核桃果實黑斑病苯丙烷代謝途徑關鍵酶 和次生代謝物的變化

中圖分類號：S664.1 文獻標志碼：A 文章編號：1009-9980（2025）05-1057-10

Abstract： 【Objective】 Walnut bacterial blight （Xanthomonas arboricola pv. juglandis） poses a serious threat to the yield and quality of Juglans regia L.In the process of disease resistance，the plant's own metabolic system plays a crucial role.The study aimed to investigate the effects of black spot disease on osmoregulatory substances，oxidative substances，key enzymes and secondary metabolites in phenylpropane metabolism pathways during different stages of fruit development in walnut.【Methods】 The fruits of Juglans regia L.‘Qingxiang’was used as the experimental materials. The disease-free （CK） and black spot infected （Xaj） fruits were collected at 30，60 and 90 days after fruit seting，respectively. The contents of osmoregulation substances （SS， SP，pro） and oxidation substances （MDA） in fruits， the activities of key enzymes （PAL，C4H，4CL） in phenylpropane metabolic pathway and the contents of secondary metabolites （lignin， flavonoids， TP） were determined.【Results】The results showed that as the disease progressed，the accumulation of soluble sugar （SS），soluble protein （SP）， proline （Pro），and malondialdehyde （MDA） in walnut fruits increased as the diaease progresses of the black spot after infection; The activitiesof PAL and 4CL，as well as the contents of lignin and TP，increased significantly （plt;0.01） ，while the activities of C4H and the content of flavonoids increased extremely significantly （plt;0.05） during the course of the disease infection，reflecting the role of the phenylpropane metabolic pathway in the resistance of walnuts to black spot disease.The SS content of the fruits infected by the diseasedecreased by 24.36% ，increased by 30.48% and decreased by 21.00% ，compared withthatof the CK30 days，60 days and 90 days after infection.The SPcontent ofthe fruits infected by the disease increasedby 30.46% ，increasedbyonly 2.23% anddecreasedby 77.74% comparedwiththatof theCK 30 days，60 days and 90 days after infection.The MDA content of the fruits infected by the disease was 200.98% higher than that of the CK 3O days after infection， 2.34% higher than that of CK 6O days after infection，and 16.33% lowerthan that of the CK90 daysafter infection.The results indicated that black spot disease had a significant periodic effecton the activities of PAL，C4H，and 4CLkey enzymes in the phenylpropanoid metabolism pathway of walnut fruit，as well as on the content of lignin， flavonoids， and TP in secondary metabolites. The activity of PAL and 4CL，as wellas the content of lignin and TP， showeda significant increase （plt;0.01） ）in the infected fruit，reflecting the key role of these enzymes in resistance to black spot disease.The activity of C4H enzyme and the content of flavonoids also significantly increased in the subsequent course of the disease progress （plt;0.05） ，indicating thattheywould play an important role in the walnut fruit’s response to pathogen infection. 【Conclusion】 Under the stress of black spot disease，Qingxiang walnut fruit responded to the disease by adjusting the content of osmotic adjustment substances. The changes of key enzyme activities in phenylpropane metabolic pathway promoted the production of a variety of secondary metabolites，which jointly participated in the response and adaptation process of the fruit to black spot disease.This pathway played an important role in walnut resistance to black spot disease.

Key Words： Walnut; Fruit; Black spot; Permeation regulating substance; Oxidizing substance; Phenylpropane metabolism; Secondary metabolites

核桃（JuglansregiaL.）在全球范圍內廣泛種植，尤其在中國，核桃產業已成為推動地方經濟發展、促進農民增收、優化產業結構的重要支柱。然而，核桃產業的持續健康發展，卻面臨著諸多挑戰，其中，黑斑病的頻繁暴發與蔓延，對核桃的產量和品質構成嚴重威脅。核桃黑斑病，由黃單胞菌屬尤其是核桃專化型黃單胞桿菌（Xanthomonasarboricolapv.juglandis）引起的，是全球核桃產業的一大威脅。病菌通過風雨、昆蟲傳播，侵害葉片、嫩梢和果實，形成褐色或黑色病斑，嚴重時會導致組織壞死、病斑凹陷。核桃黑斑病的發病早晚及發病程度與溫度、濕度有關。在足夠的濕度條件下，細菌侵染葉片的溫度范圍為 4～30^°C ，侵染幼果的為 5～27^°C 。病菌的潛育期在不同部位也有差異，果實上為 5～34d 葉片上為8～18d，但通常在大田環境下，這一過程15d即可完成；從發病時間上看，核桃黑斑病從5月上旬至6月上旬開始發病，直至7月下旬至8月上旬，其間會反復侵染多次，核桃黑斑病的發病期一般為4一8月。黑斑病不僅破壞核桃外觀品質，導致商業價值驟降，更嚴重的是造成產量銳減。因此，黑斑病已成為制約核桃產量穩定和品質提升的關鍵因素。

