摘要： 【目的】為了探討電阻抗參數(shù)是否能夠監(jiān)測梨葉片受脅迫程度，【方法】以鴨梨（Pyrus bretschneideri ‘Yali’）為試材，0.2 mmol·L-1水楊酸誘導(dǎo)后接種輪紋病菌，研究梨葉片電阻抗參數(shù)及與膜脂過氧化相關(guān)的生理參數(shù)的變化?！窘Y(jié)果】結(jié)果表明，水楊酸處理后葉片的胞外電阻率增大，接種輪紋病菌葉片的胞外電阻率、胞內(nèi)電阻率和弛豫時(shí)間分布系數(shù)減小，而弛豫時(shí)間增大。水楊酸誘導(dǎo)后超氧化物歧化酶（SOD）活性增強(qiáng)，丙二醛（MDA）和超越陰離子（■）含量降低。對電阻抗參數(shù)與生理參數(shù)的相關(guān)性分析表明，接種病菌葉片的胞內(nèi)電阻率變化與MDA 含量顯著正相關(guān)，水楊酸誘導(dǎo)后葉片的胞內(nèi)電阻率、胞外電阻率的變化與■含量顯著正相關(guān)，而弛豫時(shí)間則均與葉片中■含量為顯著負(fù)相關(guān)?！窘Y(jié)論】電阻抗參數(shù)能夠反映梨葉片細(xì)胞內(nèi)的變化，可以作為監(jiān)測梨葉片受脅迫程度的物理指標(biāo)。

關(guān)鍵詞： 梨； 電阻抗參數(shù)； 水楊酸； 輪紋病菌

中圖分類號：S661.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1009-9980？穴2012？雪06-1031-05

梨輪紋病是梨生產(chǎn)上主要病害之一。植物誘導(dǎo)抗病性是植物中普遍存在的一種遺傳機(jī)能，用生物或化學(xué)因子誘導(dǎo)增強(qiáng)植物抗病性是控制植物病害的重要方法之一。水楊酸是已知的系統(tǒng)獲得抗性化學(xué)誘導(dǎo)劑，能夠作為植物應(yīng)對生物脅迫及非生物脅迫反應(yīng)的重要信號分子[1]。研究表明，外源水楊酸可誘發(fā)多種植物對真菌、細(xì)菌和病毒的抗性，在植物抗病反應(yīng)中起著非常重要的作用[2-3]。這些研究往往集中在水楊酸誘導(dǎo)或病原物侵染對植物內(nèi)部結(jié)構(gòu)及過氧化脅迫等生理生化的影響方面，有關(guān)水楊酸及病菌脅迫引起植物細(xì)胞膜電特性變化的研究較少。

電阻抗圖譜（electrical impedance spectroscopy，EIS）是將特定的生物細(xì)胞或組織放在交流電場中，產(chǎn)生的電阻和電抗在復(fù)平面內(nèi)隨頻率變化形成的曲線。研究這種通過等效電路擬合得到的電阻抗圖譜參數(shù)對生物組織生理變化的響應(yīng)被稱為電阻抗圖譜法。EIS法提供了非破壞性地測定胞內(nèi)電阻、胞外電阻和膜變化的手段，在植物抗逆性研究中是一種有效實(shí)用的物理方法[4]，但應(yīng)用EIS法研究輪紋病菌對梨葉片的脅迫影響尚未有報(bào)道。我們通過研究水楊酸及輪紋病菌對梨葉片電阻抗圖譜參數(shù)、生理參數(shù)的影響，為揭示水楊酸誘導(dǎo)梨產(chǎn)生抗性的機(jī)制奠定基礎(chǔ)，并試圖應(yīng)用電阻抗圖譜參數(shù)反映的病原菌脅迫下細(xì)胞膜內(nèi)變化的信息，為梨葉片受病菌脅迫程度的物理診斷提供參數(shù)。

1 材料和方法

1.1 材料

1.2 設(shè)計(jì)

1.3 測定指標(biāo)及測定方法

1.3.2 生理指標(biāo)的測定 膜透性的測定采用電導(dǎo)法，丙二醛（MDA）含量的測定采用硫代巴比妥酸（TBA）法，超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定采用氮藍(lán)四唑（NBT）光還原法；超氧陰離子（■）含量的測定采用亞硝酸還原法。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及圖表繪制，應(yīng)用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 水楊酸對病菌脅迫下梨葉片電阻抗參數(shù)的影響

2.1.1 胞外電阻率和胞內(nèi)電阻率的變化 水楊酸處理及接種輪紋病菌后，梨葉片的胞外電阻率變化趨勢一致，均是先增加，后逐漸減小。單獨(dú)接菌葉片的胞外電阻率分別在12、72 h顯著低于對照（P<0.05）；水楊酸處理葉片的胞外電阻率在48 h時(shí)顯著高于對照（P<0.05）；水楊酸處理的葉片接種病菌后，葉片的胞外電阻率均比對照降低（圖1-A）。

