全 文 ：番茄几种挥发性组分对番茄灰葡萄孢的抑制作用!
何培青!，张鹏英!，，陈靠山!，!!，李光友!
（! 国家海洋局第一海洋研究所，山东 青岛 ##$#!； 山东大学生命科学学院，山东 济南 %$!$$）
摘要：采用孢子悬滴培养法，测定番茄几种挥发性组分对番茄灰葡萄孢（!#$%#&’ (&)*$*+）孢
子萌发及菌丝生长的抑制作用。结果表明各挥发性组分对灰葡萄孢均有抑制作用，抑制率的
大小依次为挥发醛、芳香族化合物和萜类化合物。!$!&’()*的（,）++己烯醛和壬烯醛可完
全抑制孢子萌发和菌丝生长，,!&’()*的丁子香酚和 !$ - $!&’()*的水杨酸甲酯使病菌菌丝
异常生长。本研究为番茄挥发性物质在其抗病防御反应中的作用提供理论依据。
关键词：番茄；挥发性组分；灰葡萄孢；抑制；抗病防御
中图分类号：. /,#011 文献标识码：2 文章编号：$%3 4 5$$（$$%）$3 4 $3!% 4 $#
!#$%$&’() *++,-&. ’+ /,0,(12 3’21&$2, 4(51$- 6’78’9:. ’+
!#$%&’()#$* &(#+,&*-+. ’ /$-’-)( #)*&’&0
67 89:+.:;? 89;<+@:; BC’+DEC;!，，*F ?GC;<+@’G
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C;H ;’;9;C( P’G(H P’&S(9L9(M :;E:V:L LE9 OG;S’K9H L’ 9G<9;’(（,!&’()*）C;H &9LEM KC(:PM(CL9（!$ 4 $!&’()*），R9KS9PL:Q9(MU JE:K T’RX SR’Q:H9H
LE9 9Q:H9;P9 LECL Q’(CL:(9 ’RC<,) =’(:.： >%(3*$’&() *’(/:*)#/8；Y’(CL:(9 ’RO9;K9 R9KS’;K9
番茄可产生多种抵御病原侵染的次级代谢产物，如组成型抗菌因子甾体糖苷和类黄
酮；诱导型抗菌因子倍半萜植保素和炔类植保素等（6CRV’R;9，!///）。据 6C&:(L’;+B9&S
等（!//）报道，番茄叶释放的挥发性物质（Q’(CL:(9 ’R云 南 植 物 研 究 $$%，>?（3）：3!% - 3$
;-&1 @’&1$-1 A91$-1
!
!! 通讯作者：2GLE’R O’R P’RR9KS’;H9;P9U 7 4 &C:(：XKP3!3\!#0 P’&
收稿日期：$$, 4 !! 4 ，$$% 4 $! 4 !接受发表
作者简介：何培青（!/5 4）女，博士，主要从事植物抗病诱导机理的研究。7 4 &C:(：E9S9:]:;<\!#0 P’&
基金项目：国家 1#3资助项目（编号：$$22,,$3!）
原真菌链格孢（!#$%&’%(’ ’#$%&’#’）及灰葡萄孢（)*#%+#(, -(&$%$’）的生长。其中的挥发组
分，如脂肪酸衍生物的（. ）!!己烯醛、己烯醛、（. ）!!壬烯醛和壬烯醛；萜类化合物的
!蒈烯和柠檬烯对这两种病菌均有抑制作用，可能是直接抵御病原侵染的化学防卫因子。
#$等（%%&）的研究发现，番茄叶经壳寡糖诱导后，所释放的挥发性物质的总量和多种
组分的含量有不同程度的提高，且对灰葡萄孢的抑制作用增强、病情指数下降。这可能是
壳寡糖诱导番茄提高对灰霉病抗性的主要原因之一。作者采用气体吸附法收集的番茄挥发
性组分达十几种（#$等，%%&），仅确定其中几种组分的抑菌活性，难以说明挥发性物质
在植物系统抗性中的作用。本研究采用孢子悬滴培养法，测定了番茄主要挥发组分对灰葡
萄孢的抑制效应，为研究番茄挥发性物质在其自身防御反应中的作用提供理论依据。
! 材料与方法
!! 实验材料
’(’(’ 试剂 水杨酸甲酯、愈创木酚（国产分析纯）；苯甲醇、丁子香酚、（.）!!己烯醛、壬烯醛、!!