核桃果實發生黑斑病會導致細胞內的活性氧逐步積累，對細胞膜系統造成傷害，嚴重時甚至會導致植物細胞死亡。可溶性糖（soluble sugar，SS）在植物體內扮演著重要的滲透調節劑角色，感病脅迫往往導致植物體內SS含量增加，以增強植物抗逆性。當植物被病原物及其代謝物侵染以后，一般都會抑制其體內正常蛋白質的合成；而可溶性蛋白（solubleprotein，SP）含量的變化與其抗病性相關。脯氨酸（proline，Pro）在植物的對抗逆境的反應中，不僅可以作為滲透調節物質和能量來源，而且其含量也可以被用作評價植物抗病能力的標準。丙二醛（malo-ndialdehyde，MDA）是植物膜脂過氧化產物，其含量能夠較準確地反映植物受損傷的程度[2-4]。

苯丙烷代謝是植物次生代謝的核心，其產物包括酚類化合物、黃酮類和木質素等，既是植物結構成分，又具有強大的生物活性，對植物抗病、抗逆起著至關重要的作用。其中，苯丙氨酸解氨酶（phenylal-anineammonialyase，PAL）、肉桂酸-4-羥化酶（cin-namicacid4-hydroxylase，C4H）和4-香豆酸輔酶A連接酶（4-coumarate-CoAligase，4CL）是這一途徑的關鍵調控酶。PAL作為限速酶，催化苯丙氨酸轉化為反式肉桂酸，啟動整個苯丙烷代謝。C4H酶將反式肉桂酸轉化為順式肉桂酸，進一步進入多元酚合成路徑。4CL酶則催化順式肉桂酸與輔酶A結合生成肉桂酸-CoA，衍生出多種酚類和黃酮類化合物。在植物抗病防御中，苯丙烷代謝途徑的激活常伴隨著酚類物質的大量積累。這些物質可以直接抑制病原菌生長，或通過增強細胞壁硬度、形成物理屏障，防止病原菌入侵。此外，酚類物質還能作為信號分子，觸發植物防御反應，誘導防御基因表達，增強系統性抗病性。已有研究揭示，不同核桃品種在應對黑斑病時，其苯丙烷代謝途徑關鍵酶活性及酚類物質積累水平與抗病性能密切相關。如抗病品種在病原侵染后，PAL、C4H和4CL酶活性及次生代謝物木質素、類黃酮和總酚（totalphenol，TP）含量顯著高于感病品種，高效運轉的苯丙烷代謝途徑可能是抗病品種對抗黑斑病的重要機制[5-6]。

清香核桃（J.regiaL.‘Qingxiang'）是目前在北方種植面積比較廣泛的核桃品種，在中國核桃生產中具有比較好的發展前景，但是廣大農戶反映該品種在生產中較易感染核桃樹黑斑病，發病率較高，對核桃樹種植戶造成了一定的損失。筆者在本試驗中以清香核桃果實為研究對象，研究黑斑病病程中苯丙烷代謝途徑中3種關鍵酶（PAL、C4H和4CL）的活性變化以及代謝途徑中次生代謝物木質素、類黃酮和TP含量的變化，旨在揭示核桃果實在不同感病時期苯丙烷代謝的動態響應及其與抗病性的內在聯系。通過深入了解這些關鍵酶在核桃防御黑斑病中的具體作用，為篩選抗黑斑病的核桃新種質提供一定的理論基礎。

1 材料和方法

1.1材料

材料品種為清香核桃，栽植于河南省濟源市露地生產田，8年生植株。

1.2 方法

核桃坐果后30、60和90d到生產田采集果實，共采集3個時期。（1）對照材料（CK）：無病核桃果實；（2）黑斑病感病材料（Xaj）（圖1）：感染黑斑病的核桃果實。兩種材料分別采集30個核桃果實，放入泡沫箱低溫冷藏帶回實驗室，放置到 4^°C 冰箱中保存待用。

