全 文 ：第 30 卷 第 3 期
2004 年 3 月 　270～273 页 　 　
作 　物 　学 　报
ACTA AGRONOMICA SINICA
　 　 Vol. 30 , No. 3
pp. 270～273 　Mar. , 2004
甘蓝型油菜品系一些酶的活性与抗菌核病的关系
齐绍武　官春云　刘春林 Ξ
(湖南农业大学 , 湖南长沙 410128)
摘 　要 　以 6 个抗病品种 (系) M004、湘油 15、中 R2888、中 R2783、084、085 和二个感病品种 (系) 98C04、甘油 5 号为材料 ,研
究接种菌核病菌前后叶片中过氧化物酶 (PO) 、多酚氧化酶 (PPO) 、苯丙氨酸解氨酶 (PAL) 、超氧物歧化酶 (SOD) 的活性变
化。结果表明 :接种前 ,PO、PAL 二种酶活性与油菜品种抗病性相关不显著 ,而 PPO、SOD 酶活性抗病品种明显高于感病
品种。接种后 ,抗病品种中的 PO、PPO、PAL、SOD 活性一般产生两个峰值 ,而感病品种一般只产生一个峰值。
关键词 　甘蓝型油菜 ;菌核病 ;抗性机理 ;多酚氧化酶 ;过氧化物酶 ;苯丙氨酸解氨酶 ;超氧物歧化酶
中图分类号 : S565
Relationship between Some Enzyme Activity and Resistance to Sclerotinia sclerotio2
rum of Rapeseed Cultivars
QI Shao2Wu , GUAN Chun2Yun , LIU Chun2Lin
( Hunan Agricultural University , Changsha 410128 , Hunan , China)
Abstract 　The activities of polyphenoloxidase (PPO) ,peroxidase (PO) ,phenylalanine ammonia lyase (PAL) and supero2
xide diamutase (SOD) in six resistant cultivars including M004 , Xiangyou 15 , ZhongR2888 , ZhongR2783 , 084 , 085 and
two susceptible cultivars including 98C40 and Ganyou 5 were studied before and after inoculation with S . selerotiorum. The
results showed that there was no relation between the activities of PO and PAL and the resistance of rapeseed to S . selero2
tiorum before inoculation with SS5 , but the activities of PPO and SOD in the leaves of resistant cultivars were much higher
than that in susceptible cultivars. After inoculation with SS5 the activities of PO , PPO , PAL , SOD increased and showed
two peaks in six disease resistant varietices , and only one peak in two susceptible cultivars.
Key words 　Brassica napus ; Sclerotinia sclerotiorum ;Resistant mechanism; Polyphenoloxidase ; Peroxidase ; Phenylalanine
ammonia lyase ;Superoxide diamutase
　　近年来 ,人们对多种植物感染病菌后一些酶类
和蛋白组分变化进行了深入研究。过氧化物酶
(PO) 、多酚氧化酶 (PPO) 、超氧物歧化酶 (SOD) 、苯丙
氨酸解氨酶 (PAL)等与植物抗病性的关系已有不少
报道 ,抗 (耐) 病植物在感染病菌后体内 PO、PPO、
PAL 和 SOD 活性的变化因植物不同而有差异[1～7 ] 。
本研究分析了甘蓝型油菜 6 个抗性材料和 2 个感病
材料接种菌核病菌前后 PO、PPO、PAL 和 SOD 酶活
性的变化 ,探讨其抗病机理。
1 　材料和方法
1. 1 　供试材料
　　菌种应用从湖北武汉采集的 SS5 ,采用对核盘菌
( Sclerotinia sclerotirorum)感病程度不同的油菜品种和
材料 ,高抗材料 M004、中 R2888、湘油 15 ,中抗材料
中 R2783、085 ,低抗材料 084 ,高感材料 98C40 ,中感
材料甘油 5 号等。
1. 2 　试验方法
1. 2. 1 　采样与接种 　接种前每一材料取 1 g ,测定
酶活性。在油菜开花前 ,每处理取同一部位叶片 ,于
叶腹面接种一琼脂块。对照组 (CK) 不接种菌核病
菌 ,置培养室中 ,湿度 90 % ,温度 21～25 ℃,每隔12 h
取样 1 次。
1. 2. 2 　过氧化物酶活性 　参照 Braker 等[9 ]方法 ,略
作修改。称取样品 1 g ,剪碎 ,加预冷的 65 mmol/ L 磷
酸盐缓冲液 (pH7 . 8) 6～10mL在冰浴中研磨 ,匀Ξ基金项目 :湖南省生命科学联合中心课题。
作者简介 :齐绍武 (1966 - ) ,男 ,湖南常德人 ,副教授 ,博士 ,主要从事作物遗传育种和品种资源研究工作。E2mail :CS4618160 @163. com 　
Fax :073124618160 Tel :073124618150
Received(收稿日期) :2002209212 ,Accepted (接受日期) : 2003201216.

