張 琳,程 萍,喻國(guó)輝,王 燕,3
(1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院,廣東 廣州 510225;2.珠海市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中心,廣東 珠海 519075;3.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院,湖北 武漢 430070)
枯草芽胞桿菌TR21激發(fā)的廣粉1號(hào)根系抗性信號(hào)物質(zhì)累積
張 琳1,2,程 萍1,2,喻國(guó)輝2,王 燕2,3
(1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院,廣東 廣州 510225;2.珠海市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中心,廣東 珠海 519075;3.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院,湖北 武漢 430070)
通過(guò)檢測(cè)廣粉1號(hào)根系中與抗性途徑有關(guān)的信號(hào)物質(zhì)NO、H2O2和SA含量變化,揭示枯草芽胞桿菌TR21菌株誘導(dǎo)的粉蕉系統(tǒng)抗性與SAR途徑的關(guān)系。試驗(yàn)設(shè)置清水(CK)、TR21葉腋接種、香蕉枯萎病菌FOC004菌株根系接種和挑戰(zhàn)接種(TR21葉腋接種24 h后再根系接種FOC004)4種方式處理廣粉1號(hào)種苗,測(cè)定4種方式接種后0、12、24、48、72、96 h 根系SA、NO、H2O2含量。結(jié)果顯示:TR21處理和FOC004處理均在早期避免激活植物產(chǎn)生NO,而挑戰(zhàn)處理則迅速激活植物根系產(chǎn)生NO并持續(xù)維持高水平;TR21處理和FOC004處理也在早期避免迅速激活植物產(chǎn)生H2O2,F(xiàn)OC004處理在24 h才顯著激發(fā)植物根系H2O2含量升高,而TR21處理需要到48 h才使根系H2O2達(dá)到最高,但挑戰(zhàn)處理在12 h就顯著激發(fā)了植物根系的H2O2,并一直維持較高水平;TR21處理早期顯著激發(fā)植物根系游離SA的產(chǎn)生并避免植物產(chǎn)生結(jié)合態(tài)SA,F(xiàn)OC004處理則抑制植物根系在應(yīng)答早期產(chǎn)生游離態(tài)和結(jié)合態(tài)SA,挑戰(zhàn)處理主要激發(fā)植物長(zhǎng)期穩(wěn)定高水平產(chǎn)生結(jié)合態(tài)SA。試驗(yàn)表明,TR21葉腋接種的確可以激發(fā)廣粉1號(hào)后期快速應(yīng)答病原菌的入侵,對(duì)TR21進(jìn)一步開發(fā)和大田生產(chǎn)應(yīng)用具有意義。
香蕉枯萎??;枯草芽胞桿菌;誘導(dǎo)抗性;信號(hào)物質(zhì)
張琳,程萍,喻國(guó)輝,等.枯草芽胞桿菌TR21激發(fā)的廣粉1號(hào)根系抗性信號(hào)物質(zhì)累積[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2016,43(5):101-106.
