植物保护专业毕业论文番茄白粉.doc

本科毕业论文论文题目 番茄防御酶活性与番茄抗白粉病 相关性研究 学 院 草 业 学 院 专 业 植 物 保 护 毕业届别 姓 名 指导教师 职 称 大学教务处制 年六月番茄防御酶活性与番茄抗白粉病相关性研究 摘要: 植物在病害或者环境胁迫条件下会产生酶促性的保卫性生化反应，酶活性测定表明：未接种番茄幼苗中,各品种PAL活性无明显变化，接种白粉菌后抗病品种和感病品种的PAL活性均有升高；未接种番茄幼苗中各品种间酶活性无明显变化，接种白粉菌后抗病品种的POD活性迅速升高，表现出对病菌侵染强烈的应激变化，而感病品种升高缓慢；未接种番茄幼苗叶片中,各品种间酶活性无显著差异，且都变化趋势不明显；接种白粉菌后抗病品种的PPO活性迅速升高，表现出对病菌侵染强烈的应激变化，而感病品种升高趋势相对缓慢。关键词：番茄白粉病；番茄防御酶；抗病性；相关性番茄制品是世界公认的健康食品，番茄中富含的番茄红素具有防癌抗癌、延缓衰老功效，并对因运动引发的哮喘等多种疾病有潜在疗效。2006年，中国出口番茄酱62.98万吨，出口金额达3.56亿美元，出口数量及金额分别增长了4.74%和18.83%，番茄已成为我国出口创汇的重要商品之一。 近年来，由于番茄的大面积种植，一些细菌性病害（斑点病、溃疡病、疮痂病、青枯病等）和一些真菌性病害（白粉病、叶霉病、灰霉病、早疫病、晚疫病）的发病和危害逐年加重。其中，番茄白粉病现在己经成为一种非常严重的世界性真菌病害，特别是在温室生产番茄中尤为严重。番茄白粉病严重影响了番茄的产量和质量，同时也是喷施杀菌剂最多的一种番茄病害，使得防治成本升高，环境污染严重。通常发生在番茄生长中后期，主要危害叶片，叶柄和茎等，发病严重时可造成绝产。病害在露地和保护地均可发生，但以保护地发病重，流行快，损失大。 植物在病害或者环境胁迫条件下会产生酶促性的保卫性生化反应，如光合作用先增强后减弱、呼吸作用增强、渗透性减弱甚至消失、形成绿岛然后褪色、形成过敏性坏死斑等。同时其代谢反应会发生变化，其中最明显的是由超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CTA)和过氧化物酶(POD)系统催化的保卫性反应的增强。另外，上述反应的代谢产物，如酚类物质和酮类物质的含量也同时会增加。伴随着呼吸作用的增强，一些与分解代谢和光呼吸有关的酶类的活性也会增强，这些酶主要有细胞色素氧化酶(AOA)，多酚氧化酶( PPO )。上述各酶都与植物抗病性生化反应有着重要的关系，因此研究保卫性反应酶类与抗病性的相关性有着重要的意义。1 材料和方法1.1材料1.1.1 白粉菌来源2008年5月份，采自甘肃省白银市水川镇井口村日光温室番茄白粉菌带回室内，接种健康感病番茄品种里格尔87-5植株上扩大繁殖，备用。1.1.2 供试品种根据2007年对64个加工番茄品种对白粉病抗性的田间调查结果，挑选高抗品种钻石、TOM0629D，耐病品种Z00-73、3379，感病品种里格尔87-5和高感品种3144等6个品种，种子均由甘肃省高台中化番茄制品公司提供。1.2 方法1.2.1 番茄幼苗的培养和接种方法选用无病种子，种植在装有灭菌土的塑料营养钵中，每品种种50钵，每钵6粒。放在温室或培养室培养，于46叶期将发病叶片上的分生孢子扫落或抖落到健康植株叶片上，并保湿48h，每品种接种35钵（其中15钵用于测定酶活性，20钵用于调查统计发病率和病情指数），15钵喷清水作对照，并隔离培养。分别在接种前、接种后0.5d、1d、2d、4d、7d和10d检测各品种处理和对照的酶活性，并于病害特征明显后（高感品种发病率达到50%时），调查统计各品种发病率和病情指数。1.2.2酶液提取及活性测定1.2.2.1 POD和PPO活性检测方法 实验所需化学试剂：0. 05mol/l磷酸缓冲液(PH为5.5)； 0.05mo1/1愈创木酚溶液;2%的双氧水溶液；0. lmol/1的儿茶酚溶液；20%三氯乙酸溶液。实验仪器用：精密数显恒温水浴锅；精密酸度计；分光光度计。实验步骤:（1）粗酶液的制备，煎取5g叶片，剪碎后放入早置于冰浴中预冷过的研钵中，加入适量的磷酸缓冲液后研磨成匀浆，将匀浆完全转入离心管中后在3000r/min转速下离心l0min，上清液转入25m1容量瓶中，定容后在低温下保存备用。( 2 ) POD活性的测定，取3支试管，依次加入2. 9m10. 05mo1/1的磷酸缓冲液；1.0m12%的H2O2；1m10.05mo1/1的愈创木酚溶液，将其中一支试管在沸水中煮5min为对照。