張曉南, 孫佩佩, 茅云翔??, 鄒丹丹, 唐祥海, 莫照蘭

(1.中國海洋大學海洋生物遺傳學與育種教育部重點實驗室，山東 青島 266003； 2.中國海洋大學海洋生命學院，山東 青島 266003；3.農(nóng)業(yè)部漁業(yè)資源可持續(xù)發(fā)展重點實驗室，中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所，山東 青島 266071)

?

紫菜腐霉侵染對條斑紫菜葉狀體防御性物質(zhì)含量及保護性酶類活性的影響?

張曉南1,2, 孫佩佩1,2, 茅云翔1,2??, 鄒丹丹1,2, 唐祥海1,2, 莫照蘭3

(1.中國海洋大學海洋生物遺傳學與育種教育部重點實驗室，山東 青島 266003； 2.中國海洋大學海洋生命學院，山東 青島 266003；3.農(nóng)業(yè)部漁業(yè)資源可持續(xù)發(fā)展重點實驗室，中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所，山東 青島 266071)

研究了紫菜腐霉侵染對條斑紫菜葉狀體防御性物質(zhì)脯氨酸(Pro)，保護性酶類苯丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)，防御信號活性氧(ROS)和細胞損傷指示性物質(zhì)丙二醛(MDA)，在不同時間點(0、1、3、5、7、9 d)的含量和活性影響。實驗結(jié)果表明：紫菜腐霉侵染能夠打破細胞ROS的動態(tài)平衡，引起ROS含量極顯著增加(P<0.01)，進而影響細胞滲透壓平衡，表現(xiàn)為Pro含量極顯著增加(P<0.01)，并導致細胞內(nèi)保護酶類PAL和PPO活性極顯著增加(P<0.01)，并且ROS積累引起細胞膜脂過氧化，MDA含量發(fā)生極顯著變化(P<0.01)。由此推測條斑紫菜葉狀體對紫菜腐霉侵染的生理響應過程為：紫菜腐霉侵染引起藻體ROS含量積累上升，積累的ROS激活機體防御系統(tǒng)，Pro含量增加以調(diào)節(jié)細胞滲透平衡；同時積累的ROS激活細胞內(nèi)保護酶類，PAL和PPO的活性增強。迅速積累的ROS引起細胞損傷，導致細胞膜脂過氧化，產(chǎn)生并積累MDA。本實驗為全面了解條斑紫菜防御紫菜腐霉侵染的機制奠定了基礎(chǔ)，同時為后續(xù)條斑紫菜赤腐病抗性品系的選育提供了理論指導。

條斑紫菜；紫菜腐霉；侵染；防御性物質(zhì)；保護酶類；丙二醛

條斑紫菜(Pyropiayezoensis)是中國重要的經(jīng)濟海藻，在中國北方地區(qū)被廣泛栽培。條斑紫菜在其進化過程中不斷適應潮間帶重復性干露和復水的環(huán)境，因此具有很強的抗逆能力，能夠適應潮間帶溫度、光強、滲透壓等的急劇變化，成為潮間帶海藻的典型代表，具有重要的科研價值[1]。近年來，隨著紫菜栽培面積的不斷擴大，海區(qū)環(huán)境不斷惡化，病原菌的侵染以及種質(zhì)退化問題，導致紫菜病害時有發(fā)生[2-3]。紫菜病害的發(fā)生，不僅降低了紫菜品質(zhì)，而且導致大面積減產(chǎn)，甚至絕收，給養(yǎng)殖戶帶來了巨大損失[4]。