石竹烯、!水芹烯、!石竹烯、’)! !蒎烯（*+,-.公司）。
’(’( 菌株 番茄灰葡萄孢（)*#%+#(, -(&$%$’）来源于大棚种植的发病番茄叶，经室内常规分离纯化后，
采用 /01培养基在 ’ 2 34冰箱中保存备用。
!# 实验方法
’((’ 灰葡萄孢的培养 将番茄灰葡萄孢的菌丝块移植于 /01培养基上，置于 4培养 5 6后，采用无
菌蒸馏水制成孢子悬浮液，浓度为 ’%& 个7-8。
’(( 番茄几种挥发性组分对灰葡萄孢抑制作用的测定 悬滴培养法测定番茄挥发性组分对病原孢子萌
发及菌丝生长的抑制作用。将 9 --的灭菌双层滤纸置于 & :-培养皿。利用公式：组分体积（#8）;挥发
组分浓度（#-<87=）>组分分子量（,7-<8）>培养皿体积（-8） ?密度（,7-8），采用 ’#8微量注射器吸取
一定量的挥发性组分，使其浓度分别为 ’(%、(%、3(%、’%(%和 %(%#-<87=，并滴在滤纸上。分别取 &%#8
番茄灰葡萄孢的孢子悬浮液滴于凹玻片上，倒置于 & :-培养皿上。迅速将培养皿及凹玻片一同置于 ’
:-培养皿（体积约为 9 -8，加入 @ -8蒸馏水），以封口膜密封。于 4悬滴培养 ’A B后，光学显微镜
（ > &%倍）下观察各挥发性组分对病菌孢子萌发及菌丝生长的影响。将仅含有孢子悬浮液的处理设为对
照组。实验重复 @次。
记录孢子萌发个数和总孢子个数，计算萌发率（孢子萌发个数7总孢子个数 > ’%%C）和抑制率［（对
照组萌发率 D处理组萌发率）7对照萌发率 > ’%%C］；菌丝生长抑制率 ;［（对照组菌丝长度 D处理组菌
丝长度）7对照组菌丝长度 > ’%%C］。利用挥发性组分浓度的对数值（ /）与孢子萌发抑制率和菌丝生长
抑制率的等值偏差值（ +），求出毒力回归方程及 EF&%值。
# 结果与分析
#! 番茄挥发性组分对灰葡萄孢孢子萌发的影响
对照组的病原孢子培养 ’A B后，孢子基本萌发（图 ’：’）。经番茄各挥发性组分处理
后，孢子萌发有不同程度的抑制，且抑制率随组分浓度的增加而提高（表 ’，）。挥发醛
对病原孢子萌发的抑制作用最强，’(%#-<87=（. ）!!己烯醛的抑制率达 5%C以上（图 ’：
），浓度为 ’%#-<87=时可完全抑制灰葡萄孢的孢子萌发。其次为芳香族化合物，浓度 G
(%#-<87=时对孢子萌发有抑制作用，EF&%值依次为丁子香酚（’(A3#-<87=）、愈创木酚
9’@ 云 南 植 物 研 究 5卷
（!#$%!&’()*）、苯甲醇（%!#$+!&’()*）和水杨酸甲酯（!,!#!+!&’()*）。+-!&’()*的丁子
香酚可完全抑制灰葡萄孢生长。萜类化合物对病原孢子的抑制作用低于挥发醛和芳香族化
合物的，只有在较高浓度时（ . /#-!&’()*）才对孢子萌发有抑制作用。
表 ! 番茄几种挥发性组分对番茄灰葡萄孢孢子萌发的抑制作用
012(3 ! 4567278’9: 3;;3<8= ’; =3>391( ?@A= ’; !#$%&’()#$* &(#+,&*-+. ’5 863 =B’93 C39&75187’5 ’; /$-’-)( #)*&’&0
处理 09318&358
!#-!&’()* +#-!&’()* /#-!&’()* !-#-!&’()* +-#-!&’()*
抑制率 4567278’9: 9187’（D）
挥发醛 1(E36:E3=
（1）F+F己烯醛（1）F+F63G351( -#H I $#- %-#+ I /#+ %%#! I -#! !-- !--
壬烯醛 5’5351( H#+ I !#% %J#! I !#H %%# I -#! !-- !--
萜类化合物 839B353 6:E9’<192’5=
!KFF蒎烯 !KFFB75353 - - !#, I -#! /#! I -#H %#/ I !#J
F石竹烯F<19:’B6:((353 - - - - H#! I !#+
#F水芹烯#FB63((15E9353 - - +#- I -#H !#! I +#! ++#$ I /#-
#F石竹烯#F<19:’B6:((353 - - !#/ I -#, H#/ I -#/ $#J I !#!
