食用黑粉菌侵染對茭白植株抗氧化系統(tǒng)和葉綠素?zé)晒獾挠绊?/h1>
2013-12-02 04:48:30王曉清王志丹張艷麗薛惠民郭得平
生態(tài)學(xué)報(bào) 2013年5期 關(guān)鍵詞：植物
閆 寧，王曉清，王志丹，張艷麗，薛惠民，郭得平
(浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院園藝系，杭州 310058)
植物與微生物之間的互作是生物科學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。植物可以通過氧爆發(fā)迅速產(chǎn)生大量的活性氧(Reactive oxygen species，ROS)，如超氧自由基()和過氧化氫(H2O2)，以應(yīng)對病原菌的早期侵染［1］。同時(shí)，植物體內(nèi)的ROS代謝系統(tǒng)平衡受病原菌侵染而破壞，引起膜質(zhì)過氧化，破壞膜結(jié)構(gòu)［2-3］。丙二醛(MDA)產(chǎn)生是植物細(xì)胞膜質(zhì)過氧化的一個(gè)重要指標(biāo)，它能與植物細(xì)胞內(nèi)的各種成分發(fā)生反應(yīng)，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)、核酸等的氧化破壞和葉綠素降解［4］。ROS產(chǎn)生雖然可以加重侵染導(dǎo)致的有害氧化脅迫效應(yīng)，但也可參與植物對抗病原菌的防衛(wèi)反應(yīng)，而ROS清除酶(抗氧化酶)活性提高是這些防衛(wèi)反應(yīng)的基礎(chǔ)。其中，抗壞血酸過氧化物酶(APX)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)等在植物的抗病防御過程中起著重要的保護(hù)作用［5-8］。這些抗氧化酶的協(xié)調(diào)作用能有效地清除ROS，防止膜質(zhì)過氧化，從而使細(xì)胞免受或減輕其傷害。
葉綠素?zé)晒鈪?shù)可以快速反映植物葉片光化學(xué)效率的變化，在了解葉片光合作用過程中光系統(tǒng)對光能的吸收、傳遞、耗散和分配等方面具有獨(dú)特作用［9-10］。因此，葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)被廣泛用來研究病原菌侵染對植物光化學(xué)效率的影響。研究表明，病原菌侵染會導(dǎo)致植物葉片的光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)受到傷害，表現(xiàn)為Fv/Fm下降;同時(shí)，PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率下降，表現(xiàn)為ΦPSⅡ下降;而NPQ增加，說明植物葉片吸收的光能用于光化學(xué)猝滅的比例增加，相應(yīng)用于光化學(xué)反應(yīng)的比例減少，即光化學(xué)效率降低［11-13］。例如，擬南芥被白銹菌(Albugo candida)侵染后，ΦPSⅡ的降低和NPQ的上升與可見癥狀出現(xiàn)的時(shí)間和程度緊密相關(guān)［11］。被葡萄生單軸霉菌(Plasmopara viticola)侵染的葡萄葉片的 Fv/Fm和 ΦPSⅡ均降低［12］。同樣，Aldea等［13］發(fā)現(xiàn)尾孢屬(Cercospora)和葉點(diǎn)霉屬(Phyllosticta)真菌侵染會導(dǎo)致植物葉片ΦPSⅡ降低。當(dāng)植物光合作用被抑制后，葉片的過剩激發(fā)能就會增加，植物如果不能及時(shí)清除這些過剩激發(fā)能，就會導(dǎo)致ROS產(chǎn)生，進(jìn)而引起PSⅡ的光破壞［14］。
茭白膨大莖是我國的一種重要水生蔬菜，是由食用黑粉菌(Ustilago esculenta)(又稱茭白黑粉菌)侵染茭白植株后誘導(dǎo)產(chǎn)生的［15-17］，兩者的互作是真菌與植物互作一種非常有趣且重要的形式。雖然食用黑粉菌侵染導(dǎo)致茭白莖的過度膨大，但未對生長造成明顯影響，也未導(dǎo)致葉片失綠或者壞死，與內(nèi)生真菌相似［18］。已有研究報(bào)道了茭白肉質(zhì)莖膨大期間SOD、POD、CAT等幾種酶的活性變化［19-20］，表明肉質(zhì)莖膨大期間食用黑粉菌的活動可造成莖組織氧化脅迫程度逐漸加重［21］。然而，迄今為止，食用黑粉菌侵染后茭白葉片的抗氧化特性、葉綠素?zé)晒鈪?shù)變化未見報(bào)道。