香蕉枯萎病又稱巴拿馬病,是由尖孢鐮刀菌古巴?;鸵鸬耐羵骶S管束病害,給香蕉生產(chǎn)帶來(lái)了極大危害,其預(yù)防和控制成為一個(gè)世界性難題,受到各國(guó)學(xué)者的廣泛關(guān)注[1-4]。香蕉枯萎病的防治措施包括化學(xué)防治、農(nóng)業(yè)防治、生物防治和抗性育種等,其中除抗性育種取得了較好的進(jìn)展,并已在生產(chǎn)中推廣使用,利用生物防治技術(shù)開展香蕉枯萎病防控也取得了較好的進(jìn)展[5-6],尤其以枯草芽胞桿菌TR21(Bacillus subtilis TR21)的研究和應(yīng)用為代表。該菌株是一株廣譜抗真菌植物內(nèi)生菌,能夠在香蕉根系和球莖內(nèi)定殖,誘導(dǎo)香蕉產(chǎn)生系統(tǒng)抗性[7-10],利用誘導(dǎo)抗性可以在大田防治巴西蕉枯萎?。?1]。
Bai等[12]對(duì)香蕉轉(zhuǎn)錄組開展的研究發(fā)現(xiàn),抗病品種主要通過(guò)水楊酸介導(dǎo)的系統(tǒng)獲得抗性(SAR)防御枯萎病的入侵。Wang等[13]對(duì)農(nóng)科1號(hào)和巴西蕉受到病原菌入侵后涉及水楊酸途徑的相關(guān)基因開展實(shí)時(shí)熒光定量檢測(cè),進(jìn)一步證實(shí)水楊酸介導(dǎo)的SAR參與農(nóng)科1號(hào)對(duì)枯萎病的防御。當(dāng)植物受到病原菌侵染時(shí),早期應(yīng)答會(huì)引起鈣離子流、活性氧迸發(fā)和NO產(chǎn)生,并引起SA水平顯著上升從而激活植物系統(tǒng)免疫反應(yīng)以防御病原菌入侵[14-19]。H2O2是植物產(chǎn)生的最穩(wěn)定的活性氧,大量積累除能直接毒殺植物體內(nèi)病原菌,還能作為植物應(yīng)對(duì)外界環(huán)境脅迫的信號(hào)分子,調(diào)控自身基因表達(dá)得以適應(yīng)外界脅迫[20-21]。NO也是植物的一種重要信號(hào)分子,可使不兼容的病原體觸發(fā)抗性相關(guān)聯(lián)的過(guò)敏性細(xì)胞死亡,它不僅與抗病有關(guān)的信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)還能與H2O2一起協(xié)同作用誘導(dǎo)植物細(xì)胞的程序化死亡并參與防御反應(yīng)[22-24]。通過(guò)檢測(cè)這些信號(hào)物質(zhì)的產(chǎn)生及其動(dòng)態(tài)變化,可以判斷植物抗性的激活與否以及抗性水平的高低。
本研究擬通過(guò)使用生防菌TR21和香蕉枯萎病菌1號(hào)生理小種FOC004 菌株處理感病粉蕉品種廣粉1號(hào),研究?jī)烧呒ぐl(fā)的與植物抗病相關(guān)的SA、NO、H2O2信號(hào)物質(zhì)形成過(guò)程,以揭示枯草芽胞桿菌TR21菌株誘導(dǎo)粉蕉的抗性類型并為促進(jìn)TR21菌株的應(yīng)用提供依據(jù)。
1.1 試驗(yàn)材料
供試菌株:枯草芽胞桿菌TR21(Bacillus subtilis strain TR21)和香蕉枯萎病菌FOC004菌株(Fusarium oxysporum f.sp.cubense Race 1,strain FOC004)由珠海市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中心植物保護(hù)研究室分離和保藏。
供試粉蕉:品種為廣粉1號(hào)(Musa spp.ABB),粉蕉苗由廣東省農(nóng)科院果樹所提供。組培苗培養(yǎng)至3~5片葉時(shí),蕉苗長(zhǎng)出較多的白嫩新根時(shí)待用。
1.2 試驗(yàn)方法
試驗(yàn)設(shè)清水對(duì)照、FOC004孢子懸浮液根系接種、TR21葉腋接種和TR21葉腋接種24 h后再根系接種FOC004孢子懸浮液4個(gè)處理。每個(gè)處理3次重復(fù),每個(gè)重復(fù)3株苗,共設(shè)6個(gè)取樣時(shí)間點(diǎn),為接種后0、12、24、48、72、96 h。