目前，國內(nèi)外對于高等植物的抗病性相關(guān)的生理生化變化已做了大量研究，并取得相應的研究成果。防御性物質(zhì)Pro可以通過調(diào)節(jié)滲透壓來保護細胞膜系統(tǒng)的完整性，周寶利等[5]研究了嫁接茄子抗病性與電導率和游離脯氨酸含量變化的關(guān)系。保護性酶類PAL和PPO在植物抗病反應中有重要的生理意義，楊家書等[6]研究了小麥白粉病的發(fā)生與機體內(nèi)苯丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(PAL)和多酚氧化酶(PPO)活性的關(guān)系，F(xiàn)riend等[7]研究了馬鈴薯晚疫病發(fā)病過程中機體內(nèi)苯丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(PAL)和多酚氧化酶(PPO)活性的變化，并指出PAL和PPO 2種酶與植物的抗病性呈正相關(guān)。近年來，活性氧ROS因廣泛存在并具有重要生理功能而受到廣泛研究[8-9]。氧爆發(fā)不僅對入侵的病原菌有細胞毒害作用，還可以作為一種信號激活寄主植物進一步的防御反應，比如過敏性細胞死亡[10]。盡管高濃度的ROS會對細胞產(chǎn)生損害作用，但其在植物-病原菌互作反應中的防御信號作用不容忽視[11]。如Doke等[12]研究發(fā)現(xiàn)了煙草花葉病毒(TMV)侵染煙草后引起感染葉片活性氧爆發(fā)，Sekizawa等[13]在研究水稻稻瘟病時也發(fā)現(xiàn)了在菌株侵染水稻時有大量活性氧釋放，他們認為ROS在植物抗病過程中發(fā)揮了重要作用。細胞損傷指示物質(zhì)MDA是細胞膜脂過氧化的產(chǎn)物，其含量可以反應細胞受損傷程度。Radwana等[14]在黃色花葉病毒感染南瓜葉子的過程中，將MDA作為細胞受到破壞的直接相關(guān)物質(zhì)。藻類對病原菌的生理生化響應雖然也有一些報道。在墨角藻的研究中發(fā)現(xiàn)脯氨酸可以抑制細菌的附著[15]；Bouara等[16]在內(nèi)生病原菌對角叉菜配子體侵染的研究中觀察到PAL活性的升高；在對海帶病爛研究中也發(fā)現(xiàn)了PAL和PPO活性的動態(tài)變化[17]。在藻類中也發(fā)現(xiàn)了病原菌侵染時的ROS積累，Weinberger等[18-19]在對江蘺屬紅藻(Gracilariasp.)的研究中發(fā)現(xiàn)，其在受到瓊膠寡糖刺激時，可迅速檢測到H2O2的積累。彭金良等[20]研究了非生物脅迫對小球藻的影響，發(fā)現(xiàn)α-萘酚會引起細胞膜不飽和脂肪酸的過氧化，導致脂質(zhì)過氧化物MDA的形成。但迄今為止，未見有關(guān)條斑紫菜應對病原菌侵染響應機制的報道。

條斑紫菜赤腐病(red rot disease)是由紫菜腐霉(Pythiumporphyrae)引起的一種嚴重危害條斑紫菜生長的卵菌病害。該病首先由Arasaki[21-22]報道，由Takahasi[23]定名；馬家海等首次報道了中國條斑紫菜赤腐病的發(fā)生，并分離純化出紫菜腐霉[24]。國內(nèi)外關(guān)于紫菜腐霉的生長發(fā)育[25-26]、對紫菜的侵染過程[27]、對宿主細胞的識別與附著機理[28]已有研究，但研究主要集中于病害的預防監(jiān)測[29-30]，對藻體抗病相關(guān)研究較少。Uppalapati等[31]、Park等[32]利用紫菜腐霉侵染產(chǎn)生的病斑個數(shù)、病斑面積等指標對幾種紫菜做了抗病性評價，而對抗病生理生化方面的研究未見報道。因此，研究紫菜腐霉侵染對條斑紫菜葉狀體生理生化指標的影響，探討條斑紫菜葉狀體對紫菜腐霉侵染的響應機制，對條斑紫菜赤腐病抗性品系的選育有重要價值。

為此，本研究以條斑紫菜葉狀體和紫菜腐霉為實驗材料，研究了在紫菜腐霉侵染條件下條斑紫菜葉狀體防御性物質(zhì)脯氨酸(Pro)，保護性酶類苯丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)，防御信號活性氧(ROS)和細胞損傷指示性物質(zhì)丙二醛(MDA)，在不同時間點(0、1、3、5、7、9 d)的含量和活性變化，旨在初步了解條斑紫菜葉狀體對紫菜腐霉侵染的機體響應機制，為全面認識條斑紫菜的抗病機理奠定基礎(chǔ)，為條斑紫菜抗病性綜合評價指標體系的建立提供依據(jù)，同時為后續(xù)條斑紫菜抗病品種的選育提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 實驗材料及培養(yǎng)基