1.2.1黑斑病脅迫下核桃果實滲透調節物質和氧化物質含量的測定SS、SP、Pro和MDA含量采用分光光度計法（722型分光光度計，上海儀電分析儀器有限公司）進行測定，測定試劑盒為BC0030、BC3180、BC0290和BC0020（北京索萊寶科技有限公司）。具體操作步驟嚴格按照試劑盒說明書執行，3次重復。

1.2.2黑斑病脅迫下核桃果實苯丙烷代謝途徑關鍵酶活性的測定苯丙烷代謝途徑中PAL、C4H和4CL酶活性采用分光光度計法（721G型分光光度計，上海儀電分析儀器有限公司）進行測定，測定試劑盒為BC0210、BC4080和BC4220（北京索萊寶科技有限公司）。具體操作步驟嚴格按照試劑盒說明書執行，3次重復。

1.2.3黑斑病脅迫下核桃果實苯丙烷代謝途徑次生代謝物含量的測定苯丙烷代謝途徑次生代謝物中的木質素、類黃酮和TP含量均采用分光光度計法測定（木質素采用721G型分光光度計；類黃酮和TP采用722型分光光度計，均為上海儀電分析儀器有限公司），由北京索萊寶科技有限公司提供試劑盒，試劑盒型號分別為BC4200、BC1330和BC1340。操作步驟嚴格按照試劑盒說明書執行，3次重復。

主要操作步驟：

（1）采集回來的核桃果實稱取果仁 0.1g 。

（2）將材料放在預冷的研缽中，加入 1mL 提取液，進行冰浴研磨。

（3）使用低溫離心機進行離心，取上清液，置冰上待測。

（4）按照試劑盒說明書上的步驟和計算公式進行酶活測定以及計算（使用到紫外分光光度計、可見光分光光度計和水浴鍋等）。

1.2.4數據處理與分析使用Excel2019處理數據，利用SPSS20.0分析數據，使用Origin2022軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1黑斑病脅迫下核桃果實發育不同時期滲透調節物質含量的變化

由圖2-A可以看出，30d時黑斑病感病脅迫條件下的SS含量比CK下降了 24.36% ，60d時黑斑病感病脅迫條件下比CK上升 30.48% ，說明在感病條件下，病原菌的侵入可能會誘導植物體內小分子多糖的水解，造成SS含量增加，SS含量升高是一種感病的生理生化表現。核桃果實細胞中進行大量的物質積累，90d時SS含量比CK顯著降低 °

由圖2-B可以看出，30d時黑斑病感病脅迫條件下SP含量相比CK上升 30.46%，60 d時SP含量上升僅2.23% ，這可能是由于在感病條件下，病原菌的刺激激活植物體蛋白合成酶的活性，或者抑制了蛋白降解酶的活性，導致感病的組織細胞內SP含量增加。而在90d時SP含量極顯著 （plt;0.01） 下降了 77.74% 可能是由于該時期黑斑病感病脅迫下，植株通過降解SP以參與抗病物質合成，進而增強抗病能力。

由圖2-C可以看出，30d時黑斑病感病脅迫條件下的Pro含量比CK極顯著 （plt;0.01） 降低了60.43% ，由于Pro的含量較低，導致體內滲透平衡受影響，病原菌更容易入侵細胞。60d時黑斑病感病脅迫條件下的Pro含量比CK極顯著 （plt;0.01） 升高了 185.15%，90d 時黑斑病感病脅迫條件下的Pro含量比CK極顯著 （plt;0.01） 升高 102.60% ，60d和90 d時產生了大量的Pro。

由圖2-D可以看出，MDA含量在30d時黑斑病感病脅迫條件下比CK極顯著 （plt;0.01） 升高200.98% ，表明該時期細胞膜脂受損的程度較為嚴重，細胞膜的膜脂過氧化程度較強。MDA含量在60d時黑斑病感病脅迫條件下比CK僅升高 2.34% .說明該時期細胞膜損傷程度減輕。MDA含量在90d時黑斑病感病脅迫條件下比CK降低 16.33% ，與同時期的CK相比，黑斑病感病脅迫條件下顯著降低（plt;0.05） 。