TR21懸液的制備:NA平板上活化兩次,挑取TR21單菌落接種于200 mL NB培養(yǎng)基中;37℃、180 r/min震蕩培養(yǎng)12 h,10%接種量轉(zhuǎn)接一次,37℃、180 r/min震蕩培養(yǎng)24 h;離心后無(wú)菌水稀釋,使活菌數(shù)達(dá)到 2.1×1010CFU/mL,直接使用。
FOC004懸液的制備:病原菌菌餅打于燕麥培養(yǎng)基上27℃培養(yǎng)5~6 d,待菌絲長(zhǎng)滿整個(gè)燕麥,無(wú)菌水沖洗,4層紗布過(guò)濾;血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù),配制成濃度為1.15×107CFU/mL孢子懸浮液,備用。
接種處理方式:(1)挑戰(zhàn)處理(TR21+ FOC004):提前24 h將濃度為2.1×1010CFU/mL 的TR21懸液200μL接種在蕉苗的葉腋,24 h后在果醬瓶中加入濃度為1.15×107CFU/mL的FOC004孢子懸液5 mL;(2)TR21處理:每株蕉苗葉腋滴加2.1×1010CFU/mL的TR21懸液200 μL;(3)FOC004處理:每株苗添加濃度為1.15×107CFU/mL的FOC004孢子懸液5 mL于果醬瓶中;(4)清水處理:每株蕉苗葉腋滴加200 μL無(wú)菌水,根系不接種病原菌。接種 12 h 后每個(gè)處理選取3棵苗,開始收集白色的根部組織,迅速置于-80℃保存,之后的時(shí)間點(diǎn)以同樣的方法收集。
菌株的培養(yǎng)與接種參照張陸成[25]和彭燦[26]關(guān)于TR21的培養(yǎng)接種方法。
1.3 SA含量測(cè)定
水楊酸測(cè)定方法及標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立參照趙偉偉等[27]關(guān)于蓬蘽水楊酸的提取方法。按照上述條件依次測(cè)定獲得標(biāo)準(zhǔn)曲線(圖1),并得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程Y=0.0079X+0.773(R2=0.9981)。
水楊酸凈增加量=接菌后根系水楊酸含量-接菌前根系水楊酸含量。
圖1 SA含量測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線
1.4 H2O2和NO含量測(cè)定
根組織中H2O2測(cè)定具體方法和步驟參見上海貝博生物技術(shù)有限公司試劑盒說(shuō)明書,測(cè)定參數(shù)做適當(dāng)調(diào)整。H2O2測(cè)定操作表中,空白管與標(biāo)準(zhǔn)管中用50 μmol/L PBS(pH8.0)代替雙蒸水,其余不變。
根組織中NO測(cè)定具體方法和步驟參見碧云天生物技術(shù)有限公司試劑盒說(shuō)明書,測(cè)定參數(shù)做適當(dāng)調(diào)整。按照說(shuō)明書上的條件依次測(cè)定得標(biāo)準(zhǔn)曲線(圖2)及標(biāo)準(zhǔn)曲線方程Y=0.0064X+0.0416 (R2=0.9985)??瞻坠苤械碾p蒸水以50μmol/L PBS (pH8.0)代替,且調(diào)整為50μmol/L,標(biāo)準(zhǔn)管中的工作液與測(cè)定管中的樣品均調(diào)整為50 μmol/L。
SA、H2O2和NO的測(cè)定均選用Bio-Tek ELX800酶標(biāo)儀。
用DPS7.0 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析和鄧肯氏新復(fù)極差檢驗(yàn),并使用Origin軟件制圖。
圖2 NO含量測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線
圖3 不同處理誘導(dǎo)的廣粉1號(hào)根系NO含量變化
2.1 NO含量測(cè)定