條斑紫菜葉狀體是2014年2—4月采自青島湛山灣(36° 03′ 07.5″ N; 120° 21′ 45.6″ E)，0～4℃低溫下12 h內(nèi)帶回實驗室。葉狀體經(jīng)過無菌海水刷洗以去除表面沉淀和附著的雜藻。清洗后的紫菜在實驗室條件(10 ℃，32 ppt，60～80 μmol photons m-2·s-1，12 D∶12 L)馴化2～3 d，每3d添加一次PES營養(yǎng)鹽[33]。選擇生理狀態(tài)良好、長度在3～4 cm的健康紫菜用于后續(xù)感染實驗。

病原菌紫菜腐霉分離自江蘇紫菜栽培海區(qū)，菌株編號為OUCPABTP005。紫菜腐霉培養(yǎng)在玉米瓊脂板上[34]。

1.2 紫菜腐霉侵染條斑紫菜葉狀體

1.2.1 紫菜腐霉孢子的誘導 紫菜腐霉孢子誘導方法參照Uppalapati和Addepalli[35-36]，0.5 g的菌絲加入到100 mL CaCl2濃度為10 mmol·L-1的半海水(海水與蒸餾水的體積比為1:1)中，15 ℃下120 r/min振蕩培養(yǎng)，期間每隔1 h換1次半海水培養(yǎng)基，進行4～5次。15 h后用篩絹濾去菌絲得到孢子懸液，并在顯微鏡下對孢子濃度進行計數(shù)。

1.2.2 人工感染 紫菜葉片經(jīng)過0.7% 的KI溶液浸泡除菌10min后，用滅菌海水沖洗3次，置于裝有1L孢子懸液的錐形瓶中進行人工感染實驗(溫度15℃，其它實驗條件與正常培養(yǎng)相同)。設(shè)置實驗組和對照組，實驗組孢子濃度103ind·mL-1，對照組不加孢子。葉狀體密度為1g·L-1。每隔1d分別取實驗組和對照組樣品測定各項生理指標。每個處理組分別設(shè)置4個平行。記錄每個實驗組發(fā)病葉片數(shù)和每一葉片的病斑面積。

1.3 病情指數(shù)和生理生化指標的測定

1.3.1 病情指數(shù)的測定 紫菜葉片病斑面積的計算：取不同感染時間(0、1、3、5、7、9 d)的葉片30個進行數(shù)碼拍照，參照文獻[37]的方法計算病斑率：(1)將坐標紙平鋪在白瓷盤上，作為拍照背景底板。(2)將待測葉片平展于坐標上。(3)用適當?shù)呐臄z分辨率、圖像存貯像素和拍攝角度對葉片進行拍攝，拍攝結(jié)束后將圖片導入計算機。(4)在Photoshop圖像處理軟件中打開葉片圖像，分別選取圖片中葉片部分及病斑區(qū)域，然后打開菜單中“圖像”，選取“直方圖”選項，記錄顯示參數(shù)中的“像素”數(shù)值。(5)病斑率=病斑區(qū)域像素點數(shù)/葉片像素點數(shù)。

調(diào)查條斑紫菜赤腐病病情指數(shù)[38]。時以片為單位，根據(jù)每個葉片的病斑率進行病情分級。0級為整個葉片完好或幾乎無病斑；1級為有少量病斑或病斑很小，病斑率≤20%；2級為葉片有較多病斑，病斑率≤40%；3級為病斑較多且病斑較大，病斑率≤60%；4級為葉片上有大量病斑，病斑率≤80%；5級為葉片上有大量病斑，僅?；炕蛘€，病斑率>80%。

