張文潔，王 洋，李 陽(yáng)，楊 悅，李昕洋，馬育庭，呂香玲，杜萬(wàn)里

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，黑龍江大慶163000；2.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，沈陽(yáng)110161）

玉米瘤黑粉病是由玉蜀黍黑粉菌[Ustilagomaydis(DC.)Corda]侵染所致。玉蜀黍黑粉菌屬于擔(dān)子菌亞門(mén)，黑粉菌目，黑粉菌科，黑粉菌屬，是一類(lèi)依賴(lài)有性生殖而致病的營(yíng)養(yǎng)型寄生性真菌[1]。我國(guó)玉米瘤黑粉病普遍發(fā)生在東北、華北、西北春玉米區(qū)及黃淮海夏玉米區(qū)，發(fā)病率一般為5%～10%[2]。大量研究表明，培育抗病品種提高遺傳抗性是控制瘤黑粉病最經(jīng)濟(jì)有效的措施。

WGA-AF-488染色是檢測(cè)瘤黑粉菌侵染程度的重要方法，可為發(fā)現(xiàn)病菌入侵寄主提供直接證據(jù)[3-5]，超微結(jié)構(gòu)觀察可在亞細(xì)胞水平揭示寄主對(duì)病原菌侵入的反應(yīng)[6-7]。當(dāng)病原菌侵染時(shí)，不僅植物體組織細(xì)胞發(fā)生變化，可溶性糖含量也發(fā)生變化[8]。HORST等[9]對(duì)黑粉菌侵染1，2，4，8d時(shí)葉片代謝物含量進(jìn)行分析，結(jié)果表明可溶性糖（葡萄糖、果糖、蔗糖）含量在不同侵染時(shí)期均高于對(duì)照，蔗糖含量呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，果糖和葡萄糖含量在侵染8d時(shí)極顯著高于侵染4d。Str1是一個(gè)對(duì)蔗糖具有高親和力特異性的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，僅在感染時(shí)表達(dá)，其缺失可顯著降低真菌的毒力[10]；LANVER等[11]對(duì)瘤黑粉菌進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析，發(fā)現(xiàn)瘤黑粉菌編碼至少19個(gè)糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，且在瘤黑粉菌侵染期間，糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白均表現(xiàn)為上調(diào)表達(dá)。以上研究表明，瘤黑粉菌侵染會(huì)導(dǎo)致可溶性糖大量積累，對(duì)真菌生長(zhǎng)和腫瘤形成具有至關(guān)重要的作用。病原菌與寄主互作過(guò)程中，寄主將啟動(dòng)一系列防御反應(yīng)，抗氧化酶通過(guò)清除過(guò)量活性氧維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)就是重要的防御反應(yīng)之一[12]。張?bào)K如飛[13]研究發(fā)現(xiàn)糜子高抗黑穗病品種葉片中POD活性與對(duì)照相比大幅升高，感病品種與對(duì)照相比顯著降低，SOD活性在葉片受侵染后最先響應(yīng)，且高抗品種增幅大于高感品種。保護(hù)酶是植物抵抗病原菌侵染的重要標(biāo)記物質(zhì)，與抗病性呈正相關(guān)。

本研究以2個(gè)抗感瘤黑粉病玉米自交系為材料，通過(guò)激光共聚焦顯微鏡、體視顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡和生理物質(zhì)檢測(cè)比較抗、感自交系受瘤黑粉菌侵染后的組織、細(xì)胞和生理變化差異，研究結(jié)果可為解析玉米抗病防御途徑和篩選抗病種質(zhì)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試瘤黑粉菌FB1×FB2由吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院鄭巖研究員提供。病原菌培養(yǎng)參照嚴(yán)理等[14]的方法。供試玉米（Zea mays L.）感病自交系為掖478；抗病自交系為齊319。

1.2 方法

待掖478和齊319播種后25d，利用10mL一次性注射器吸取OD600值為0.8～1.0的FB1×FB2菌液，采用人工注射法接種于玉米莖中上部，每株注射1mL直至菌液從心葉冒出即可。接種后0，2，4，8，12d取接種部位葉片，以接種蒸餾水為對(duì)照，接種FB1×FB2菌液為處理組，3次重復(fù)，用于組織、細(xì)胞和生理指標(biāo)檢測(cè)。