芳香族化合物 19’&187< <’&B’L5E=
苯甲醇 235M:( 1(<’6’( - - /#! I -#% #+ I !#H !J#/ I !#,
愈创木酚 CL171<’( - +#H I -# #+ I -#H /-#H I +#H /J# I ,#!
水杨酸甲酯 &386:( =1(7<:(183 - +#! I -#$ H# I -# !,# I +#% !H#H I !#
丁子香酚 3LC35’( - $-#$ I /#H H#J I #J %% I !#- !--
每一数值为平均值 I NO（* P ,）
表 番茄几种挥发性组分对番茄灰葡萄孢孢子萌发的毒力测定结果
012(3 + O3839&75187’5 ’; 7567278’9: 3;;7<1<: ’; =3>391( ?@A= ’; ! # &(#+,&*-+. ’5 863 =B’93 C39&75187’5 ’; / # #)*&’&0
处理 毒力回归方程 相关系数 2+ QAH-
09318&358 K3C93== 3RL187’5 ’; 7567278’9: 3;;7<1<: A’993(187>3 <’3;;7<7358 2+ !&’()*
挥发醛 1(E36:E3=
（1）F+F己烯醛（1）F+F63G351( P ,#-+,3 S H#H+,, -#%%/ -#$
壬烯醛 5’5351( P !#J/,3 S $#H%! -#%J -#!/
萜类化合物 839B353 6:E9’<192’5=
!KFF蒎烯 !KFFB75353 P !#,%++3 S !#%/ -#%HH+ +-H#/
#F水芹烯#FB63((15E9353 P !#%+-3 S !#J%/ -#%!$! /!#,J
#F石竹烯#F<19:’B6:((353 P !#+/,+3 S !#%J-, -#%,!! +$J#H+
芳香族化合物 19’&187< <’&B’L5E=
苯甲醇 235M:( 1(<’6’( P !#/HJ,3 S +#!,JJ -#%J,! %!#$+
愈创木酚 CL171<’( P +#-+$H3 S +#/! -#%H-H !#$%
水杨酸甲酯 &386:( =1(7<:(183 P !#-$$3 S +#+-! -#%,%J !,!#!+
丁子香酚 3LC35’( P +#%%+/3 S /#+-J/ -#%/!% !#J/
# 番茄几种挥发性组分对灰葡萄孢菌丝生长的影响
测定结果如表 ,、表 /所示，对照组病原孢子培养 !J 6后，菌丝长度约为 J T !-+!&，
正常生长的菌丝粗细均匀，形态光滑（图 !：!）。番茄各挥发性组分对病原菌丝生长也均
有不同程度的抑制作用，仍然以挥发醛的（1 ）F+F己烯醛和壬烯醛对病原菌丝生长的抑制
作用最强，QAH-分别为 -#+%和 -#-$!&’()*。芳香族化合物对病原菌丝生长也有较强的抑
制作用，且表现为低浓度时（!#- U +#-!&’()*）主要抑制菌丝生长，而高浓度时对孢子萌
!,,期 何培青等：番茄几种挥发性组分对番茄灰葡萄孢的抑制作用
发和菌丝生长均有抑制作用；且对菌丝生长的抑制率高于对孢子萌发的。芳香族化合物对
灰葡萄孢菌丝生长的 !#$值依次为苯甲醇（$%$&!’()*+）、丁子香酚（,%$$!’()*+）、水杨
酸甲酯（$%--!’()*+）和愈创木酚（.%,/!’()*+）。高于 /!’()*+ 的丁子香酚和 ,$ 0 &$
!’()*+的水杨酸甲酯可使病原的菌丝粗短、弯曲（图 ,：.）。
图 , 番茄几种挥发性组分对灰葡萄孢孢子萌发和菌丝生长的抑制作用（,1 2， 3 &#$）
, 4 对照组灰葡萄孢孢子萌发正常；&4 ,!’()*+（!）5&5己烯醛处理后，孢子萌发和菌丝生长的抑制率均可达 -$6以上；
. 4 &$!’()*+的水杨酸甲酯处理后，菌丝粗短、弯曲；/4 ,$!’()*+的 ,755蒎烯处理后，菌丝粗短，顶端有膨大。
89:4 , ;<29=9>(?@ ABBAC>D (B DAEA?F) GHD (B % #$%&’#()&* (< DI(?A :A?’99(< F2 (B + % %,(#-#.（,1 2， 3 &#$）
, 4 LI(?A (B +/)-0),$ %,(#-#. <(?’F))@ :A?’9AJ 9< >2A C(<>?()；&4 ;<29=9>(?@ ?F>9( (B DI(?A :A?’99(< F2 KA?A ’(?A
