甜瓜抗病性研究进展

+1+C’0), :.C0)-C)%+ " @A>D & 技术从感病甜瓜检测病毒粒子 $ 甜瓜抗病遗传基因定位研究和抗源 # 抗病品系研究取得的
成就 ’ 并展望了甜瓜抗病性研究的前景 ( 关键词 ! 甜瓜 $ 病害 $ 抗病性研究
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病程相关蛋白 >3G3B 在抗病中的作用
几丁质酶和 !"
&!%" 葡聚糖酶存在于大多数植物细胞中 ! 当植物受到植 物 病
原菌袭击时 ! 这 # 种蛋白的合成显著增加 " 它 们 共 同 破 坏 真 菌细胞壁 > 含 !"& !%" 葡聚糖和几丁质 B ! 从而 抑 制 真 菌 生 长 " 自从 HI<;I;<JJI 和 0<; 在烟 草 中 首 次 发 现 病 原 相 关 蛋 白 >3GB 以 来 ! 至 今 已 在 近 2( 种 植 物 中 发 现 了 这 类 3G 蛋 白 ! 李 冠 等
甜 瓜 %?Fra Baidu bibliotek./(-6 (#0* ?N & 属 葫 芦 科 %U<C<0=.’&C+&+ & 甜 瓜 属 %?/./(-6 &( 新疆甜瓜多属于网纹甜瓜 " 是厚皮甜瓜亚种的变 种之一 [6""\( 由于近年来甜瓜抗病能力急剧下降 " 品 种 退 化 严 重 [V\" 直接导致甜瓜品质和产量均严重下降 ( 目前甜瓜上的病 害 种 类 多 达 ]Z 多 种 " 是 葫 芦 科 植 物 中 病 害 发 生 最 严 重 的 作 物之一 ( 近年来通过对甜瓜的抗病性研究发现 " 甜 瓜 在 受 病 害侵染过程中体内的苯丙氨酸解氨酶 S4B?T # 过氧 化 物 酶 S4^T 和 多 酚 氧 化 酶 S44^T 以 及 酚 类 # 植 保 素 # 木 质 素 等 都 发 生 着 一 系 列 变 化 "并 随 着 研 究 进 一 步 的 深 入 "为 更 充 分 揭 示 甜 瓜 抗 病性的内部机理提供了可靠的理论依据 $ 且现在 更 多 借 助 于 转基因和现代电子显微技术应用于甜瓜抗病研究 " 为 甜 瓜 的 抗病育种提供了技术支持 (
454& 等一系列变化情况 " 防卫反应中的信号传导以及外壳蛋白介导研究 $ 将几丁质酶基因和 !/637/ 葡聚糖酶基因导
入 新 疆 甜 瓜 " 并 借 助 于 酶 联 免 疫 分 析 % +,89:+ 1.,;+2 .::<,)-)0=+,’ &--&9 " >?@AB &# 免 疫 电 镜 分 析 % .::<,)-)0=+,’
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以 瓜 类 刺 盘 孢 诱 导 哈 密 瓜 的 抗 性 ! 也 分 离 到 了 这 种 3G 蛋
白 " 3G 蛋白在植物体被病菌感染或诱导后迅速产生并积累 ! 但 在 健 康 植 物 中 不 存 在 或 表 现 微 弱 ! 因 此 3G 蛋 白 与 植 物 受 病原菌感染或抗病诱导有关 " 诱导合成多酚的关键酶苯丙氨 解 氨 酶 和 合 成 黄 酮 类 的 关 键 酶 查 尔 酮 合 成 酶 >DC?B 的 生 成 ! 并 调 节 3G 基 因 的 表 达 ! 从 而 引 起 ?4G 反 应 " 对 于 3G 蛋 白 的生物学功能 !-9L:<;=!&M$认为 3G 蛋白是几丁酶 ! 病原真菌主 要由几丁质 N 或者是由纤维素 N!1&!%1 葡聚糖组成细胞壁 ! 它 们 可 分 泌 一 些 降 解 酶 如 角 质 酶 #果 胶 酶 等 来 协 助 侵 入 !迄 今 为止已经研究出许多 3G 蛋白是几丁酶和 !1& !%1 葡聚糖酶 "
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甜瓜抗病性诱导研究
寄主防御酶系的变化与诱导抗性的关系 植物受到病原菌侵染或被诱导处理后产生的一些诱导
型 抗 病 因 素 "主 要 包 括 苯 丙 氨 酸 解 氨 酶 #过 氧 化 物 酶 和 多 酚 氧化酶等 ( 通过外源刺激来唤醒植物本身的抗体潜能 " 对植 物进行抗性诱导来抵御病害是植物病毒病防治 的 重 要 策 略 ( 在植物抗病毒研究领域中 " 许多生物和非生物 因 子 可 以 诱 导 植物的抗病性 []/_\" 在诱导抗病过程中 " 过氧化物酶 # 苯丙 氨 酸 解氨酶 # 多酚氧化酶均可发生显著变化 ( 西 瓜 花 叶 病 毒 /Y SA%’#&(#0*) (*6%-. 5-&/6 /Y "‘DW/YT # 黄瓜花叶病毒和南瓜花叶病毒是葫芦科植物的几种重要病 毒病 ( 过氧化物酶和甜瓜的抗性之间存在着一定的相关性 [a\( 过氧化物酶在植物体内参与木质素的合成 " 寄 主 植 物 细 胞 壁
Y# 南 瓜 花 叶 病 毒 %ALDW & 和 黄 瓜 花 叶 病 毒 SUDWT 的 抗 性 关 系
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万方数据
中 国 瓜 菜
十分密切 !"!#$"
马刘峰等 " 甜瓜抗病性研究进展
专题综述
病原菌的
