (1) : 1～12 ( in Chinese)
8　Joosten M H A J, deW it P J GM. Identification of several pathogenesis2related p roteins in tomato leaves inoculated with C ladosporium fulvum
csyn Fulvum fulva as 1032β2glucanases and chitinases. Plant Physiol. , 1989, 89: 945～951
9　Boller T, Gehri A, Mauch F. Vogeli U. Chitinase in bean leaves: induction by ethylene, purification, p roperties and possible funcation.
Planta, 1983, 157: 22～31
10　Canoleca M E, Munoz R, A lcazar H D. Esp in A. Isoperoxidase involvement in the resistance of infection by CucumberMosaic V irus. Plant
Physiol. , 1994, 143: 213～217
11　Cohen Y. 32Am inobutyric acid induces system resistance against Peronospora tabaina. Physiol. Mol. Pathol. , 1994, 44: 273～288
7331