TR21不同處理引起廣粉1號(hào)根系NO含量發(fā)生顯著改變,挑戰(zhàn)處理根組織中NO的含量積累最為明顯(圖3)。處理后12 h,挑戰(zhàn)處理組根系中NO顯著高于清水對(duì)照、TR21噴葉和FOC004處理,其中TR21噴葉和FOC004處理顯著低于對(duì)照;24 h挑戰(zhàn)處理的NO含量達(dá)到最高值50.80 μg/g,顯著高于其他處理,TR21噴葉和FOC004處理的NO含量仍然顯著低于對(duì)照,TR21處理與FOC004處理之間也存在顯著差異;48 h挑戰(zhàn)處理的NO含量開始下降,但仍然顯著高于清水對(duì)照、TR21噴葉和FOC004處理,其中TR21處理的NO恢復(fù)到對(duì)照水平,但病原菌處理的NO仍然低于對(duì)照水平;處理后72 h,F(xiàn)OC004處理的根系NO水平上升,并高于其他處理,挑戰(zhàn)處理仍維持較高水平,但顯著低于FOC004處理,此時(shí)TR21處理的NO顯著低于其他處理;處理96 h,F(xiàn)OC004處理的NO水平又迅速下降,并低于對(duì)照,而TR21處理NO含量則顯著高于對(duì)照,挑戰(zhàn)處理的NO水平稍微回升,并高于其他處理,顯著高于FOC004處理。從不同處理NO的變化來(lái)看,TR21單獨(dú)處理及FOC004處理對(duì)NO的產(chǎn)生具有一定的抑制作用,而挑戰(zhàn)處理則可以明顯激活NO的產(chǎn)生,并維持較長(zhǎng)時(shí)間的高水平。
2.2 H2O2含量測(cè)定
FOC004處理激發(fā)根系的H2O2上升比TR21葉腋接種快,但比挑戰(zhàn)接種慢,TR21提前接種使植物對(duì)病原菌的侵染更加敏感(圖4)。TR21處理后根組織中H2O2迅速生成,但要到48 h才達(dá)到最高峰,每克鮮根H2O2高達(dá)104.67 mg,為4個(gè)處理最高,隨后下降。而FOC004處理則在24 h達(dá)到高峰,并逐漸下降。挑戰(zhàn)處理的H2O2積累則更加迅速明顯,處理后12 h就顯著高于其他處理,24 h即達(dá)到最大值87.26 mg/g,72 h達(dá)到第2個(gè)峰值,呈現(xiàn)“M”形雙峰,這種持續(xù)的高水平有利于激發(fā)植物的抗性和殺死病原菌。
圖4 不同處理誘導(dǎo)的廣粉1號(hào)H2O2含量變化
2.3 SA含量測(cè)定
不同處理的廣粉1號(hào)根系總SA含量隨時(shí)間變化差異較大(圖5)。FOC004處理抑制了根系總SA含量的升高,處理后12 h和24 h,SA總含量顯著低于其他處理,直到48 h根系的總SA含量才顯著升高并維持一定的高濃度;而TR21噴葉和挑戰(zhàn)處理則在12 h就激發(fā)了根系SA總含量的上升,并顯著高于對(duì)照,尤其是挑戰(zhàn)處理,其SA含量還顯著高于TR21噴葉處理;TR21噴葉處理的SA水平早期升高并顯著高于對(duì)照,處理后48 h出現(xiàn)下降,但隨后又上升和下降,與H2O2的變化有一定的呼應(yīng)。挑戰(zhàn)處理的SA水平也呈現(xiàn)出“M”形雙峰。
從根系不同類型水楊酸的含量變化來(lái)看,挑戰(zhàn)處理主要激發(fā)植物長(zhǎng)期穩(wěn)定高水平產(chǎn)生結(jié)合態(tài)SA,TR21處理主要激發(fā)植物早期產(chǎn)生游離態(tài)SA并避免產(chǎn)生結(jié)合態(tài)SA,而FOC004處理則抑制植物早期產(chǎn)生結(jié)合態(tài)和游離態(tài)SA(圖6)。
FOC004處理在應(yīng)答早期抑制了結(jié)合態(tài)和游離態(tài)SA的產(chǎn)生,從圖6A可以看出,處理后12 h和24 h,F(xiàn)OC004處理的植株根系結(jié)合態(tài)SA顯著低于對(duì)照。到48 h,F(xiàn)OC004才激發(fā)植物產(chǎn)生了高水平的結(jié)合態(tài)SA,此后結(jié)合態(tài)SA持續(xù)保持較高水平并逐漸下降。與結(jié)合態(tài)SA的規(guī)律一樣(圖6B),處理后12 h和24 h,F(xiàn)OC004處理的植株根系游離態(tài)SA含量顯著低于對(duì)照,48 h后突然顯著升高,但到72 h又降低到與對(duì)照接近的水平,96 h后,又升高到極顯著水平。游離態(tài)SA的急劇變化反映了廣粉1號(hào)對(duì)FOC004侵染的艱難應(yīng)答。