图 1 不同油菜抗、感品种接种菌核菌后过氧化物酶活性变化
Fig. 1 The change of peroxidase activity in leaves of rapeseed cultivars with different resistance to
S. sclerotiorum after inoculation with S. sclerotiorum
浆 ,在 4 ℃,15 000 r/ min 离心 20 min ,得上清液作为
酶提取液。取 30μL 酶液加至 3 mL 100 mmol/ L 磷
酸盐缓冲液反应介质 (pH 7. 0) 中 (含 20 mmol/ L 愈
创木酚和 65 mmol/ L H2O2) ,在 25 ℃下测定 470 nm
处光吸收值 (OD470 nm) 的变化 ,每分钟增加 1. 00
OD470 nm所需的酶量为一个酶活力单位 (U) 。
1. 2. 3 　多酚氧化酶活性 　称 1 g 鲜油菜叶片 ,放在
瓷研钵中加蒸馏水研细 ,吸取 10 mL 悬浮液 ,加入 1
mL pH 6. 4 的磷酸缓冲液 ,再加入 5 mL 0. 4 mol/ L 的
抗坏血酸溶液 ,混匀 ,加入 5 mL 0. 2 %的邻苯二酚溶
液 ,精确地放置 2 min 后 ,加入 5 mL 5 %的偏磷酸或
正磷酸溶液以停止反应。在 1 mL 0. 5 %淀粉溶液存
在下 ,用 10 mmol/ L 的碘酸钾溶液滴定抗坏血酸的
剩余物。同时进行对照滴定。
1.2.4　超氧物歧化酶(SOD)活性　取油菜叶片样品 ,加入5
倍于样品量的50 mmol/ L pH 7.8磷酸缓冲液[含0.1 mmol/
L EDTA ,0.3 %(W/ V) Triton X2100;4 %(W/ V)聚乙烯聚吡
咯烷酮(pvpp , polyvinylpolyrrolidone) ] ,研磨后以纱布过滤 ,
并在4℃,15 000 r/ min离心20 min ,上清液为粗酶液。在盛
有3 mL 反应混合液(在54 mL 14.5 mmol/ L dl2甲硫氨酸中
分别加入均以 50 mmol/ L pH 7. 8 磷酸缓冲液配制的 3
μmol/ L EDTA ,2. 25 mmol/ L NBT和 60μmol/ L 核黄素各 2
mL)的试管中(各个溶液均在用前配制 ,避光放置) ,加入适
量的 SOD粗酶液 ,混合后放在透明试管架上 ,在光照培养
箱内25℃照光10 min ,取出试管 ,迅速测定OD560 nm值 ,以不
加酶液为对照。
1. 2. 5 　苯丙氨酸解氨酶 ( PAL) 活性 　取油菜叶片
样 ,剪成约 1 cm 长的小段 ,放入预冷的组织捣碎机
中 ,加入预冷的 200 mL 提取液 (含 0. 1 mol/ L Tris2
H2SO4 ,pH 8. 3 ;7 mmol/ L 巯基乙醇 ,1 mmol/ L EDTA2
Na ,7 %甘油 ;1∶4 W/ V) ,匀浆 1 min (分 2 次进行 ,每
次 30 s ,间隔 5 s) ,用 4 层纱布过滤。滤液在 10 000
×g 离心 30 min ,弃沉淀。吸 1 mL/ L 的L2苯丙氨酸
和 2 mL 0. 05 mol/ L Tris2H2SO4 溶液 (pH 8. 8 ,空白的
不加底物 ,吸 3 mL 缓冲液)置试管中 ,置 30 ℃水浴保
温 3 min ,在各试管中加入 0. 5 mL 待测酶液 ,摇匀后
立即在分光光度计上 (290 nm 处) 测定起始 OD 值 ,
并精确计时。