病情指數(shù)的計算：

1.3.2 生理生化指標的測定 分別取0.1g的實驗樣品用于以下指標的測定。組織樣品的研磨破碎，用組織勻漿儀進行(6 800r/min，2個鋼珠，勻漿30s)，然后加入不同緩沖液，分別離心，取上清液，用于后續(xù)各物質(zhì)含量及活性測定。

ROS含量的測定參考Contreras等[39]：使用2, 7-二氯熒光黃為標準物質(zhì)(0～10nmol)，單位ng/gFW。Pro含量的測定：采用茚三酮法[40]，單位μg/gFW。PAL活性測定：活性測定參照MiltonZaker的方法[41]，反應混合液共 4mL，包括2mL200μmol/L提取緩沖液(pH=8.8，0.1mol/L)，1mL60μmol/LL-苯丙氨酸，1mL酶提取液。以不加酶液的為對照。30℃水浴20min，290nm處測吸光度A，以△A值改變 0.01為1個酶活單位。PPO活性測定∶活性測定基本參照王海河等[42]的方法，測定反應體系含0.2mL酶液，2.8mL0.05mol/LPBS(pH=6.8)，1mL0.4mmol/L鄰苯二酚。28℃保溫10min，374nm處測吸光度A，以每min△A值改變0.01為一個酶活單位。比活單位為U/gFW(FW：鮮重，U：酶活力單位)。MDA含量測定：測定方法參考Heath等[43]硫代巴比妥酸(TBA)比色法，但根據(jù)實際情況進行了修改[44]，以A532nm-1/2(A510nm-A560nm)的值來代表丙二醛與TBA反應的吸光度值，單位nmol/gFW。

1.4 統(tǒng)計分析

取實驗組和對照組數(shù)據(jù)的差值用Excel和SPSS22.0進行統(tǒng)計分析，并采用單因素方差分析(One-wayANOVA)和最小顯著差異法(LSD)分析不同時間點數(shù)據(jù)的差異顯著性(P<0.05)。

2 結(jié)果

2.1 條斑紫菜赤腐病癥狀及病情表現(xiàn)

紫菜腐霉感染不同時間，條斑紫菜葉狀體的病情指數(shù)見表1。在感染前條斑紫菜葉狀體健康完整沒有病斑(見圖1A)，病情指數(shù)為0；感染第一天即出現(xiàn)病斑，但病斑面積較小，病級集中在0級和1級；隨著感染時間的延長，病斑率變大(見圖1A～F)，在第9天，發(fā)病最厲害，部分病爛程度達到5級(見圖1F)，甚至藻體顏色變?yōu)樽霞t色。顯微觀察可見，條斑紫菜葉狀體被紫菜腐霉菌絲穿透，細胞變形(見圖1G)，菌絲穿透的細胞膜被破壞，藻紅素溶出(見圖1H)。隨著感染時間的延長，細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)被破壞，甚至導致細胞死亡(見圖1I)，死亡細胞脫落形成葉狀體上的空洞。

表1 不同感染時間各級病葉數(shù)及其病情指數(shù)

(A～F. 0～5級病爛的紫菜葉片；G. 紫菜細胞被穿透變形；H. 細胞被菌絲穿透，藻紅蛋白融出(箭頭所示)；I. 菌絲穿透的細胞大部分死亡。A～F. From 0 to 5 grade of the rot thallus; G. Distorted thallus cells, penetrated by hypha; H. Pigments of phycoerythrin released (arrow); I. Most of cells were death.)

圖1 紫菜腐霉感染后的病斑及顯微照片
Fig.1 The observation of the thallus infected byP.porphyrae

2.2 紫菜腐霉侵染對條斑紫菜葉狀體ROS與Pro含量的影響

當條斑紫菜葉狀體受到紫菜腐霉侵染時，總體來看ROS含量變化量表現(xiàn)為極顯著上升(P<0.01)(見圖2)。第1天即表現(xiàn)出顯著變化，在第3、5天時變化不顯著，在第7、9天出現(xiàn)極顯著上升(P<0.01)。隨著感染時間的延長，感染葉狀體持續(xù)積累大量ROS，增加幅度越大。感染第9天ROS含量最高，達到第1天的2.43倍。