1.2.1 數(shù)據(jù)處理及抗病性評(píng)價(jià) 感病自交系掖478和抗病自交系齊319的病情指數(shù)及抗病性評(píng)價(jià)參照嚴(yán)理等[14]對(duì)玉米苗期瘤黑粉病的劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.2.2 WGA-AF-488/PI染色觀察 樣品制備參照REDKAR等[15]的方法，處理后利用抗熒光淬滅封片劑封片，于激光共聚焦顯微鏡（ZEISS，LSM 780）下觀察菌絲形態(tài)差異，WGA-AF-488激發(fā)波長(zhǎng)488nm，發(fā)射光波長(zhǎng)500～540nm；PI（碘化丙啶）的激發(fā)波長(zhǎng)561nm，發(fā)射光波長(zhǎng)580～630nm。

1.2.3 石蠟切片觀察 石蠟切片方法參照王洋[16]的方法。利用體視顯微鏡（ZEISSAxio Zoom V16）觀察抗、感自交系葉片組織細(xì)胞差異，利用ZEN2（blue edition）軟件處理圖像。

1.2.4 掃描電鏡觀察 取接菌部位2cm×2cm葉片，參照楊國(guó)一等[17]的方法并進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)70%、80%、90%、95%、100%乙醇梯度脫水，無(wú)水乙醇∶叔丁醇=2∶1（V/V）、無(wú)水乙醇∶叔丁醇=1∶1（V/V）、無(wú)水乙醇∶叔丁醇=1∶2（V/V）、100%叔丁醇梯度置換，冷凍干燥儀（LyoQuest-85plus）冷凍干燥24h后置于真空鍍膜機(jī)（Hitachi，MSP-2S）鍍膜，掃描電鏡（Hitachi，TM-3030）觀察病菌侵染抗、感自交系葉片差異。

1.2.5 透射電鏡觀察 參照呂靜波[18]的方法，經(jīng)乙醇梯度脫水、無(wú)水丙酮置換，環(huán)氧樹(shù)脂浸透、包埋、聚合后，使用萊卡超薄切片機(jī)（LEICA，EM UC7）切片，醋酸雙氧鈾和檸檬酸鉛雙重染色。透射電子顯微鏡（Hitachi，HT7700）觀察抗、感自交系葉片超微結(jié)構(gòu)差異。

1.2.6 可溶性糖含量與保護(hù)性酶活性測(cè)定 可溶性糖含量參照劉海英等[19]的方法進(jìn)行測(cè)定。保護(hù)酶POD、SOD和CAT活性分別采用愈創(chuàng)木酚法[20]、氮藍(lán)四唑還原法[21]和紫外吸收法[22]進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米自交系掖478和齊319的病情指數(shù)及抗病性評(píng)價(jià)

本試驗(yàn)連續(xù)3年對(duì)玉米自交系掖478和齊319進(jìn)行人工接種鑒定，經(jīng)田間表型統(tǒng)計(jì)分析得出，自交系掖478發(fā)病率為93.3%，病情指數(shù)84.2%，為高感自交系；自交系齊319發(fā)病率為1.3%，病情指數(shù)1.85%，為高抗自交系。

2.2 瘤黑粉菌侵染玉米苗期葉片的WGA-AF-488/PI染色觀察

WGA-AF-488/PI染料可使瘤黑粉菌在激光共聚焦顯微鏡488nm波長(zhǎng)下呈現(xiàn)綠色熒光（圖1 A），PI可使葉片組織細(xì)胞在561nm波長(zhǎng)下呈現(xiàn)紅色（圖1 B）。接種2d后，掖478表面菌株孢子萌發(fā)伸長(zhǎng)形成侵染菌絲（圖1 C）；齊319葉片表面觀察到綠色熒光信號(hào)，與對(duì)照菌液細(xì)胞比較明顯伸長(zhǎng)（圖1 c）。接種4d后，掖478葉片菌絲大量增殖，菌絲出現(xiàn)不規(guī)則分支（圖1 D）；齊319葉片表面菌株孢子形態(tài)與接種2d后基本一致，未形成侵染菌絲（圖1 d）。接種8d后，掖478葉片中菌絲大量增殖，分支原基與分支數(shù)量顯著增加（圖1 E）；齊319葉片形成侵染菌絲（圖1 e）。接種12d后，掖478葉片接種部位被菌絲覆蓋（圖1 F）；齊319侵染菌絲分支數(shù)量增加，長(zhǎng)度伸長(zhǎng)（圖1 f）。