2 　实验结果
2. 1 　过氧化物酶活性变化
　　在健全叶片中 ,不同抗、感品种 PO 活性有差
异 ,但与品种的抗病性没有明显的相关性 ,接种后
PO 活性在不同抗、感品中均发生变化。图 1 显示 ,
高抗、中抗品种在接种后 0～72 h 内 PO 活性产生两
个峰值 ,分别在 12～24 h 内达到酶活性峰 Ⅰ,然后
在 72 h 左右达到活性峰 Ⅱ。而感病品种及低抗品
种在接种后 24 h 左右达到一个小的酶活性峰 Ⅰ,然
后在 72 h 达到活性峰 Ⅱ。接种后高抗、中抗品种在
0～24 h 内 PO 活性持续升高 ,而低抗及感病品种基
本上处于下降状态 ,一直到 48 h 以后 PO 活性才上升。
2. 2 　多酚氧化酶活性变化
在健全叶片中 ,PPO 活性在高抗、中抗品种中明
显高于在感病品种中 ,接种菌核菌后 PPO 活性在不
同抗、感品种中均发生变化 ,但变化规律有差异。图
2 显示 ,高抗、中抗品种接种后 0～72 h 内 PPO 活性
产生两个峰值 ,分别在 0～12 h 内达到酶活性峰 Ⅰ,
然后在 48～72 h 达到酶活性峰 Ⅱ。而感病和低抗
品种只在接种后 48～72 h 达到一个峰值。接种后
中抗、高抗品种 PPO 活性马上上升 ,到 12 h 即达到
峰值 Ⅰ,而低抗和感病品种在接种初期对PPO活性
172　3 期 齐绍武等 :甘蓝型油菜品系一些酶的活性与抗菌核病的关系 　　　

图 2 不同油菜抗、感品种接种菌核菌后多酚氧化酶活性变化
Fig. 2 The change of polyphenoloxidase activity in leaves of rapeseed cultivars with different resistance
to S. sclerotiorum after inoculation with S . sclerotiorum
图 3 不同油菜抗、感品种接种菌核菌后超氧物歧化酶活性变化
Fig. 3 The change of superoxide diamutase activity in leaves of rapeseed cultivars with different resistance
to S. sclerotiorum after inoculation with S . sclerotiorum
图 4 不同油菜抗、感品种接种菌核菌后苯丙氨酸转氨酶活性变化
Fig. 4 The change of phenylalanine ammonia lyase activity in leaves of rapeseed cultivars with different resistance
to S. sclerotiorum after inoculation with S . sclerotiorum
值变化不大。
2. 3 　超氧物歧化酶活性变化
在健全叶片中不同抗、感品种 SOD 活性相差明
显 ,SOD 活性与品种抗性有明显相关性 ,接种菌核菌
后 ,SOD 活性均发生变化。图 3 显示 ,不同抗、感品
种在接种后 0～72 h 内 SOD 活性均至少产生一个峰
值 ,抗性品种峰值时间发生于接种后 0～48 h 内 ,而
感病品种峰值出现在接种后 72 h。中抗、高抗品种
SOD 活性值在接种后 0～24 h 均有上升 ,而感病品
种在接种后 0～12 h 内活性处于下降趋势 ,只是在
接种后 48～72 h 内产生一个峰值。
2. 4 　苯丙氨酸转氨酶活性变化
健全叶片中不同抗、感品种 PAL 活性相差不