2.2黑斑病脅迫下核桃果實發育不同時期苯丙烷代謝途徑關鍵酶活性的變化

植物在應對生物脅迫的過程中，PAL酶扮演著至關重要的角色。由圖3-A可以看出，在30d時，無論是Xaj還是CK，核桃果實的PAL酶活性都相對較低，變化不大。說明核桃此時處于剛感病的狀態，體內的酶活性還處于比較穩定的狀態，還未參與到抗病過程。感病1個月以后，Xaj中PAL酶活性極顯著提升 （plt;0.01） 。60d時，與同時期的CK相比，Xaj的酶活性提升了 34.1% 。60d與30d相比，CK的酶活性提升了 193% ，而Xaj的酶活性則提升了406.2% 。核桃感病1個月后PAL酶活性提升明顯，說明此時PAL酶已經參與到核桃果實對黑斑病的調控過程中。植物體內PAL酶活性增強，有助于提高代謝途徑內其他次生代謝物質的產量，以便于提高抗病性。到90d時，CK與Xaj的PAL酶活性均下降明顯，與CK相比，Xaj中的酶活性下降了 19.3% 。

90d與60d相比，無論是Xaj還是CK，核桃體內PAL酶活性明顯下降，CK下降了 57.1% ，Xaj下降了74.2% ，說明核桃果實體內PAL酶已經開始進入衰退期。從整體來看，當核桃遭受到病原微生物侵染后，核桃果實中PAL酶活性的變化整體表現為先升高后降低的趨勢，升高后會出現一個下降的現象。PAL酶活性可能因反饋抑制或拮抗機制而下降，這是核桃果實為了保持代謝平衡和避免長期高成本防御的自我調節。

C4H酶活性的升高可以促進苯丙烷代謝酚酸類物質的合成，形成的香豆酸、阿魏酸和咖啡酸等酚酸可直接消滅病原物，從而對病原菌的生長繁殖產生抑制作用。由圖3-B可以看出，在30d時，Xaj對比CK無明顯變化，說明核桃剛感病時體內的酶還處在正常代謝的狀態，還未參與到核桃果實對黑斑病的調控過程中。隨著病程的發展，到60d時，Xaj的酶活性顯著提升 （plt;0.05） ，與同時期CK相比提升了 17.2% 。 60d 與30d相比，CK提升了 23.2% ，Xaj提升了 35.6% 。說明隨著病程的發展，C4H酶已經開始參與到核桃果實對黑斑病的調控過程中。隨著果實的發育與病程的發展，到90d時，Xaj與CK的酶活性均有所下降，兩者之間并無顯著差異，但Xaj的酶活性依舊高于CK，與CK相比，Xaj提升了17.3% ，說明此時C4H酶依舊在核桃的抗病進程中發揮著作用。整體來看，核桃感病后Xaj的酶活性與CK相比發生了較大程度的升高，說明當核桃受到病原微生物侵染以后，激活了苯丙烷代謝途徑，C4H酶活性會提高以保證對病原微生物的抗性，從而增強核桃果實抗病性。

4CL酶在植物苯丙烷代謝網絡中扮演著關鍵的節點角色，它對多種具有抗菌活性次生化合物的合成至關重要。在4CL酶的催化作用下，植物會形成多種代謝物。這些代謝物不僅能夠直接抑制病原微生物的活動，還能夠在植物免疫系統中發揮間接保護作用，抵御病原菌的侵襲。由圖3-C可以看出，30d時，Xaj對比CK的酶活性無顯著變化，說明核桃剛感病時4CL酶還處于比較穩定的狀態，并未參與到核桃果實抗病的代謝過程。感病1個月后，到60d時，兩組酶活性均有提高，與同時期CK相比，Xaj的酶活性極顯著提升 （plt;0.01） ，提升了 19.7% 。60 d與30d相比，CK提升了 12.2% ，Xaj提升了 38% 。到90d時，兩組酶活性均有所下降，兩者活性變化不顯著。與同時期CK相比，Xaj下降了 5% ，說明核桃果實內4CL酶可能已經進入衰退期，酶的活性可能因反饋抑制等機制而下降。整體來看，兩組的酶活性變化都呈現出了先升后降的趨勢，但Xaj酶活性的變化幅度明顯大于CK，說明4CL酶在核桃果實對黑斑病調控的進程中發揮了積極的作用。