>2F< -$6 FB>A? >?AF>’A<> K9>2 ,!’()*+ (B（!）5&52AMA9EA)@；.4 N@I2F KFD D>O’I@ FA? >?AF>’A<> K9>2 &$
!’()*+ (B ’A>2@ DF)9C@)F>A；/ 4 N@I2F KFD D>O’I@ F(I J9)F>AJ FB>A? >?AF>’A<> K9>2 ,$!’()*+ (B ,755I9萜类化合物对病原菌丝生长的抑制作用低于挥发醛和芳香族化合物的，这类物质对灰
葡萄孢菌丝生长的 !#$值均远低于对孢子萌发的，依次为#5石竹烯（$%/,!’()*+）、#5水芹
烯（$%P&!’()*+）、,755蒎烯（,%/#!’()*+）和5石竹烯（, QP-%#.!’()*+）；其中 ,%$ ’()*
+的5石竹烯可略微促进菌丝生长；,755蒎烯（ R ,$!’()*+）可使菌丝畸形生长（图 ,：
/）。
1,. 云 南 植 物 研 究 &-卷
表 ! 番茄几种挥发性组分对灰葡萄孢菌丝生长的抑制作用
!#$% & ’()*#*+,-. %//%0+1 ,/ 1%2%-$ 3451 ,/ ! 6 #$%&’(%) ,( +)% ).7) 8-,9+) ,/ * 6 $+’,-
处理 !-%+:%(+
;6 ?6 @6 ;<6 ?<6
抑制率 ’()*#*+,-. -+*,（A）
挥发醛 $B%).B%1
（.）C?C己烯醛（.）C?C%D%($ E;6F G @6F HI6? G ?6E HE6& G <6E ;<< ;<<
壬烯醛 (,(%($ H&6F G ?6J HJ6E G <6? HH6< G <6; ;<< ;<<
萜类化合物 +%-7%(% ).B-,0-#,(1
;KCC蒎烯 ;KCC7*(%(% ?@6I G ?6; J@6J G I6J EI6@ G I6F H;6E G ?6F HJ6J G ;6;
C石竹烯C0-.,7).$$%(% CF6I G <6J F6; G ?6@ J6@ G <6H E6E G ;6& ;F6; G ?6I
#C水芹烯#C7)%$$(B-%(% < J;6< G F6F E?6@ G I6@ HF6? G ;6H HJ6F G <6H
#C石竹烯#C0-.,7).$$%(% @<6E G @6? J;6F G E6; E<6I G I6H EJ6; G ;6@ H?6& G ;6<
芳香族化合物 -,:+*0 0,:7,L(B1
苯甲醇 #%(M.$ $0,),$ < E?6F G J6; EF6< G ?6E H<6? G F6; H;6? G @6H
愈创木酚 8L*0,$ < ?F6< G <6@ J?6J G @6J EF6? G &6; HJ6; G ;6&
水杨酸甲酯 :%+).$ 1$*0.$+% ;H6E G &6; J;6F G ;6H EF6F G J6? HF6& G ?6@ HJ6J G ;6;
丁子香酚 %L8%(,$ @F6& G @6& H@6& G ;6& HH6? G <6< ;<< ;<<
每一数值为平均值 G NO（’ P &）
表 番茄几种挥发性组分对灰葡萄孢菌丝生长的毒力测定结果
!#$% @ O%+%-:*(+*,( ,/ *()*#*+,-. %//*00. ,/ 1%2%-$ 3451 ,/ ! 6 #$%&’(%) ,( +)% ).7) 8-,9+) ,/ * 6 $+’,-
处理 毒力回归方程 相关系数 /? Q5F<
!-%+:%(+ K%8-%11 %RL+*,( ,/ *()*#*+,-. %//*00. 5,--%$+*2% 0,%//*0*%(+ /? !:,$=>
挥发醛 $B%).B%1
（.）C?C己烯醛（.）C?C)%D%($ 0 P ;6EJIH1 S I6<壬烯醛 (,(%($ 0 P ;6?HFI1 S I6FEIJ <6HJ@? <6萜类化合物 +%-7%(% ).B-,0-#,(1
;KCC蒎烯 ;KCC7*(%(% 0 P ;6EJ?;1 S @6J<<& <6EHEH ;6@F
C石竹烯C0-.,7).$$%(% 0 P <6FII;1 S &6;J;I <6HF&? ;IHJ6F&