圖1 瘤黑粉菌侵染感病玉米自交系掖478和抗病玉米自交系齊319葉片的WGA-AF-488/PI染色Figure 1 WGA-AF-488/propidium iodide co-stained susceptive and resistant maize inbred line Ye478 and Qi319 leaves infected with Ustilago maydis

2.3 瘤黑粉菌侵染玉米苗期葉片的石蠟切片觀察

接種0～2d時(shí)，掖478和齊319葉片花環(huán)結(jié)構(gòu)完整，維管束鞘細(xì)胞和葉肉細(xì)胞結(jié)構(gòu)清晰（圖2 A、圖2 a、圖2 B和圖2 b）。接種4d，掖478維管束鞘細(xì)胞數(shù)量增多，葉肉細(xì)胞數(shù)量無(wú)明顯變化，花環(huán)結(jié)構(gòu)膨脹（圖2 C）；齊319維管束鞘細(xì)胞和葉肉細(xì)胞數(shù)量無(wú)顯著變化（圖2 c）。接種8d，掖478葉片維管束鞘細(xì)胞分裂加劇，葉肉細(xì)胞體積明顯增大，花環(huán)結(jié)構(gòu)模糊（圖2 D）；齊319葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞逐漸腫脹（圖2 d）。接種12d，掖478葉片形成結(jié)節(jié)狀凸起，組織結(jié)構(gòu)完全被破壞，維管束鞘細(xì)胞形態(tài)消失（圖2 E）；齊319葉片葉肉細(xì)胞無(wú)明顯變化，維管束鞘細(xì)胞繼續(xù)分裂，花環(huán)結(jié)構(gòu)保持完整（圖2 e）。為明確接種12d掖478凸起囊狀物的成分，通過(guò)淀粉-碘化鉀染色發(fā)現(xiàn)，凸起囊狀物積累了大量淀粉（圖2 F）。

圖2 瘤黑粉菌侵染感病玉米自交系掖478（A～F）和抗病玉米自交系齊319（a～e）葉片的石蠟切片觀察Figure 2 The susceptible and resistant maize inbred line Ye478(A-F)and Qi319(a-e)leaves was investigated by paraffin section infected with Ustilago maydis

利用正置熒光顯微鏡觀察葉片維管束鞘細(xì)胞結(jié)構(gòu)（圖3），接種4d，掖478維管束鞘細(xì)胞開(kāi)始分裂，形成新的細(xì)胞，維管束鞘細(xì)胞數(shù)量增多；齊319維管束鞘細(xì)胞未見(jiàn)異常（圖3 A和圖3 a）。接種8d，掖478維管束鞘細(xì)胞進(jìn)一步分裂，葉肉細(xì)胞出現(xiàn)明顯增長(zhǎng)；齊319維管束鞘細(xì)胞出現(xiàn)分裂現(xiàn)象（圖3 B和圖3 b）。接種12d時(shí)，掖478分生細(xì)胞持續(xù)分裂導(dǎo)致細(xì)胞數(shù)量顯著增加，且葉肉細(xì)胞進(jìn)一步膨脹；齊319維管束鞘細(xì)胞分裂遲緩（圖3 C和圖3 c）。

圖3 瘤黑粉菌侵染感病玉米自交系掖478（A～C）和抗病玉米自交系齊319（a～c）葉片的維管束鞘分析Figure 3 Analysis of vascular bundle sheath on leaves of susceptible and resistant maize inbred line Ye478(A-C)and Qi319(a-c)after inoculation Ustilago maydis