2.3黑斑病脅迫下核桃果實發育不同時期苯丙烷代謝途徑次生代謝物的變化

木質素是植物細胞壁的主要成分之一，對增強細胞壁的機械強度和減少病原體入侵至關重要。在生物脅迫下，PAL、C4H和4CL酶活性的升高會促進未質素合成，加固細胞壁，從而阻止病原體擴散。由圖4-A可以看出，30d時，Xaj對比CK無顯著變化。說明剛感病時核桃體內苯丙烷代謝途徑中的次生代謝物還處于正常產生的狀態，并未參與到抗病的過程中。感病1個月以后到60d時，CK與Xaj的木質素含量均有提高，與同時期的CK相比，Xaj的含量極顯著提升 （plt;0.01） ，提升了 31.5% 。 60d 與 30d 相比，CK提升了 114.6% ，Xaj提升了 198.1% 。說明未質素的增加可以提高細胞壁的機械強度，形成物理屏障，在一定程度上可以阻止病原體的入侵和擴散。90d時，CK的含量略微提升，與60d的CK相比提升了 2.5% ;Xaj的含量有所下降，與60d的Xaj相比下降了 11.3% 。但Xaj的含量依舊高于CK，與同時期CK相比，Xaj的含量顯著提升 （plt;0.05） 了13.8% 。說明木質素在核桃抵抗黑斑病的進程中發揮了作用。整體來看，當核桃遭受到病原微生物的侵染后，果實內木質素含量的變化整體呈現出先升高后降低的趨勢。說明隨著病害的進一步發展，核桃可能會啟動其他的防御機制，如產生抗病蛋白、分泌抗菌物質等，此時木質素的合成和積累可能會達到一個平臺期或有所下降。

類黃酮是一類具有抗氧化和抗菌性質的次生代謝物，能夠結合并中和有害的自由基，保護植物細胞免受氧化損傷。同時，某些類黃酮還能作為信號分子參與植物的防御反應，或直接抑制病原體生長。PAL、C4H和4CL酶活性增強可以促進類黃酮的合成，加強植物的防御體系。從圖4-B可以看出，30d時，Xaj對比CK無顯著變化。說明剛感病時核桃果實內苯丙烷代謝途徑中的次生代謝物還處于正常的代謝狀態，未參與到核桃果實對黑斑病調控的過程中。到60d時，CK與Xaj的類黃酮含量均有提高，與同時期的CK相比，Xaj的含量顯著提升 ?lt;0.05 ）了 31.3% 。 60d 與30d相比，CK提升了 285.2% ，Xaj提升了 379.5% 。類黃酮含量在核桃感病后的變化趨勢與木質素類似。說明核桃在感病后，類黃酮的含量會升高來清除有害物質和參與化學防御反應。到90d時，兩組含量均有所下降，與60d相比，CK下降了 44.3% ，Xaj下降了 45.1% 。但Xaj含量依舊高于CK，與同時期CK相比，Xaj的含量顯著提升（204號 （plt;0.05） 了 29.3% ，說明類黃酮含量依舊在核桃應對黑斑病的過程中發揮作用。整體來看，當核桃遭受到病原微生物的侵染后，類黃酮的變化整體呈現出先升高后降低的趨勢。說明隨著病害的進一步發展，核桃可能會調整自身的防御策略，類黃酮的合成和積累可能會受到其他因素的影響而發生變化。

TP包括了多種酚類化合物，它們在植物防御中扮演多重角色，包括抗氧化、抗微生物和吸引天敵等。在生物脅迫下，苯丙烷代謝途徑關鍵酶活性的提高，加速了酚類物質的合成，增強了植物的抗性。從圖4-C可以看出，30d時，Xaj對比CK無顯著變化。到60d時，CK與Xai的類黃酮含量均有提高，與同時期的CK相比，Xaj極顯著提升 （plt;0.01） ，提升了 23.3% 。60d與30d相比，CK提升了 501.5% ，Xaj提升了 554.1% 。說明核桃在感病后，為了抵抗病原菌的入侵，可能會啟動一系列防御機制，包括增加TP等次生代謝物質的合成。這些物質可以抑制病原菌的生長和繁殖，減輕病害對核桃果實造成的傷害。到90d時，兩組含量均有所下降，與60d相比，CK下降了 3.2% ，Xaj下降了 15.6% ，但Xaj依舊高于CK，與同時期CK相比，Xaj提升了 7.5% ，說明TP依舊在核桃抗病過程中發揮作用。整體來看，當核桃遭受到病原微生物的侵染后，TP含量的變化整體呈現出先升高后降低的趨勢。TP含量的下降可能是因為病原菌已經破壞了核桃果實細胞結構，導致TP等物質的合成受到抑制或無法合成足夠的量來抵抗病害。