#C水芹烯#C7)%$$(B-%(% 0 P ;6F@?&1 S F6#C石竹烯#C0-.,7).$$%(% 0 P <6EF@?1 S F6&&芳香族化合物 -,:+*0 0,:7,L(B1
苯甲醇 #%(M.$ $0,),$ 0 P <6@J@&1 S F6JHJI <6H@&F <6愈创木酚 8L*0,$ 0 P ?6&@H;1 S &6E&&& <6H@?? &6;@
水杨酸甲酯 :%+).$ 1$*0.$+% 0 P ;6@I;@1 S F6;IIH <6HHE; <6JJ
丁子香酚 %L8%(,$ 0 P @6?;EE1 S F6<! 讨论与结语
近几年的许多研究证明植物挥发性次级代谢产物在植物抗病防御反应中的作用，这些
物质与木质素和其它抗菌因子共同构成了植物直接抵御病原侵染的化学防御屏障（’1:(，
?<<<；O*D,(，?<<;）。植物挥发性物质与病原的细胞膜相互作用，最终影响病原的受体、
离子通道、信号转导和酶活性，从而抑制病原生长（T(,#$,0) 等，;HEH；U):,LB，
;HH@）。这种抑制作用是多种复杂组分协同作用的结果，因而更难使病原产生抗性（V:*$C
+,(CT%:7，;HH?；>%+%11*%-等，?<<;）。V:*$+,(CT%:7等（;HH?）报道的结果表明，挥发醛
对病原的抑制作用强，而萜类化合物如 ?C蒈烯和柠檬烯（@6E和 J6I!:,$=>）并没有明显
的抑制作用。本研究通过悬滴培养法证明占总挥发性物质含量 IH;&&期 何培青等：番茄几种挥发性组分对番茄灰葡萄孢的抑制作用
对病原孢子萌发和菌丝生长均有抑制效应，抑菌率依次为挥发醛 !芳香族化合物 !萜类化
合物，其中萜类化合物的 #$!$蒎烯、$水芹烯和$石竹烯也对病原有较强的抑制作用。
植物受到病原侵染或其他因子诱导后，通过脂氧合酶（%&’）代谢途径或直接氧化膜
脂，产生并积累挥发醛以抵御病原侵染。萜烯也可以直接氧化为活性更高的醛类，这在病
程中可能是自发的。()*+壳寡糖诱导番茄 ,( -后，主要组分（! ）$,$己烯醛（相对含量
约为 .*+）含量提高了 (,+；其它一些主要组分的含量也呈显著性提高（/0等，,((1）。
其中一些组分除了本身具有抗菌活性，还可诱导相邻植株或受侵染植株的健康组织中防卫
基因的表达（234504，,((）。因此壳寡糖诱导子诱导挥发性组分的增加可能是其提高植物
系统抗性的重要原因之一。
〔参 考 文 献〕
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234504，,((< J?4K3C0 >9 374 D7L:3@D［E］< #$%&’，!（*FGH）：F1.—F1*
/34M94:0 EN，HHH < O-0 C95A343>7P0 M79C-057D>4Q 9K A-Q>93@087: 7:B?C>79: 7: A@3:>D［E］< ()*+,’- ./0$ !+*1，#$：GG1—G*I
/357@>9:$R05A O#，SCT43CU0: TO，%9?L-47: E/， ’$ #1，HH, < VKK0C>D 9K D950 :3>?43@ P9@3>7@0 C95A9?:BD 9: >-0 A3>-9L0:7C K?:L7
21$’&3#&)# #1$’&3#$# 3:B (*$&/$)0 +)3’&’#［E］< 4 5,’- !+*1，%（I）：(FG—(F*
/0 WX，%7: ’Y，J-0: E/， ’$ #1，,((1 < Z:B?C>79: 9K P9@3>7@0 94L3:7C C95A9?:BD 7: >-0 @03P0D 9K 6/+*7’&0)+*3 ’0+%1’3$%- MQ C-7>9D3:
9@7L9504［E］< 8)9, :’+,3*1*9/ 6’$$’&0，（）：H1—((
ZD53: SN，,((( < W@3:> 0DD0:>73@ 97@D K94 A0D> 3:B B7D03D0 53:3L050:>［E］< 5&*7 ;&*$’+，&：*(G—*(F
R:9M@9C- R，W3?@7 ;，ZM04@ N， ’$ #1，HFH< ;:>7M3C>0473@ 3:B 3:>7K?:L3@ A49A04>70D 9K 0DD0:>73@ 97@ C95A9:0:>D［E］< 4 !00’3$ <)1
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