圖5 不同處理誘導(dǎo)的廣粉1號(hào)根系SA含量變化
圖6 不同處理誘導(dǎo)的廣粉1號(hào)根系結(jié)合態(tài)(A)和游離態(tài)(B)SA含量變化
TR21處理在應(yīng)答的早期(12 h)只是激發(fā)了游離態(tài)SA的水平升高(圖6B),但抑制了結(jié)合態(tài)SA的水平升高(圖6A ),在隨后的時(shí)間里,降低了激發(fā)的游離態(tài)SA水平(24 h)并使之與對(duì)照水平一致(48 h后,圖6B)。處理后12 h到48 h,TR21處理的結(jié)合態(tài)SA水平一直低于對(duì)照,即使在72 h時(shí)高于對(duì)照,也和對(duì)照沒(méi)有顯著差異,并在96 h后又顯著低于對(duì)照。從SA的變化來(lái)看,TR21可能在盡量避免激發(fā)廣粉1號(hào)產(chǎn)生高水平的SAR反應(yīng)。
與TR21和FOC004處理避免早期激發(fā)高水平SA不同,挑戰(zhàn)處理在早期應(yīng)答(12 h)既激發(fā)了植物游離態(tài)SA的升高,又激發(fā)了植物結(jié)合態(tài)SA的升高,并以結(jié)合態(tài)的SA為主,達(dá)到了處理期間的峰值并為對(duì)照的3.1倍(圖6)。高水平的結(jié)合態(tài)SA在24 h降低到對(duì)照水平,但48 h后又迅速上升,并與FOC004誘導(dǎo)的高水平結(jié)合態(tài)SA保持一致。24 h后,挑戰(zhàn)處理對(duì)游離態(tài)SA的影響有限,游離態(tài)SA與對(duì)照沒(méi)有顯著差異。但結(jié)合態(tài)SA 在48 h后一直顯著高于對(duì)照,并在96 h顯著高于FOC004 處理。說(shuō)明早期誘導(dǎo)的高水平結(jié)合態(tài)SA 由TR21提前處理引起,而后期的高水平結(jié)合態(tài)SA則由FOC004處理引起。TR21的提前處理使廣粉1號(hào)獲得了對(duì)FOC004提前反應(yīng)的能力。
植物在受到外界脅迫或病原菌感染后,會(huì)在體內(nèi)產(chǎn)生大量活性氧,這種現(xiàn)象被稱為氧化爆發(fā)(oxidative burst),其主要形式是H2O2[28-30]。齊興柱等[31]用枯萎病菌侵染巴西蕉發(fā)現(xiàn),H2O2的含量可能在 24 h達(dá)到峰值,也可能在12~36 h 的某個(gè)時(shí)刻達(dá)到峰值,這與本研究結(jié)果相一致。Li等[32]也在香蕉品種Williams-8818上證實(shí)枯萎病菌可以引起活性氧迸發(fā),并認(rèn)為H2O2與品種抗性相關(guān)。生防菌處理引起H2O2的產(chǎn)生也是植物早期抗病反應(yīng),H2O2對(duì)于抗病信號(hào)傳導(dǎo)有著重要意義[33]。本研究通過(guò)測(cè)定TR21噴葉處理對(duì)植物根系免疫信號(hào)分子H2O2的誘導(dǎo)效果和變化規(guī)律,從信號(hào)分子的角度確定 TR21 噴葉處理后可以激活植物的免疫反應(yīng)。廣粉1號(hào)對(duì)香蕉枯萎病1號(hào)生理小種高度感病,病原菌接種能夠迅速激發(fā)H2O2升高,但TR21則先降低根系H2O2,然后再升高,呈現(xiàn)出試圖避免激發(fā)免疫反應(yīng)的特點(diǎn)。挑戰(zhàn)接種的植物根系H2O2迅速升高,說(shuō)明通過(guò)TR21的誘導(dǎo),植物一旦接觸到病原菌,就能夠快速激發(fā)防御反應(yīng)。顯示TR21處理不僅單獨(dú)激發(fā)了免疫反應(yīng),而且能夠使植物對(duì)病原菌入侵表現(xiàn)出快速反應(yīng)。與H2O2的變化類似,生防菌和病原菌單獨(dú)處理的NO變化也表現(xiàn)出了早期抑制、后期激發(fā)的現(xiàn)象。FOC004接種能夠避免激發(fā)NO的早期迸發(fā),TR21噴葉腋具有類似的效果,顯示兩種微生物的接種都在盡量避免激發(fā)NO的早期產(chǎn)生。