3討論

3.1關于黑斑病脅迫下核桃果實發育不同時期滲透調節物質變化的研究

在黑斑病脅迫下，核桃果實可能會通過調整其內部的糖類、無機鹽、氨基酸等滲透調節物質的含量來應對病害帶來的壓力。這些物質的變化可能旨在維持果實的正常生理功能，減輕病害對果實發育的不良影響。筆者在本研究中發現清香核桃患黑斑病60d時SS含量升高，90d時含量下降，這與李亞等研究結果一致。糖類是動植物新陳代謝的基礎，植物體內的糖不僅可以作為各種代謝反應的物質和能量來源，還可以為病原菌提供營養來源。SS是植物體內重要的滲透調節劑，感病脅迫往往導致植物中SS含量升高，從而提升植物抗逆性[89]。SP被認為是參與機體滲透調節的關鍵物質之一，其含量經常作為評估品種抗性的重要指標。植物細胞降解的可溶性蛋白是合成抗病物質的物質基礎。在本試驗中30d和60d時，黑斑病感病脅迫條件下的SP含量相比CK上升，這是由于在感病條件下，病原菌的刺激可能會激活植物體蛋白合成酶的活性，或者抑制蛋白降解酶的活性，使得染病的組織細胞內SP含量增加，90d時SP含量反而下降了 77.74% ，是由于該時期黑斑病感病脅迫條件下降解SP以參與抗病物質的合成，從而增強了其抗病性。這與李亞等的研究結果一致。Pro作為滲透調節物質，是植物在生物脅迫下形成的一種重要的代謝適應性機制，它不僅可用于維持細胞內外滲透平衡，還可以提高植物抵抗逆境的能力。目前對植物滲透調節物質的研究主要集中在抗氧化活性和細胞保護功能等方面。此外在自由基清除方面也有重要作用[10-]。在本研究中Pro含量變化呈現不斷上升的趨勢，這與李亞等7]的研究結果一致。這種變化可能由于Pro的積累較少，破壞機體內的滲透平衡，使得病原菌更容易侵入。當植物體被病原菌侵染時，能夠迅速產生Pro以減輕由于滲透失衡造成的酶蛋白變性，并通過調節組織細胞的滲透壓來抵御外界環境的脅迫，發揮抗性作用。MDA含量的增加可能導致細胞及細胞膜受損，其含量可以用來檢測膜脂受損程度，從而反映細胞膜脂過氧化的程度[12]。在本試驗中，相比于CK，30d時黑斑病感病脅迫條件下的MDA含量呈升高趨勢，這與趙秀娟等的研究結果一致。

3.2關于黑斑病脅迫下核桃果實發育不同時期苯丙烷代謝途徑關鍵酶變化的研究

PAL是苯丙烷代謝途徑的第一個酶，催化L-苯丙氨酸轉化為肉桂酸，這是整個途徑的起始步驟。這一轉化標志著從初級代謝向次級代謝的轉變。肉桂酸隨后進入不同的分支，生成多種重要的次生代謝物。在植物抗病過程中，PAL酶活性的增強可以促進酚類化合物和植保素的合成，這些物質能夠直接抑制病原體或參與植物的防御信號轉導，增強植物的抗病性[12-14]。C4H酶緊接著PAL酶的作用，將肉桂酸轉化為4-香豆酸，這是苯丙烷途徑中的一個關鍵轉化步驟。這個反應使產物向木質素、類黃酮等化合物的合成方向推進。在植物抵抗病原體侵襲時，C4H酶活性的增強有助于加速合成具有抗病作用的酚類物質和木質素沉積，形成物理屏障，限制病原菌的擴散[151。4CL酶負責將4-香豆酸等酚酸轉化為相應的輔酶A酯（如4-香豆酰-CoA），這是進一步合成木質素、類黃酮等化合物的前體。作為苯丙烷途徑中轉向下游分支的最后一個酶，4CL酶對調節下游產物的合成至關重要。在植物的抗病機制中，4CL酶通過促進這些次生代謝物的合成，不僅直接參與到化學防御中，還可能通過調節細胞壁的加固，增強植物的物理防御能力[1。筆者在本研究中發現清香核桃在感染黑斑病后這些酶活性的變化均呈現先升高后降低的趨勢，這些酶在前期推動了苯丙烷代謝途徑，激發了清香核桃對黑斑病脅迫的自身保護機制，是清香核桃適應環境能力的體現，與尚軍等[13]的研究結果一致。