由圖1（B）可見，各處理的胞內(nèi)電阻率在總的變化趨勢上表現(xiàn)出相似的趨勢，即隨著處理時(shí)間的延長，胞內(nèi)電阻率逐漸升高，48 h時(shí)達(dá)到峰值，而后減小。在12、24 h時(shí)，各處理的胞內(nèi)電阻率均略微低于對照。48 h后水楊酸處理及單獨(dú)接菌的葉片與對照無顯著差異，但水楊酸處理后接種病菌葉片的胞內(nèi)電阻率則低于對照（P<0.05）。

2.2 梨葉片膜透性和MDA含量的變化

由圖3-B可知，梨葉片接種輪紋病菌后，葉片中MDA含量逐漸升高，在接種48 h后達(dá)到峰值，而后開始下降，接種后葉片中MDA含量顯著高于對照（P<0.05）。水楊酸處理后未接菌葉片中MDA含量降低，但與對照差異不顯著；接種輪紋病菌后，葉片中MDA含量升高，在接種24 h后達(dá)到峰值，與對照差異顯著（P<0.05），之后MDA含量降低，與對照無顯著差異。

2.4 EIS參數(shù)與生理參數(shù)的相關(guān)性

3 討 論

植物細(xì)胞的阻抗特性取決于植物的發(fā)育階段、養(yǎng)分狀況、細(xì)胞結(jié)構(gòu)等，生物或非生物脅迫都能夠引起植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆或部分不可逆的變化，改變細(xì)胞結(jié)構(gòu)，從而影響植物細(xì)胞的電學(xué)特性。EIS在國外已被廣泛用于估測植物活力、果實(shí)受害程度等[5]。細(xì)胞膜是病原物與植物發(fā)生反應(yīng)的原初位點(diǎn)，膜電特性的變化直接反映植物遭受病害侵染的情況。通過誘導(dǎo)抗性處理，可以提高植物組織的電阻，表明植物的抗病性得到提高[6]。研究表明，水楊酸處理葉片的胞外電阻率在48 h時(shí)顯著高于對照，梨葉片在水楊酸處理及輪紋病菌脅迫下，胞內(nèi)電阻和胞外電阻表現(xiàn)為先升高后降低，而弛豫時(shí)間則是先降低后逐漸增加。水楊酸誘導(dǎo)后接種輪紋病菌葉片的胞內(nèi)和胞外電阻低于對照，但弛豫時(shí)間則高于對照。

弛豫時(shí)間是指處于非平衡態(tài)的系統(tǒng)經(jīng)過一定時(shí)間趨于平衡，從不平衡態(tài)到平衡態(tài)所需要經(jīng)歷的時(shí)間間隔。弛豫時(shí)間的大小從分子水平上反映了細(xì)胞膜脂肪酸的過氧化程度[7]。當(dāng)葉片受到病菌脅迫后，細(xì)胞膜受到損傷，弛豫時(shí)間增大。弛豫時(shí)間分布系數(shù)是時(shí)間常數(shù)分布的一個(gè)量度，值越小表明細(xì)胞中有更多的分化和變異，以及有更多的結(jié)構(gòu)分布類型[8]。研究表明，水楊酸處理后未接菌葉片的弛豫時(shí)間分布系數(shù)降低，接種病菌后則呈先降低后升高，而后又降低的變化趨勢。這可能是由于處理后細(xì)胞的組成結(jié)構(gòu)或細(xì)胞質(zhì)的不均一性發(fā)生了改變。梁軍等[9]研究表明，植物電生理指標(biāo)可以測定植物發(fā)病早期的電生理變化，可以作為病害檢測的重要參數(shù)。

超氧化物歧化酶（SOD）是生物體內(nèi)超氧陰離子自由基的清除劑，是生物體內(nèi)一種很重要的抗氧化酶類[11]。研究表明，經(jīng)水楊酸處理后，梨葉片的SOD活性顯著提高，說明水楊酸誘導(dǎo)梨葉片抗氧化酶活性增強(qiáng)。水楊酸通過調(diào)控保護(hù)酶活性從而調(diào)節(jié)活性氧水平，抑制膜脂過氧化的發(fā)生。接種輪紋病菌后梨葉片的SOD活性也有所提高，說明寄主植物在遇到外界環(huán)境脅迫后，可以啟動(dòng)自身的防御體系，以阻止病原菌的進(jìn)一步破壞。而水楊酸誘導(dǎo)可以提高植物對病菌脅迫的敏感性，使植物在受到外界刺激后能夠更加迅速地做出自我保護(hù)的反應(yīng)。

4 結(jié) 論

水楊酸誘導(dǎo)或輪紋病菌侵染后，梨葉片電阻抗圖譜參數(shù)的變化與生理參數(shù)的變化具有協(xié)同性，能夠反映梨葉片細(xì)胞內(nèi)的變化，可以作為診斷梨葉片受脅迫程度的物理參數(shù)。

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