煙草與TMV非親和性互作中根系活力及CAT活性變化

馬學萍，劉開全，和 云，劉永瓊

（曲靖師范學院生物資源與環境科學學院，云南 曲靖 655011）

作為一種生物脅迫因子，病原物的侵染會使寄主植物在與其互作中產生明顯的生理變化[1-3]。植物病害的發生與保護酶系活性變化有著密切關系[4]。陳學平等[5]研究煙草與 TMV不同互作體系中煙草葉片抗氧化酶系活性變化發現在互作早期 CAT活性較高，互作后期 CAT活性快速下降使得抗病系統保持較高水平的活性氧，誘導植物防衛基因的表達而產生抗病反應。李曄等[6]研究認為煙草幼苗葉片中CAT等酶的活性變化規律與煙株緩解TMV對煙草造成的傷害有一定的相關性。在育苗過程中TMV可通過根部侵染煙苗[7-8]。病原物侵染可能引起植物根系的生理變化，進而影響植株的抗病性。研究煙草接種病毒后根系的活力及CAT活性變化，其結果對探討抗病品種的抗病機制具有一定的參考價值。

1 材料與方法

1.1 材料

以枯斑三生煙（Nicotiana tabacumcv ‘Samsun NN’）為供試煙草，煙草花葉病毒（TMV）普通株系為供試病毒。

1.2 方法

漂盤培育煙苗，在煙苗長到6片真葉時，在育苗池中加入病毒溶液使其接種 TMV的煙苗為處理，以不接種TMV的煙苗為對照。接種病毒后3、7、11、15、19、23、27、31 d分別取處理和對照煙株根系用高錳酸鉀滴定法測定其CAT活性[9]用甲烯藍法[10]測定其活力，重復 3次。采用 SPSS10.0軟件進行數據處理，并用Excel軟件繪圖。

2 結 果

2.1 接種病毒后枯斑三生煙根系CAT活性變化

枯斑三生煙接種病毒后不同時間取樣測得其根系CAT活力值（表1）。

表1 不同取樣時間測得的煙草根系CAT活力Table 1 The CAT activity of tobacco root in different sampling time

枯斑三生煙接種病毒后3、7、11 d的根系CAT活性高于對照組，接種病毒后15、19、23、27 d和31 d的根系CAT活性低于對照組。相對于對照，枯斑三生煙接種病毒后其根系 CAT活性呈先升高后下降趨勢（圖1）。即接種病毒后，枯斑三生煙根系CAT活性在迅速升高后下降并顯著低于對照組。

圖1 不同處理下煙草根系CAT活性變化Fig.1 The CAT activity of tobacco root in different sampling time

單因素方差分析表明，接種后各時間點取樣的根系CAT活性與對照間有極顯著差異（p＜ 0.01），多重比較（Duncan法）顯示各處理間的差異顯著（表2）。將接種病毒后取樣時間與對應的CAT活性值進行相關性分析結果表明，CAT活性值與取樣時間有較強的負相關性（r= -0.9，p＜ 0.01）。

表2 各處理CAT活性的多重比較Table 2 Multiple comparisons of the CAT activity value in different sampling time

2.2 接種病毒后枯斑三生煙根系活力變化

枯斑三生煙接種病毒后3、7、11、15、19、23、27、31 d取樣測得其根系活力（表3）。

相比對照，枯斑三生煙接種病毒后，其根系活力迅速升高之后降低，呈平穩趨勢（圖 2）。方差分析表明，處理間有顯著差異（p=0.02＜0.05）；多重比較（LSD法）表明，接種病毒后 3、7、11 d后測得的煙草根系活力與未接種病毒的根系活力存在差異顯著。

圖2 不同取樣時間測得的根系活力Fig.2 The root vigor of tobacco in different sampling time

3 討 論

（1）作為植物細胞內保護酶系統的一個重要酶，CAT是植物細胞內重要的活性氧清除劑。病原物脅迫誘發植株體內活性氧的積累，在植物與病原物互作中，CAT活性發生變化誘導植物的抗病反應。一般認為，植物感染病原菌后CAT活性降低，或與抗病品種的非親和性互作中其活性降低[11]。本研究結果表明，枯斑三生煙接種病毒后3、7、11 d的根系CAT活性高于對照組，接種病毒后15、19、23、27、31 d的根系CAT活性低于對照組。枯斑三生煙接種病毒后初期植株體內 CAT活性上升可能是煙草響應 TMV侵染傷害而導致的；之后其CAT活性反而快速降低，可能與病毒侵染誘導植株獲得系統抗性，緩解了病毒對植株的生理脅迫。

（2）孫浩等研究[12]的 Cu2+脅迫對煙草幼苗根系活力的影響發現，Cu2+脅迫明顯抑制植物的根系活力，且隨著Cu2+的脅迫加強，煙草幼苗的根系活力呈明顯下降趨勢。本試驗研究結果表明，枯斑三生煙接種病毒后，其根系活力迅速升高，即煙草在接種TMV后的3、7 d的根系活力明顯高于未處理組，這可能是TMV侵染初期煙草通過提高根系活力來應對病原物對其脅迫。之后根系活力降低而后呈平穩趨勢，并與對照無顯著差異。這也可能與植株獲得系統抗性有關。

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