作两组重复实验，检测体系在加入酶液后立即于37水浴中保温1 Smin，然后迅速转入冰浴中，立即加入2.0m120%三氯乙酸溶液终止反应，然后将反应混合溶液在5000r/min转速下离心10min，适当稀释后在分光光度计上470nm波长下检测吸光值。( 3 ) PPO活性检测与POD基本相似，只是反应体系为3.9m1磷酸缓冲液;1 ml儿茶酚和0.1 ml酶液，水浴中的反应时间为10min，在525nm波长下检测吸光值。酶活力计算：以每分钟在该波长下变化0.01为1个酶活力单位，计算公式如下：酶活力(U)=AD/0.01wt单位为:U/gfw1.2.2.2 PAL活性测定取供试番茄叶片1 g,加PVP 0.1 g,5 mM巯基乙醇硼酸缓冲液4 mL和少量石英砂于研钵中研磨成匀浆,4下8000 r/min离心15 min,取上清液0.1 mL,加底物0. 02 M苯丙氨酸硼酸缓冲液(pH8.8)3 mL,蒸馏水2.9 mL,30保温30 min,对照以蒸馏水代底物,290 nm比色,以每min在290 nm处吸收变化0.01所需酶量为一单位(相当于每毫升反应液中形成1g肉桂酸)。2 结果与分析2.1供试品种间PAL（苯丙氨酸解氨酶）活性与白粉病抗性的关系2.1.1 PAL活性的在品种间的动态变化PAL活性测定结果表明(图1), 未接种番茄幼苗中,各品种PAL活性无明显变化，接种白粉菌后抗病品种和感病品种的PAL活性均有升高,并且均出现两个峰值，第一个峰值出现在0.5d1d，此峰幅度均小，最高为134.70U/gh FW（高抗品种TOMO629D，0.5d），比其对照平均值升高24.3%；第二峰均在第7d，此峰幅度较大，高抗品种TOMO629D酶活性最高（186.40 U/gh FW），比其对照均值升高72.1%。接种第10d呈下降趋势，除两个高抗品种外，其余品种PAL活性均接近对照。 图1 接种白粉菌后苯丙氨酸解氨酶活性的变化Fig 1 Changes of PAL activity after inoculation Oidium lycopersici2.1.2 PAL活性与供试品种抗病性的关系将各品种对照10d内变化值平均后与病情指数做相关分析，结果显示显著水平p0.05，即相关性不显著；将各品种第7d酶活性与病情指数做相关分析后，结果显示p0.05，说明品种抗病性越高。第7d的PAL活性就越高，反之则越低；将第7d的增幅与病情指数做相关分析，结果显示p0.05，说明品种抗病性越高7d的酶活性增幅就越大，反之就越小。将后二者进一步做回归分析，得回归方程及回归曲线，见图2。图2 病情指数与PAL活性的回归分析Fig.2 the regression analysis between disease index and PAL activty2.2供试品种间POD（过氧化物酶）活性与白粉病抗性的关系2.2.1 POD活性的在品种间的动态变化POD活性测定结果表明(图3), 未接种番茄幼苗中各品种间酶活性无明显变化，接种白粉菌后抗病品种的POD活性迅速升高，表现出对病菌侵染强烈的应激变化，而感病品种升高缓慢，均在第0.5d（里格尔在第1d）形成第一个峰值，高抗品种钻石POD活性最高，达9.44 U/gmin FW，比其对照均值升高81.13%；随后逐渐下降，到第7d时，各品种均出现第二个峰值，且为最高峰，高抗品种钻石POD活性达到最高（10.06 U/gmin FW），比其对照均值升高92.9%，而高感品种3144比其对照均值仅升高15.1%。接种第10 d呈下降趋势。图3 白粉菌接种后过氧化物酶活性的变化Fig 3 Changes of POD activity after inoculation Oidium lycopersici2.2.2 POD活性与供试品种抗病性的关系将各品种对照10d内变化平均后与病情指数做相关分析，结果显示显著水平P0.05,即相关性不显著；将各品种第7d酶活性与病情指数做相关分析后，结果表明各品种第7d的酶活性与其病情指数有显著的负相关性；将第7d的增幅与病情指数做相关分析，结果表明各品种第7d的增幅与其病情指数有显著的负相关性。将后二者进一步做回归分析，得回归方程及回归曲线，见图4。