2.4 瘤黑粉菌侵染玉米苗期葉片的掃描電鏡觀察

基于抗感自交系WGA-AF-488鑒定結(jié)果，本試驗(yàn)利用掃描電鏡進(jìn)一步觀察瘤黑粉菌侵染抗、感自交系的動(dòng)態(tài)過(guò)程。接種0d，掖478和齊319葉片表面、內(nèi)部均無(wú)菌絲，氣孔清晰可見(jiàn)（圖4 A、圖4 A-1、圖4 a和圖4 a-1）。接種2d，掖478葉片表面可觀察到菌絲端部形成附著胞，穿透寄主細(xì)胞，葉肉組織可見(jiàn)少量菌絲（圖4 B和B-1）；齊319葉片表面僅觀察到菌株孢子，且葉肉組織無(wú)菌絲出現(xiàn)（圖4 b和圖4 b-1）。接種4d，掖478葉片表面菌絲伸長(zhǎng)，與寄主的共生關(guān)系建立（圖4 C），葉片內(nèi)部菌絲擴(kuò)展伸長(zhǎng)，數(shù)量增多（圖4 C-1）；齊319葉片表面菌株孢子形態(tài)未發(fā)生顯著變化（圖4 c），葉片內(nèi)部未觀察到菌絲（圖4 c-1）。接種8d，掖478葉片表面菌絲長(zhǎng)度持續(xù)伸長(zhǎng)（圖4 D），葉片內(nèi)部可見(jiàn)大量分支菌絲生長(zhǎng)（圖4 D-1）；齊319葉片表面觀察到菌絲伸長(zhǎng)（圖4 d），葉片內(nèi)部仍未觀察到菌絲（圖4 d-1）。接種12d，掖478葉片表皮附著大量菌絲，葉片內(nèi)部菌絲大量增殖并產(chǎn)生次生分支，逐漸向周?chē)?xì)胞入侵（圖4 E和圖4 E-1）；齊319葉片表面菌絲進(jìn)一步伸長(zhǎng)（圖4 e），葉片內(nèi)部可見(jiàn)菌絲跨細(xì)胞侵染（圖4 e-1）。

圖4 瘤黑粉菌侵染感病玉米自交系掖478和抗病玉米自交系齊319葉片的掃描電鏡觀察Figure 4 SEM observation on the leaves of susceptible and resistant maize inbred line Ye478 and Qi319 infected with Ustilago maydis

2.5 瘤黑粉菌侵染玉米苗期葉片的超微結(jié)構(gòu)觀察

利用超薄切片技術(shù)探究抗、感自交系苗期不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)葉片維管束鞘細(xì)胞中各細(xì)胞器變化（圖5）。接種0d和2d，掖478和齊319細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整，葉綠體均勻地分布在維管束鞘細(xì)胞中，葉綠體內(nèi)橢圓形淀粉粒清晰可見(jiàn)，且葉綠體基質(zhì)片層有序排列，線粒體被膜完整，內(nèi)嵴結(jié)構(gòu)清晰（圖5 A1、圖5 B1、圖5 a1和圖5 b1）。接種4d，掖478細(xì)胞中淀粉粒大量積累，橢圓形淀粉粒逐漸向圓形轉(zhuǎn)變（圖5 C1），導(dǎo)致葉綠體形態(tài)腫脹（圖5 C），葉綠體內(nèi)基質(zhì)片層出現(xiàn)斷裂（圖5 C1-1），線粒體內(nèi)嵴結(jié)構(gòu)模糊（圖5 C1-2）；齊319細(xì)胞葉綠體中淀粉粒數(shù)目增多（圖5 c1），葉綠體基質(zhì)片層完整清晰、無(wú)斷裂現(xiàn)象（圖5 c1-1），線粒體結(jié)構(gòu)無(wú)顯著變化（圖5c1-2）。接種8d，葉綠體逐漸降解，出現(xiàn)質(zhì)壁分離（圖5 D），葉綠體中淀粉粒數(shù)量減少并隨之解離（圖5 D1），葉綠體內(nèi)基質(zhì)片層結(jié)構(gòu)模糊（圖5 D1-1），線粒體形態(tài)改變（圖5 D1-2）；齊319細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整（圖5 d），葉綠體中淀粉粒含量增加，基質(zhì)片層結(jié)構(gòu)完整（圖5 d1和圖5 d1-1），線粒體增多，內(nèi)嵴清晰（圖5 d1-2）。接種12d，掖478維管束鞘細(xì)胞中細(xì)胞器徹底溶解消失，細(xì)胞邊界無(wú)法辨識(shí)（圖5 E）；齊319葉綠體變化明顯（圖5 e），葉綠體基質(zhì)片層結(jié)構(gòu)清晰完整，淀粉粒數(shù)量與接種8d時(shí)相比顯著降低（圖5 e1和圖5 e1-1），線粒體數(shù)量明顯增多，呈聚集性排列并伴有空泡化現(xiàn)象（圖5 e1-2）。