而挑戰(zhàn)接種后,NO含量顯著上升,顯示植物經(jīng)過(guò)TR21提前處理后,對(duì)病原菌的入侵反應(yīng)更加靈敏。植物受到病菌或病毒侵染后會(huì)產(chǎn)生水楊酸一類的信號(hào)物質(zhì),這些信號(hào)物質(zhì)傳導(dǎo)到其他部位引起水楊酸水平升高,進(jìn)而誘導(dǎo)抗病蛋白產(chǎn)生,在植物全身產(chǎn)生抗病性[34]。水楊酸(SA)是一種小分子的酚類化合物,有游離態(tài)和結(jié)合態(tài)兩種形式,游離態(tài)的水楊酸是局部信號(hào),結(jié)合態(tài)的水楊酸是長(zhǎng)距離信號(hào),它作為植物的內(nèi)源激素和信號(hào)物質(zhì)使植物在SAR反應(yīng)方面起著重要作用,SA還介導(dǎo)了對(duì)香蕉抗枯萎病的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),其快速大量的提高可激活寄主的抗病反應(yīng),是香蕉抗枯萎病的關(guān)鍵所在[35-37]。TR21和挑戰(zhàn)處理組接種后均能在短時(shí)間內(nèi)將廣粉1號(hào)的SA水平提高到一個(gè)峰值,激活植物的免疫反應(yīng)以防御病原菌入侵,這可能說(shuō)明枯草芽胞桿菌TR21可以促進(jìn)SA的產(chǎn)生,挑戰(zhàn)處理的含量更高,積累速度更快則顯示TR21先處理,然后病原菌接種激發(fā)了SAR。同時(shí),也顯示病原菌處理后抑制了水楊酸的產(chǎn)生,并消耗了本地的SA,即病原菌抑制了SAR的早期產(chǎn)生。從3種信號(hào)物質(zhì)的變化情況來(lái)看,無(wú)論是TR21單獨(dú)處理還是挑戰(zhàn)處理,都能夠激發(fā)SAR,廣粉1號(hào)對(duì)FOC004的應(yīng)答也涉及到了SAR途徑。如果一種抗性途徑能夠在最短的時(shí)間里被激活,則植物對(duì)病原菌的防御會(huì)增強(qiáng)。TR21先接種后挑戰(zhàn)病原菌的處理,信號(hào)物質(zhì)產(chǎn)生的強(qiáng)度大、持續(xù)的時(shí)間比其他處理要久,顯示TR21的處理的確可誘導(dǎo)出水楊酸介導(dǎo)的獲得性系統(tǒng)抗性,挑戰(zhàn)后可顯著增加上述信號(hào)因子表達(dá)的水平,有利于植物防御病原菌。而病原菌則顯然抑制了防御反應(yīng)的早期應(yīng)答,抑制有效的防御途徑發(fā)揮作用,從而使侵染可以完成。
[1]何欣,黃啟為,楊興明,等.香蕉枯萎病致病菌篩選及致病菌濃度對(duì)香蕉枯萎病的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,43(18):3809-3816.
[2]李斌,盛鷗,李春雨,等.香蕉枯萎病病原菌的研究進(jìn)展[J].分子植物育種,2013,11(5):638-646.
[3]王振中.香蕉枯萎病及其防治研究進(jìn)展[J].植物檢疫,2006,20(3):198-200.
[4]劉小玉.不同條件下香蕉枯萎病4號(hào)生理小種的消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)[D].??冢汉D洗髮W(xué),2013.
[5]胡莉莉.香蕉枯萎病生理生化的研究[D].海口:華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué),2006.
[6]馬紅娟.香蕉枯萎病拮抗細(xì)菌的篩選及其利用研究[D].福州:福建農(nóng)林大學(xué),2009.
[7]俞魯,凌寧,張楠,等.香蕉枯萎病拮抗菌的篩選鑒定及其生防效果[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012,34 (4):81-86.
[8]王倩倩.樹莓葉果中水楊酸含量評(píng)價(jià)及抑菌性分析[D].哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學(xué),2014.