图4 病情指数与POD活性的回归分析Fig.4 the regression analysis between disease index and POD activty2.3 供试品种间PPO（多酚氧化酶）活性与白粉病抗性的关系2.3.1 PPO活性的在品种间的动态变化PPO活性测定结果表明(图5), 未接种番茄幼苗叶片中,各品种间酶活性无显著差异，且都变化趋势不明显；接种白粉菌后抗病品种的PPO活性迅速升高，表现出对病菌侵染强烈的应激变化，而感病品种升高趋势相对缓慢，但都在第0.5d（品种3144在第1d）形成一个峰值，高抗品种钻石PPO活性最高（30.29Ug-1min-1），比其对照均值升高109.04%，而感病品种3144仅比其对照均值升高3.03%；随后逐渐下降，到第7d时，感病品种里格尔87-5和3144酶活性下降到与对照相近水平，之后各品种PPO活性又开始上扬。图5 白粉菌接种后多酚氧化酶活性的变化Fig 5 Changes of PPO activity after inoculation Oidium lycopersici2.3.2 PPO活性与供试品种抗病性的关系将各品种对照平均后与病情指数做相关分析，结果显示显著水平p0.05,即相关性不显著；将各品种第0.5d酶活性与病情指数做相关分析后，结果表明各品种第0.5d的酶活性与其病情指数有显著的负相关性；将第0.5d的增幅与病情指数做相关分析，结果表明各品种第0.5d的酶活性增幅与其病情指数有显著的负相关性。将后二者进一步做回归分析，得回归方程及回归曲线，见图6。图6 病情指数与PPO活性的回归分析Fig.6 the regression analysis between disease index and PPO activty3.结论和讨论本试验对番茄感染白粉病后过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶的变化做了研究,结果表明, PAL活性与供试品种抗病性第10d后不显著，第7d相关性较显著。POD活性与供试品种抗病性第10d不显著，第7d有显著负相关性。PPO活性与供试品种抗病性第0.5d有显著负相关性。抗病品种的过氧化物酶活性显著低于感病品种;感病后,感病品种的酶活性升高幅度明显大于抗病品种,说明其与抗病性密切相关,但是否可以作为鉴定番茄品种抗白粉病的生化指标,尚有待于进一步深入研究。3.2苯丙氨酸类代谢是形成多种具有抗菌作用产物的途径之一。有关研究报道,当植物受病菌侵染后,伴随PAL活性的升高有木质素的积累和植保素的合成,表明PAL的活性与植物抗病性有关。这反映了不同抗性的番茄品种间的抗病基因不同,而PAL活性是抗病基因的一种表达。本试验结果表明,不同抗病品种的PAL活性差异不明显,但是感染白粉病菌后PAL活性的变化与番茄的抗病性呈正相关,即病原菌对抗病品种PAL活性的诱导比感病品种大的多。参考文献1 李敏权，徐秉良等. 过氧化物酶和苯丙氨酸解氨酶与苜蓿白粉病抗性的关系.草地学报，2007，4(7)：3763802 蒋选利，李振岐等. 过氧化物酶与植物抗病性研究进展. 西北农林科技大学学报，2001，6(12)：1241293 张欣. 与植物抗病性有关酶的研究进展. 华南热带农业大学学报，2000，1(3)：41464 张树生，胡蕾等. 植物体内抗病相关酶与植物抗病性的关系. 安徽农学通报，2006, 12(13): 48-49Influence on Tomato Defensive Enzyme and Tomato powdery mildew Abstract：Plant diseases or environmental stress conditions will have to defend the enzymatic nature of biochemical reactions, enzyme activity determined: the non-inoculated tomato seedlings, all species no significant changes in PAL activity, after the resistance against powdery mildew and susceptible varieties have increased the PAL activity; the non-inoculated tomato seedlings of the varieties no significant changes in activity, after inoculation Erysiphaceae POD activity of disease-resistant varieties of the rapid increase in virus infection showed a