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酚类 ! 植保素和木质素与诱导抗性 的 关 系
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草酸诱导甜瓜对南瓜花叶病毒的系统抗性 草酸可以诱导甜瓜对多种真菌和细菌病害 的 系 统 抗 性 "
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真菌性病害诱导抗性研究 近 年 来 !植 物 病 理 学 认 为 !植 物 的 抗 病 和 感 病 品 种 都 具
有 潜 在 的 抗 病 基 因 !这 些 基 因 经 过 诱 导 后 可 以 表 达 出 来 !从 而使植物获得对病原物的抗性 $ 诱导抗性 " 起 初 人 们 认 为 ! 植物对病原体真菌的抗性是由多个寡基因编码的 " 实 际 上 ! 在有些情况下 ! 仅 ! 个基因就可使易感宿主植物 具 有 适 宜 的 抗性 " 89:;<:= 首先 发 现 在 兰 科 植 物 鳞 茎 组 织 上 接 种 根 腐 病 菌的弱毒株 ! 可使鳞茎免受强毒株的侵染 " 上 世 纪 "( 年 代 后 !瓜 类 作 物 的 诱 导 抗 性 研 究 取 得 了 较 大 成 绩 " 用 真 菌 #细 菌 #病 毒 等 对 作 物 进 行 免 疫 处 理 !使 瓜 类 作 物 在 整 个 生 长 期 中 获 得 整 体 免 疫 ! 得 到 了 免 疫 植 株 " 王 锐 萍 !&($ 用 弱 致 病 的 和 灭活的瓜类疫霉菌培养物成功地诱导了哈密瓜对瓜类疫霉 菌的整体抗性 " 在黄瓜炭疽病菌诱导的黄瓜叶片中发现了免 疫信息物质 $ 免疫蛋白 " 目前生物因子中多采用真菌作为诱 导因子 ! 可分为病原真菌 # 非病原真菌及菌根菌 " 近 年 来 ! 在 瓜类作物的免疫研究中用黄瓜炭疽刺盘孢菌对黄瓜进行局 部诱导处理 ! 使黄瓜从整体上获得了对多种真菌 性 病 害 的 抵 抗能力 " 在非生物因子诱导时 ! 用除草剂 % 二硝基苯 胺 类 & 在 低浓度时可诱导甜瓜产生对镰刀霉 %!"#$%&"’ &! 黄萎病 %()%!
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中 国 瓜 菜
专题综述
专题综述
甜瓜抗病性研究进展
马刘峰 辛建华 付振清
新疆石河子
% 新疆维吾尔自治区石河子大学园艺系
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摘
要 ! 近年来甜瓜的抗病性研究取得了一系列成就 " 全文从 $ 个方面概述 ! 在抗性诱导过程中 " 受体植物体内
的防御酶系出现显著变化 " 并且通过涂抹草酸 # 接种真菌进行免疫诱导等方法均可使甜瓜产生抗性 $ 对甜瓜抗病性机 理的研究主要集中在甜瓜抗病性防卫反应过程中酚类 # 植保素 # 木质素和病程相关蛋白 %%&’()*+,+-.-/0+1&’+2 %0)’+.,3
收稿日期 ! !""#$"#$%" $ 修回日期 ! YZZ!/Z#/Z]( 作者简介 ! 马刘峰 " 男 " 硕士 " 主要从事现代蔬菜育种研究 ( 电话 !
的高度木质化对病毒的侵染和扩展可能具有限制作用 ( 过氧 化物酶是植物抗病毒代谢中 ’ 种重要的酶 " 与甜瓜对 ‘DW/
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当甜瓜幼苗真叶展开时 ! 使用草酸溶液涂抹真叶 直 至 湿 润 叶 片 ! 处理过的植株的过氧化物酶活力从第 % 天起 急 剧 上 升 到 第 &’ 天达到高峰后一直保持较高的水平 ! 在酶活 力 高 峰 时 ! 酶活力比未被草酸处理的高 ’ 倍 " %( ))*+,- 的 草 酸 溶 液 对 甜瓜中的过氧化物酶有最显著的诱导作用 " 经草酸处理的甜 瓜植株的病毒感染症状比未经草酸处理的植株轻 微 得 多 ! 植 株内 ./012 病 毒 含 量 亦 大 大 低 于 未 经 草 酸 处 理 的 植 株 ! 说 明草酸极其显著地诱导了甜瓜对 ./012 的系统抗性 " 34和 3356 酶活性的变化与 甜 瓜 的 抗 病 性 呈 正 相 关 关 系 ! 病 原 菌 对 抗 病 品 系 34- 和 3356 酶 活 性 的 诱 导 比 感 病 品 系 大 得 多 ! 酶活性持续时间也较长 " 由于植物 # 病原菌的遗传背景不 同 !各 种 酶 的 特 性 也 不 同 !因 此 不 同 的 植 物 与 不 同 的 病 原 菌 互作中 ! 酶发生不同的变化 !7$" 植物在受病原菌侵染 后 ! 往 往 酶活性增加 ! 同工酶谱带增多 "
侵入可使植物产生许多参与生理代谢的酶类 ! 如 过 氧 化 物 酶 在木质素合成和酶类物质氧化过程中起重要作用 " 多酚氧化 酶将酚类物质氧化成对病菌毒性更强的酮类物质 " 苯丙氨酸 解氨酶是酚类物质等抗菌物质合成过程中最关键的酶" 酚 类 物质 > 主要是二元酚 B 是植保素 # 木质素合成的前体 ! 它本身 和它的氧化产物酮对病菌都是有毒的 " 这类物质在植物体内 的积累 ! 对病菌都是不利的 " 木质化反应是植 物 抵 抗 病 原 物 侵染的手段之一 !&F!&’$"