[9]喻國(guó)輝,周林,程萍,等.枯草芽孢桿菌TR21對(duì)香蕉抗病相關(guān)基因表達(dá)的誘導(dǎo)作用[J].中國(guó)生物防治學(xué)報(bào),2012,28(1):152-156.
[10]周林.枯草芽胞桿菌TR21對(duì)香蕉枯萎病生防機(jī)制研究[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2011.
[11]牛春艷,喻國(guó)輝,程萍,等.枯草芽胞桿菌TR21葉腋噴施防治巴西蕉枯萎?。跩].熱帶作物學(xué)報(bào),2010,31(11):1987-1990.
[12]Bai T T,Xie W B,Zhou P P,et al.Transcriptome and expression profile analysis of highly resistant and susceptible banana roots challenged with Fusarium oxysporum f.sp.cubense tropical race 4[J].PLoS One,2013,8(9):e73945.
[13]Wang Z,Jia C,Li J,et al.Activation of salicylic acid metabolism and signal transduction can enhance resistance to Fusarium wilt in banana(Musa acuminata L.AAA group,cv.Cavendish)[J].Funct Integr Genomics,2015,15(1):47-62.
[14]唐倩菲,楊媚,周而勛,等.香蕉受枯萎病菌侵染后內(nèi)源激素含量的變化[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,27(3):55-57.
[15]胡玉林,左雪冬,步佳佳,等.香蕉與枯萎病菌互作中3種酚類物質(zhì)的含量變化研究[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2011,32(12):2302-2306.
[16]程祖福.枯草芽胞桿菌TR21誘導(dǎo)粉蕉系統(tǒng)抗性的激發(fā)子研究[D].廣州:中山大學(xué),2014.
[17]苗雨晨,董發(fā)才,宋純鵬.過(guò)氧化氫—植物體內(nèi)的一種信號(hào)分子[J].生物學(xué)雜志,2011,18(2):4-6.
[18]丁秀英,張軍,蘇寶林,等.水楊酸在植物抗病中的作用[J].植物學(xué)通報(bào),2001,18(2):163-168.
[19]王利軍,戰(zhàn)吉成,黃衛(wèi)東.水楊酸與植物抗逆性[J].植物生理學(xué)通訊,2006,20(3):198-200.
[20]饒力群,官春云,羅澤民,等.過(guò)氧化氫、水楊酸與植物抗病性關(guān)系的研究進(jìn)展[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2000,26(1):9-14.
[21]張洪艷,趙小明,白雪芳,等.植物體內(nèi)一氧化氮合成途徑研究進(jìn)展[J].西北植物學(xué)報(bào),2009,29 (7):1496-1506.
[22]Zhang A,Jiang M,Zhang J,et al.Nitric oxide induced by hydrogen peroxide mediates abscisic acid-induced activation of the mitogen-activated protein kinase cascade involved in antioxidant defense in maize leaves [J].New Phytol,2007,175(1):36-50.
[23]趙朝宇,王亞喆,劉慧,等.植物一氧化氮信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究進(jìn)展[J].食品研究與開發(fā),2015,36 (22):180-183.
[24]步佳佳.香蕉組織內(nèi)源激素與枯萎病抗性關(guān)系的研究[D].南寧:廣西大學(xué),2012.
[25]張陸成.利用qRT-PCR技術(shù)研究枯草芽胞桿菌TR21誘導(dǎo)的香蕉系統(tǒng)抗性類型[D].廣州:中山大學(xué),2015.
[26]彭燦.枯草芽胞桿菌TR21誘導(dǎo)香蕉產(chǎn)生的抗病生理生化特性[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2011.
[27]趙偉偉,李愛(ài)民,張正海,等.蓬虆懸鉤子水楊酸提取工藝及含量變化研究[J].北方園藝,2014,(16):127-130.
[28]宋喜貴,佘小平.植物體內(nèi)過(guò)氧化氫的產(chǎn)生及其生理作用[J].連云港師范高等??茖W(xué)校學(xué)報(bào),2010 (4):99-103.
[29]劉玉良,米福貴,特木爾布和,等.苜蓿葉片水楊酸含量與其薊馬抗性的關(guān)系[J].西北植物學(xué)報(bào),2011,31(3):588-594.