3.3關于黑斑病脅迫下核桃果實發育不同時期苯丙烷代謝途徑次生代謝物變化的研究

木質素、類黃酮和TP含量的升高說明了當核桃遭受病原體侵染時，為了抵抗病原體，其體內的苯丙烷代謝途徑會提高次生代謝物的產量來提高自身的抗病能力。木質素、類黃酮和TP是苯丙烷代謝途徑中重要的次生代謝物，它們在植物感病后的變化趨勢通常與植物的抗性密切相關[-i8]。木質素是一種復雜的酚類聚合物，主要存在于植物細胞壁中，具有增強細胞壁強度、抵抗病原體入侵的功能。當植物受到病原體感染時，木質素的合成和積累通常會增加。這是因為木質素的增加可以提高細胞壁的機械強度，形成物理屏障，阻止病原體的進一步入侵和擴散。此外，木質素還參與植物對病原體的化學防御反應，例如通過氧化反應產生有毒物質來殺死或抑制病原體的生長。類黃酮是一類廣泛存在于植物中的多酚類化合物，具有多種生物活性，包括抗氧化、抗炎和抗菌等。在植物感病后，類黃酮的合成和積累也會發生變化。一方面，類黃酮的抗氧化作用可以幫助植物清除因病原體感染而產生的有害物質，減輕植物受到的損傷；另一方面，類黃酮還可以參與植物的化學防御反應，通過抑制病原體的生長和繁殖來減少病害的發生。TP是一類廣泛的酚類化合物的總稱，包括了單酚和多酚等。在苯丙烷代謝途徑中，TP占據核心地位，因為其不僅作為結構成分參與植物細胞壁的加強，還具有多種生物學功能，如抗氧化、防御響應、吸引傳粉者，以及調節植物生長發育等。TP的合成與積累是植物響應環境變化如病原體攻擊、物理傷害、紫外線照射的一種策略，體現了植物次生代謝在適應性和生存競爭中的重要作用。植物在感病后，其TP含量的變化趨勢通常與植物對病害的抵抗能力有關。TP是植物體內的一類重要次生代謝物質，它們具有抗氧化、抗菌、抗病毒等多種生物活性，對植物抵抗外界脅迫如病害、蟲害等具有重要意義[19-20]。本研究結果與張昱等[18的結果相似，研究發現清香核桃在感染黑斑病后木質素、類黃酮和TP含量升高，說明核桃在遭受病原體侵染時，苯丙烷代謝途徑被激活，次代謝生物產量增加，以增強抗病能力。這些次生代謝物的變化體現了核桃對病原體脅迫的適應能力。

苯丙烷代謝途徑是植物應對逆境的一種協同策略，確保了植物的生存與繁衍。因此，篩選和培育具有高PAL、C4H和4CL酶活性背景的品種，有望增強核桃對黑斑病的抵抗力。此外，了解這些關鍵酶以及次生代謝物在病程中的動態變化，有助于制定針對性的病害防治策略，如在病害易發期提前施加生物刺激劑或化學調控劑，以激活或維持這些關鍵酶的活性，提高植株的抗病能力。

4結論

在黑斑病脅迫下，清香核桃果實通過調整其內部的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸及丙二醛等滲透調節物質的含量來應對病害帶來的壓力，在苯丙烷代謝途徑中，經過一系列酶促反應，產生包括木質素、類黃酮、TP等多種次生代謝物，苯丙烷代謝途徑各種酶活性的上調不僅提高了木質素的含量，增強了植物的物理防御能力，同時，通過分支途徑促進了類黃酮的合成，提供了化學防御和適應環境變化的能力。它們共同參與了清香核桃果實對黑斑病脅迫的響應和適應過程。

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