圖2 紫菜腐霉感染對條斑紫菜葉狀體ROS含量的影響

在紫菜腐霉侵染條件下，條斑紫菜葉狀體中Pro含量第1天時變量上升不顯著(見圖3)，在第3天變化量出現(xiàn)極顯著(P<0.01)上升，第5、7天時上升不顯著，第9天出現(xiàn)極顯著上升，并且含量達到最高值，是第1天的7.43倍。

圖3 紫菜腐霉感染對條斑紫菜葉狀體Pro含量的影響

2.3 紫菜腐霉侵染對條斑紫菜保護性酶類PAL與PPO活性的影響

紫菜腐霉侵染條件下，條斑紫菜葉狀體PAL活性變化量表現(xiàn)為極顯著提高(P<0.01)(見圖4)。在第1天時有極顯著增加，第3、5天時變化不顯著，第7、9天時有顯著增加。且隨著侵染時間的延長，提高幅度越大，在1～7d的活性提高較慢，表現(xiàn)為緩慢上升，第9天時活性急劇上升，并在第9天酶活性達到最高值，酶活性達到19.67 U/g FW。

圖4 紫菜腐霉感染對條斑紫菜葉狀體PAL活性的影響

在紫菜腐霉感染條件下，條斑紫菜葉狀體PPO活性變化表現(xiàn)為極顯著升高(P<0.01)(見圖5)。在第1天時有極顯著增加，第3、5天是增加不顯著。第7、9天時有極顯著增加。且在感染初期，酶活性變化較緩慢，隨著感染時間的延長，活性逐漸增加，在第9天達到最高值，其峰值為35.10U/g FW。

圖5 紫菜腐霉感染對條斑紫菜葉狀體PPO活性的影響

2.4 紫菜腐霉侵染對條斑紫菜葉狀體MDA含量的影響

總體來看，MDA含量變化量隨感染時間延長呈現(xiàn)極顯著(P<0.01)增加的趨勢。見圖6，在感染第1天，條斑紫菜葉狀體MDA含量變化表現(xiàn)為極顯著上升(P<0.01)，第3、5天時變化不顯著，在感染第7天時達到最大值，隨后第9天MDA含量又開始極顯著下降(P<0.01)。

圖6 紫菜腐霉感染對條斑紫菜葉狀體MDA含量的影響

3 討論

3.1 紫菜腐霉侵染對條斑紫菜脯氨酸的影響

Pro在植物體內(nèi)是一種重要的滲透調(diào)節(jié)有機物質(zhì)。正常狀態(tài)下Pro含量低，但當受到逆境脅迫(干旱、高溫、光強、病原菌)時，其含量可迅速增多，通過調(diào)節(jié)滲透壓保持細胞內(nèi)外滲透平衡，或與其他化合物形成親水聚合物，以保持膜系統(tǒng)的完整性，使其免受外界因子的傷害[45]。另外研究表明，外源脯氨酸具有清除活性氧自由基的作用[46]。隨著細胞中ROS含量的持續(xù)積累，膜系統(tǒng)嚴重受損，細胞中的滲透壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和防御酶系也迅速響應。本研究中，隨著紫菜腐霉感染時間的延長，條斑紫菜葉狀體中Pro含量顯著上升(見圖3)，不斷調(diào)節(jié)滲透壓保持細胞內(nèi)外滲透平衡，以保護細胞膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完整，這與感染前期MDA含量的變化趨勢一致，均表現(xiàn)為迅速上升。在感染后期，MDA含量降低。但Pro含量仍持續(xù)上升，可能是由于細胞膜的其他損傷導致Pro含量持續(xù)上升。這與歐秀玲等關(guān)于棉花黃萎病病原菌引起的轉(zhuǎn)基因抗病棉花游離脯氨酸含量升高，而感病品種Pro相對較低與結(jié)果相一致[47]。