大 ,与品种的抗病性没有明显的相关性 ,但接种菌核
菌后 ,PAL 活性均发生变化。图 4 显示 ,接种菌核菌
后高抗品种均产生两个活性峰 ,活性峰值 Ⅰ在接种
后 0～12 h 内 ,活性峰值 Ⅱ在接种后 72 h ,但中抗、低
抗、感病品种均只产生一个活性峰。高抗品种接种
后 PAL 活性有一个上升 →下降 →上升的过程 ,而感
病品种基本只有下降 →上升的过程 ,在发病最关键
的时期 (接种后 12～48 h)抗性品种 PAL 活性明显高
于感病品种。
272 　　　作 　　物 　　学 　　报 30 卷 　

3 　讨论
过氧化物酶、多酚氧化酶、超氧物歧化酶、苯丙
氨酸解氨酶等与植物抗病性的关系已有不少报道。
赵建伟[11 ]等对甘蓝型油菜远缘杂交新品系某些酶
的活性与抗菌核病的关系进行过研究。近几十年
来 ,植物抗病的本质问题引起了许多学者的注意 ,显
而易见 ,保护反应是复杂的新陈代谢的结果 ,植物对
病原物侵入的生理反应是以酶的催化活动而实现
的 ,植物和寄生物相互作用中化学物质是生理活性
物质的基础。山本昌木 (1981)认为植物组织为了抵
抗病原物的扩展 ,需要有 10 %～30 %的健全细胞 ,
其任务之一就是供应酚类化合物。关于酚类化合物
作用包括两个方面 ,一方面 ,植物特别是抗性品种受
病原菌侵染时会积累莽草酸或乙酸途径合成的大量
酚化合物 ,其中有许多具有抗菌素的性质 ,它能杀死
寄主本身的细胞 ,同时也能杀死侵染的病原物。
PAL 是莽草酸途径的关键性酶 ,是酚代谢的主要酶
之一 ,它的活性与酚类化合物的合成密切相关[4 ] 。
多酚的氧化与 PPO 和 PO 有关 ,PPO 和 PO 活性的增
强可以大大增加酚氧化物的含量[5 ] 。酚被氧化产生
活性很高的醌 ,而醌对病菌是十分有毒的[1 ] 。
另一方面 ,PPO、PO 和 PAL 参与木质素的合成 ,
尤其是 PPO 和 PO ,而木质素对病菌是有毒的。黄瓜
抗瓜枝孢菌的品种中 PO 活性的增强 ,促进了木质
素的合成 ,使细胞壁增厚 ,因此 , Hijwegen 得出木质
化壁即防御壁的结论[5 ] 。另外 ,惠勒[6 ]认为 PO 与
乙烯的生物合成和吲哚乙酸的氧化作用有关 ,这两
种激素会造成整个代谢的巨大变化 ,并与 PO 一起
影响酚的代谢。
在研究植物抗病性与相关酶活性变化关系时 ,
多数学者认为感染后植株体内的 PO、PPO、PAL、SOD
活性变化趋势呈一迅速上升的单峰曲线[1 ,7～9 ] 。但
杨家书等[9 ]在小麦感染白粉菌的实验中发现所有
抗、感性品种 PO 活性变化曲线中存在两个酶峰 ,且
抗病品种峰 Ⅰ大于感病品种峰 Ⅰ,抗病品种峰 Ⅱ小
于感病品种峰 Ⅱ。阎文昭等[2 ]在番茄接种烟草花叶
病毒后发现抗病品种 PO 活性曲线有两个酶峰 ,而
感病品种仅一个酶峰。
本研究的酶活性测定结果表明油菜叶片中接种
菌核病菌前 ,PO、PAL 两种酶活性抗、感品种差异不
显著 ,而 PPO、SOD 活性在健全叶中中抗、高抗品种
明显高于感病品种 ,与油菜品种抗性呈正相关。油
菜叶片在接种菌核病菌后 ,中抗、高抗品种中的 PO、
PPO、PAL、SOD 活性一般产生两个峰值 ;而感病品种
一般只产生一个峰值。本研究认为 ,由于抗性品种
受侵染后能迅速产生足够量的酚类化合物 ,杀死病
菌 ,起到抗病的作用。而感病材料不能马上产生足
够量的酚类化合物 ,不能杀死病菌 ,这是感病品种容
易感染菌核病的真正原因。
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