圖5 瘤黑粉菌侵染感病玉米自交系掖478（A～E）和抗病玉米自交系齊319（a～e）葉片的透射電鏡觀察Figure 5 TEM observation on the leaves of susceptible and resistant maize inbred lines Ye478(A-E)and Qi319(a-e)infected with Ustilago maydis

2.6 玉米抗感自交系葉片的可溶性糖含量和保護(hù)酶活性變化

玉米瘤黑粉菌侵染2，4，8，12d掖478可溶性糖含量逐漸增加，侵染12d含量最高。齊319可溶性糖含量在侵染2，4，8d時(shí)均呈上升趨勢(shì)，侵染12d含量下降，且顯著低于掖478（圖6 A）。抗、感自交系的SOD活性均呈現(xiàn)先升高，侵染12d下降的趨勢(shì)，且齊319的SOD活性始終高于掖478（圖6 B）。隨瘤黑粉菌侵染天數(shù)的增加，抗、感自交系的POD和CAT活性均呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢(shì)，且齊319高于掖478，侵染4d齊319的POD活性顯著激增，侵染12dPOD和CAT活性達(dá)到峰值（圖6 C和圖6D）。

圖6 瘤黑粉菌侵染抗感玉米葉片的可溶性糖含量和保護(hù)性酶活性變化Figure 6 Changes of soluble sugar content and defensive enzymes activity in susceptible and resistant maize leaves infected with Ustilago maydis

3 討論與結(jié)論

Alexa Flour 488（AF 488）標(biāo)記的麥胚凝集素（WGA）熒光染料可對(duì)黑粉菌進(jìn)行特異性識(shí)別，與黑粉菌絲細(xì)胞質(zhì)成分特異性結(jié)合，被廣泛應(yīng)用于黑粉菌侵染寄主的動(dòng)態(tài)觀察，如瘤黑粉菌侵染玉米花藥[3]、小麥腥黑粉菌侵染小麥子房[4]，本研究利用WGA-AF-488/PI對(duì)抗、感自交系掖478和齊319進(jìn)行染色鑒定，清晰觀察到抗、感自交系中菌絲生長(zhǎng)發(fā)育差異。石蠟切片是研究病原菌侵染植物，引起組織結(jié)構(gòu)變化的常用方法。MATEI等[6]對(duì)瘤黑粉菌侵染形成腫瘤的葉片進(jìn)行淀粉-碘化鉀染色，表明腫瘤部位聚集了大量淀粉。本研究利用石蠟切片方法解析抗、感自交系的組織細(xì)胞差異，結(jié)果表明掖478葉肉細(xì)胞逐漸膨大，維管束鞘細(xì)胞快速分裂，細(xì)胞數(shù)量急劇增多，最終形成囊狀物，齊319維管束鞘細(xì)胞數(shù)量增長(zhǎng)較慢，葉肉細(xì)胞逐漸腫脹，花環(huán)結(jié)構(gòu)完整，進(jìn)一步通過(guò)淀粉-碘化鉀染色，發(fā)現(xiàn)侵染12d囊狀物部位的淀粉含量明顯高于正常葉片部位，研究結(jié)果與MATEI等（2018）一致。組織和細(xì)胞觀察表明，抗、感自交系主要差異在維管束鞘細(xì)胞，推測(cè)齊319可能通過(guò)抑制菌絲向維管束鞘細(xì)胞侵染而形成抗病機(jī)制，掖478則無(wú)法有效抑制維管束鞘細(xì)胞的分裂。掃描電鏡在探究病原菌入侵機(jī)制中發(fā)揮重要作用，如在水稻抗白葉枯病[23]和玉米瘤黑粉病[24]研究中被廣泛應(yīng)用。本研究利用掃描電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)掖478和齊319葉片表面菌絲聚集，形成附著胞，穿透葉片表皮細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化（圖4）與上述WGA和石蠟切片研究結(jié)果一致。玉米瘤黑粉菌穿透玉米葉片組織過(guò)程中，菌絲最可能通過(guò)細(xì)胞壁降解酶的分泌逐漸穿透表皮細(xì)胞進(jìn)入葉片組織[25]，由此可見(jiàn)瘤黑粉菌對(duì)抗感玉米自交系的入侵方式相同，但病菌在葉片上表皮細(xì)胞壁的識(shí)別過(guò)程中機(jī)制可能不同，因而存在抗性差異，本結(jié)果明確了病原菌對(duì)不同抗性材料侵染動(dòng)態(tài)的差異，可為瘤黑粉菌侵染玉米不同抗性材料研究提供參考。透射電鏡在研究病原菌與寄主互作、寄主超微結(jié)構(gòu)變化中發(fā)揮著重要作用[26]。MATEI等[6]利用透射電鏡觀察感病材料葉綠體的超微結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)葉綠體在類(lèi)囊體膜之間大量積累淀粉粒，導(dǎo)致細(xì)胞器嚴(yán)重變形。本研究利用透射電鏡技術(shù)，觀察到瘤黑粉菌侵染掖478后，維管束鞘細(xì)胞中葉綠體由橢圓形膨脹為圓形，淀粉粒大量積累，最終各細(xì)胞器溶解消失，該結(jié)果與石蠟切片觀察維管束鞘細(xì)胞分裂擴(kuò)張導(dǎo)致花環(huán)結(jié)構(gòu)消失一致（圖3，圖5D）。齊319細(xì)胞始終保持完整，但侵染后期淀粉粒數(shù)量降低，并出現(xiàn)大量線粒體（圖5e）。因線粒體是能量代謝的主要場(chǎng)所，糖類(lèi)是植物生長(zhǎng)發(fā)育主要能量供應(yīng)者，推測(cè)齊319在受到瘤黑粉菌侵染時(shí)可能通過(guò)大量的能量代謝抵抗病原菌侵染，淀粉粒的缺失、轉(zhuǎn)化可能為線粒體維持細(xì)胞代謝提供主要能量。