[30]Zhang F,Wang Y,Yang Y,et al.Involvement of hydrogen peroxide and nitric oxide in salt resistance in the calluses from Populus euphratica[J].Plant Cell Environ,2007,30(7):775-785.
[31]齊興柱,楊臘英,黃俊生.FOC4的2個(gè)過(guò)氧化氫酶基因的克隆與表達(dá)分析及其引起的香蕉苗活性氧迸發(fā)研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2012,28(15):163-169.
[32]Wang Z,Jia C H,Li J Y,et al.Activation of salicylic acid metabolism and signal transductioncan enhance resistance to Fusarium wilt in banana(Musa acuminata L.AAA group,cv.Cavendish)[J].Funct Integr Genomics,2015,15:47-628.
[33]Wasternack C,Hause B.Jasmonates:biosynthesis,perception,signal transduction and action in plant stress response,growth and development.An update to the 2007 review in Annals of Botany[J].Annals of Botany,2013,111:1021-1058.
[34]李敏,李勝軍,裴新梧.香蕉NPR1基因片段的克隆及對(duì)水楊酸的早期應(yīng)答反應(yīng)[J].農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào),2007,15(2):352-353.
[35]孟雪嬌,邸昆,丁國(guó)華.水楊酸在植物體內(nèi)的生理作用研究進(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2010,26(15):207-214.
[36]江新華,謝江輝,王尉,等.水楊酸誘導(dǎo)香蕉抗枯萎病生理試驗(yàn)[J].中國(guó)果樹,2006(6):39-42.
[37]劉玲娟.枯草芽胞桿菌TR21誘導(dǎo)不同香蕉品種根系抗性生理變化[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.
(責(zé)任編輯 楊賢智)
Accumulation of resistance signal substances in Guangfen No.1 (Musa spp.ABB) roots induced by Bacillus subtilis strain TR21
ZHANG Lin1,2,CHENG Ping1,2,YU Guo-hui2,WANG Yan2,3
(1.Zhongkai University of Agriculture and Engineering,Guangzhou 510225,China;2.Zhuhai Modern Agriculture Development Center,Zhuhai 519075,China;3.College of Life Science and Technology,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China)
In order to reveal the relationship between systemic acquired resistance (SAR) and systemic resistance in dwarf banana Guangfen No.1 (Musa sp.ABB) that induced by Bacillus subtilis strain TR21,the signal substances,NO,H2O2and SA in the roots of Guangfen No.1 were detected.The seedlings were treated by four treatments as control (water inoculated in leaf axils),TR21 inoculated in leaf axils,F(xiàn)usarium oxysporum f.sp.cubense strain FOC004 microconidia inoculated on roots and challenge inoculation (TR21 vaccinated leaf axils,24 h later FOC004 inoculated on roots),and then the SA,NO,and H2O2content in roots were detected at 6 time points after 0 h,12 h,24 h,48 h,72 h and 96 h.Results showed that,both of the TR21 and FOC004 treatments avoided activating the plant to produce NO in early stage,but challenge inoculation activated the plant roots producing NO quickly and maintaining a high levelfor long time.TR21 and FOC004 avoided activating the plant generating H2O2quickly in early stage,F(xiàn)OC004 only stimulated the H2O2increasing markedly in roots at 24 h,but H2O2in TR21 treated kept low level until 48 h and reached the highest level,the challenge inoculation treatment significantly stimulated the H2O2increasing at the 12 h,and remained at a high level.TR21 treatment only promoted the production of free SA,but avoided bound SA observably in the early stage,F(xiàn)OC004 treatment inhibited the both free and bound SA production,but challenge inoculation motivated the plant producing bound SA for a long-term and stable level.To sum up,TR21 inoculation in leaf axils early could indeed help the Guangfen No.1 response the invasion of pathogen quickly,which would help the further development and field application of TR21.
Fusarium oxysporum f.sp.cubense;Bacillus subtilis;induced resistance;signal substances
S668.1
A
1004-874X(2016)05-0101-06
10.16768/j.issn.1004-874X.2016.05.020
2016-02-26