3.2 紫菜腐霉侵染對條斑紫菜保護性酶類的影響

隨著細胞中ROS含量不斷積累，其作為第二信使可以激發(fā)植物調(diào)控防衛(wèi)反應相關(guān)基因的表達[48]。苯丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(PAL)是苯丙烷類代謝的關(guān)鍵酶和限速酶，在高等植物中苯丙烷類代謝途徑中可以產(chǎn)生植保素、木質(zhì)素、酚類化合物等次生產(chǎn)物。植保素是一種低分子量抗微生物化合物；木質(zhì)素可以使細胞壁木栓化，阻止病原菌的侵染和發(fā)生[49]。大量研究表明，多酚氧化酶(PPO)是植物體內(nèi)普遍存在的末端氧化酶，可以通過參與次生代謝，將酚類物質(zhì)氧化成毒性更強的醌類物質(zhì)，醌類物質(zhì)聚合成痂，形成病斑封閉感染組織，阻止病原菌的擴散[50]。本研究中，條斑紫菜葉狀體中PAL和PPO活性在紫菜腐霉感染初期增加不明顯，與ROS的增加趨勢一致；在感染后期，隨著ROS大幅度升高，PAL和PPO活性也大幅度提高。對照感染過程的病情指數(shù)，可以看出，在感染初期，病原菌的侵染只局限在病斑周圍，(見圖1A～E)，這時候的ROS含量增長較少，對PAL和PPO這兩種酶活性的刺激有限，在感染后期，紫菜腐霉的侵染遍及整個藻體，藻體不但出現(xiàn)病斑還表現(xiàn)為藻體顏色變成紫紅色(見圖1F)，此時瞬間爆發(fā)的大量ROS 徹底激活PAL和PPO活性，PAL和PPO活性表現(xiàn)為大幅度上升。這種先緩慢上升然后急劇上升的趨勢與水稻感染稻瘟病[51]、玉米感染大、小斑病[52]的研究結(jié)果一致，故認為PAL、PPO活性可以作為條斑紫菜應對紫菜腐霉侵染的一種生理指標。

3.3 紫菜腐霉侵染對條斑紫菜膜系統(tǒng)的影響

正常狀態(tài)下，植物體內(nèi)ROS的產(chǎn)生和消除處于動態(tài)平衡。當植物遭受病原菌侵染時，平衡狀態(tài)被打破，導致ROS的積累[53]。在高等植物的免疫系統(tǒng)中，宿主識別外界入侵者的第一反應是產(chǎn)生并積累ROS。一方面ROS因其強氧化活性可以對病原菌產(chǎn)生毒害作用，直接殺死病原菌[54]；另一方面可以誘導植物體內(nèi)植保素的合成，而植保素可產(chǎn)生對病原菌的拮抗作用[55]。另外，ROS還可以作為第二信使激發(fā)植物調(diào)控防衛(wèi)反應相關(guān)基因的表達[56-57]。但是，瞬間大量的ROS積累會導致植物體內(nèi)ROS產(chǎn)生和清除系統(tǒng)失去平衡，積累的ROS對細胞膜有強氧化性，會導致膜系統(tǒng)的損傷[58]。MDA作為植物膜脂過氧化產(chǎn)物之一，可與細胞內(nèi)其他物質(zhì)發(fā)生反應引起膜系統(tǒng)的損傷，其含量是衡量細胞膜脂損傷程度的一個重要指標[59]。膜脂過氧化的加劇，導致電解質(zhì)外滲，因此MDA含量與植物的抗病性有負相關(guān)關(guān)系[60]。本研究中，條斑紫菜葉狀體應對紫菜腐霉侵染的第一反應是瞬間產(chǎn)生大量的ROS，含量極顯著上升(見圖2)，結(jié)果與Küpper等[61]關(guān)于褐藻酸降解物引起海帶孢子體的氧爆發(fā)結(jié)果一致。在紫菜腐霉侵染的1～7 d，隨著ROS含量上升，MDA含量也顯著上升，與二者的趨勢一致(見圖6)，也與Radwan等[62]在ZYMV病毒侵染南瓜時，MDA和ROS顯著增加的結(jié)果一致。本研究表明藻類應對病原侵染的生理與生化反應機制很可能與高等植物存在廣泛的一致性。