糖類(lèi)是異養(yǎng)微生物生長(zhǎng)、繁殖的物質(zhì)基礎(chǔ)之一，瘤黑粉菌冬孢子加入己糖和蔗糖后更易萌發(fā)[27]。研究表明瘤黑粉侵染的葉片己糖含量升高，在玉米幼苗侵染過(guò)程中，3種ZMSWEETs糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)上調(diào)[25，28]。本研究顯示玉米苗期葉片受到瘤黑粉菌侵染后，齊319和掖478的可溶性糖含量均呈上升趨勢(shì)，侵染12d掖478可溶性糖含量升至最高值，齊319則明顯下降。瘤黑粉菌侵染掖478 4d時(shí)糖含量升高與透射電鏡淀粉粒數(shù)量增多結(jié)果一致（圖5），侵染12d可溶性糖含量顯著升高且達(dá)到最大值與石蠟切片碘化鉀-淀粉染色結(jié)果一致（圖2），表明掖478糖含量的升高為瘤黑粉菌侵染提供了物質(zhì)保障，齊319在侵染12d可溶性糖含量驟然降低與透射電鏡維管束鞘細(xì)胞淀粉粒數(shù)量驟然減少相一致，糖含量的減少可能是植物抵御病原菌侵染的重要表現(xiàn)。因此推測(cè)玉米瘤黑粉病抗性與糖類(lèi)物質(zhì)合成和代謝轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)。病原菌與寄主互作時(shí)會(huì)通過(guò)寄主組織中活性氧物質(zhì)的大量積累和植物抗性相關(guān)酶類(lèi)迅速變化來(lái)提高植物抗性[29]。本研究中瘤黑粉菌侵染后，保護(hù)酶活性迅速增加，且齊319始終高于掖478，證明齊319在玉米瘤黑粉菌侵染后通過(guò)清除活性氧而大量積累保護(hù)酶，以抵抗病原菌侵染。

本研究結(jié)果明確了瘤黑粉菌入侵后，感病材料菌絲快速增殖，通過(guò)維管束鞘細(xì)胞分裂和葉肉細(xì)胞膨大形成腫瘤，可溶性糖含量逐漸升高。在抗病材料中菌絲生長(zhǎng)受抑制，穿透細(xì)胞表皮侵染受阻，花環(huán)結(jié)構(gòu)完整清晰，可溶性糖含量降低，保護(hù)酶活性逐漸升高且始終高于感病材料。研究結(jié)果明確了抗、感病玉米自交系苗期葉片響應(yīng)瘤黑粉菌侵染的組織、細(xì)胞和保護(hù)酶活性差異，可為進(jìn)一步揭示瘤黑粉病的侵染機(jī)制，篩選抗病種質(zhì)提供理論參考。