4 結(jié)語

實驗結(jié)果表明：紫菜腐霉感染引起條斑紫菜葉狀體防御物質(zhì)、保護酶類、防御信號和細胞損傷指示物質(zhì)的改變，表現(xiàn)為ROS、Pro、PAL、PPO極顯著上升，MDA先上升后下降?；钚匝鮎OS含量上升表明，紫菜腐霉的侵染打破了活性氧的產(chǎn)生和消除平衡，導致活性氧ROS積累，打破細胞膜滲透壓平衡，表現(xiàn)為Pro含量極其顯著增加(P<0.01)。細胞膜滲透壓平衡受到破壞，導致Pro含量迅速增多，以保護細胞膜系統(tǒng)； PAL和PPO是重要的保護酶，二者含量的增多，說明病原菌侵染導致條斑紫菜組織啟動防衛(wèi)反應，通過酶促反應產(chǎn)生的化學物質(zhì)來抑制病原菌侵染。隨著ROS積累量不斷增加，細胞膜受到破壞，膜脂過氧化程度加深，MDA含量增多。ROS積累引起細胞損傷的濃度還需要進一步研究。本研究提供了條斑紫菜受紫菜腐霉感染后ROS、Pro MDA含量變化，以及PAL、PPO活性變化，為建立條斑紫菜抗赤腐病評價體系及篩選抗病品系提供了重要數(shù)據(jù)。

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責任編輯 高 蓓

The Variation of Defensive Compounds Content and Protective Enzymes Activity of
PyropiayezoensisGametophyte Infected by OomycetePythiumporphyrae

ZHANG Xiao-Nan1,2, SUN Pei-Pei1,2, MAO Yun-Xiang1,2, ZOU Dan-Dan1,2,
TANG Xiang-Hai1,2, MO Zhao-Lan3

(1.The Key Laboratory of Marine Genetics and Breeding Ministry of Education, Ocean University of China, Qingdao 266003, China; 2. College of Marine Life Sciences, Ocean University of China, Qingdao 266003, China; 3. Yellow Sea Fisheries Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Qingdao 266071, China)

In this study, the content of defensive compounds (ROS, Pro), the activity of the protective enzymes (PAL, PPO) and MDA inPyropiayezoensisgametophyte during the course of infection byPythiumporphyraeat different times (0, 1, 3, 5, 7, 9 days) were measured. The result indicated that the infection ofPyt.Porphyraecould break the dynamic balance of ROS in cells that leads to its significant increase(P<0.01), and the osmotic balance was broken. Pro content was raised markedly(P<0.01), and the activity of protective enzymes such as PAL, PPO was found to be enhanced appreciably(P<0.01), as a result the cells membrane was damaged, and MDA content was changed. Based on these data, we inferred an outline that defensive compounds and protective enzymes ofPyr.yeozensisrespond toPyt.porphyraeinfection as follows: the content of ROS in cells ofPyr.yeozensiswould increase while induced by the infection of the pathogen. When the host cells received much ROS, the content of Pro was increased and the activity of PAL and PPO was enhanced indicating that the defensive system and the activity of the protective enzymes were activated. At last the cell membrane of the host were damaged by the excess ROS, leading to the lipid peroxidation of the cells membrane and high MDA levels. The results provided the fundamental data for understanding the mechanism of red rot disease resistance inP.yezoensis.

Pyropiayezoensis;Pythiumporphyrae; infection;defensive compounds; protective enzymes; malondialdehyde

國家自然科學基金項目(31372517)；國家高技術(shù)研究計劃項目(2012AA10A406)；山東省自主創(chuàng)新專項(2013CXC80202)；國家科技基礎(chǔ)條件平臺—水產(chǎn)種質(zhì)資源平臺運行服務項目資助

2014-12-31；

2015-03-26

張曉南(1989-)，女，碩士生。E-mail:zhangxiaonan1215@163.com

??通訊作者： E-mail: yxmao@ouc.edu.cn

Q946.5

A

1672-5174(2015)12-057-08

10.16441/j.cnki.hdxb.20140442