植物體中存在的抗氧化酶在清除ROS中發(fā)揮了重要作用［1］，而MDA含量可反映ROS導(dǎo)致的膜質(zhì)過氧化程度［4］;葉綠素?zé)晒鈪?shù)可以反映植物葉片PSⅡ光化學(xué)效率的變化［9-10］。研究發(fā)現(xiàn)，植物受病原菌侵染后表現(xiàn)出ROS的大量形成(即氧迸發(fā))［1］，膜質(zhì)過氧化加重［2-3］和光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)破壞［11-13］;然而，內(nèi)生真菌侵染后，植物表現(xiàn)出膜質(zhì)過氧化減輕［22-25］，且PSⅡ未受破壞等現(xiàn)象［26-27］。食用黑粉菌與茭白植株互作的機(jī)制目前不太清楚，它如何影響茭白葉片ROS的產(chǎn)生和抗氧化酶的活性?如何影響茭白葉片光能的吸收、傳遞、耗散和分配?本研究擬通過測定茭白葉片的抗氧化酶活性、產(chǎn)生速率、H2O2含量、MDA含量和葉綠素?zé)晒獾壬碇笜?biāo)的變化，了解食用黑粉菌-茭白植株互作的性質(zhì)和意義，也為深入研究真菌-植物互作的生理生化機(jī)制提供基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1．1 試驗(yàn)材料
本試驗(yàn)在浙江大學(xué)紫金港校區(qū)溫室進(jìn)行。試驗(yàn)材料為茭白(Zizania latifolia Turcz．)，品種為“浙茭2號”(雙季茭)。茭白植株種植于桶(30 cm×30 cm)內(nèi)。試驗(yàn)所用的土壤為砂壤土，土壤有機(jī)質(zhì)含量為11．9g/kg、堿解氮含量為92．5mg/kg、速效磷含量為25．6mg/kg、速效鉀含量為75．9mg/kg。桶內(nèi)保持10 cm左右的水層。試驗(yàn)期間，及時(shí)進(jìn)行施肥和病蟲害防治。
1．2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
本試驗(yàn)選用長勢良好、大小一致的植株。食用黑粉菌侵染的茭白植株和對照植株各16桶，每桶種植1墩(約10株)。對照植株為從“浙茭2號”材料中自然分化出來的未受食用黑粉菌侵染的植株［17，28］。移栽后第1周(葉片長15cm)開始測定，剪取植株從上往下數(shù)的第3片葉，用于抗氧化特性和葉綠素?zé)晒獾臏y定。以后每隔1周測定1次，共測定6次，每次測定至少重復(fù)6次。
1．3 測定指標(biāo)與方法
1．3．1 形態(tài)學(xué)指標(biāo)的測定
移栽后第6周，測定植株的株高、葉長、葉寬、葉片厚度、葉數(shù)、分蘗數(shù)和根長，同時(shí)測定每株茭白的莖重量、根系重量(R)和地上部重量(S)，并計(jì)算根冠比(R/S)。
1．3．2 抗氧化特性的測定
取0．2g葉片加入3mL磷酸緩沖液提取，提取液包含 50mmol/L磷酸鈉(pH7．8)，0．2 mmol/L EDTA，2 mmol/L還原型抗壞血酸和2%聚乙烯吡咯烷酮。12 000g離心20 min，上清液用于抗氧化特性的測定。抗壞血酸過氧化物酶(APX)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)、谷胱甘肽還原酶(GR)、超氧化物歧化酶(SOD)活性的測定參照Lee和Lee［29］的方法。超氧自由基()產(chǎn)生速率的測定參照王愛國和羅廣華［30］的方法。葉片組織H2O2含量測定參照Brennan和Frenkel［31］的方法。MDA含量測定參照Stewart和Bewley［32］的方法。
1．3．3 葉綠素?zé)晒獾臏y定
PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量(Fv/Fm)、PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率(ΦPSⅡ)、非光化學(xué)淬滅(NPQ)和電子傳遞速率(ETR)等參數(shù)用M-Series Imaging-PAM熒光成像系統(tǒng)(Walz，Effeltrich，Germany)測定，測定前植株葉片在室溫(25℃)條件下先暗適應(yīng)30分鐘。暗適應(yīng)之后，用0．5 μmol/m2的光強(qiáng)來測定Fo(PSⅡ反應(yīng)中心處于完全開放時(shí)的熒光產(chǎn)量)，用2800 μmol·m-2·s-1的光強(qiáng)來測定Fm(PSⅡ反應(yīng)中心完全關(guān)閉時(shí)的熒光產(chǎn)量)。PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量(Fv/Fm)測定時(shí)選定整個(gè)葉面積為AOI(Area of Interest)，計(jì)算Fv/Fm的平均值。Fv/Fm的具體的計(jì)算方法是:Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm。Kinetics測定時(shí)的作用光強(qiáng)度設(shè)置為146 μmol·m-2·s-1，20s一個(gè)脈沖，如此循環(huán)持續(xù)5min后，得到ΦPSⅡ、NPQ和ETR值。ΦPSⅡ、NPQ和ETR值是通過軟件Imaging-WIN輸出的。具體的計(jì)算方法是:ΦPSⅡ=(Fm'-Fs)/Fm'，NPQ=Fm/Fm'-1，而ETR=(Fm'-Fs)/Fm'×PAR×0．5×0．84。其中，F(xiàn)o是PSⅡ反應(yīng)中心處于完全開放時(shí)的熒光產(chǎn)量，F(xiàn)m是PSⅡ反應(yīng)中心完全關(guān)閉時(shí)的熒光產(chǎn)量，F(xiàn)m'是作用光打開時(shí)的最大熒光產(chǎn)量，F(xiàn)s是穩(wěn)態(tài)的熒光產(chǎn)量。
1．4 統(tǒng)計(jì)分析
試驗(yàn)結(jié)果用Excel整理，所有數(shù)據(jù)在P ＜0．05水平下進(jìn)行t檢驗(yàn)。試驗(yàn)中所有的分析過程在SPSS17．0統(tǒng)計(jì)分析程序中完成。
2 結(jié)果與分析
2．1 生長指標(biāo)
對照植株的株高、葉長、葉寬、葉片厚度、根長、莖鮮重、根鮮重、地上部鮮重顯著高于侵染植株的(P＜0．05)，但葉數(shù)、根冠比(R/S)與侵染植株的無顯著差異(P ＞0．05)，同時(shí)分蘗數(shù)顯著低于侵染植株(P＜0．05)(表1)。對照植株的株高、葉長、葉寬、葉片厚度、根長、莖鮮重、根鮮重、地上部鮮重分別比侵染植株的高 63．5%、39．0%、63．6%、28．6%、46．8%、36．7%、53．9%，但其分蘗數(shù)僅是侵染植株的 57．4%。
表1 食用黑粉菌侵染對茭白植株生長的影響Table 1 Growth of Zizania latifolia plants after infection by Ustilago esculenta
2．2 抗氧化特性
2．2．1 抗氧化酶活性
從圖1可以看出，隨著移栽時(shí)間的增加，侵染植株和對照植株的抗氧化酶活性均呈升高趨勢。移栽后第1周，侵染植株葉片的APX、CAT、POD、GR和SOD活性高于對照植株的，但差異不顯著(P ＞0．05)。移栽后第2周到第6周，侵染植株葉片的APX、CAT、POD、GR和SOD活性顯著高于對照植株的(P ＜0．05)。
從結(jié)果看出，移栽后，對照植株和侵染植株的O2·-產(chǎn)生速率和H2O2含量均呈增加趨勢，且對照植株葉片的 O2·-含量顯著高于侵染植株的(P＜0．05)(圖2)。從第1周到第6周，對照植株葉片的O2·-產(chǎn)生速率分別比對照植株高 20．2%、18．1%、18．9%、14．6%、12．5%、18．1%。移栽后第 1 周，侵染植株葉片的 H2O2含量高于對照植株的，但差異不顯著(P ＞0．05);移栽后第2周到第6周，侵染植株葉片的H2O2含量顯著高于對照植株的(P ＜0．05)(圖2)。
2．2．3 MDA 含量
試驗(yàn)結(jié)果表明，移栽后，對照植株和侵染植株的MDA含量呈增加趨勢，且對照植株葉片的MDA含量顯著高于侵染植株(P＜0．05)(圖3)。從第1周到第6周，對照植株葉片的MDA含量分別比侵染植株的高12．9%、20．8%、19．3%、16．1%、16．2%、18．5%。
2．3 葉綠素?zé)晒?/h3>
Fv/Fm是PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量，表示最大光化學(xué)效率，它在非脅迫條件下變化極小，是反映PSⅡ光化學(xué)效率的穩(wěn)定指標(biāo)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，侵染植株葉片的Fv/Fm和對照植株幾乎無差異(P ＞0．05)(圖4)。
ΦPSⅡ是PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率，它是葉片用于光合電子傳遞的能量占所吸收光能的比例，常用來表示植物光合作用的電子傳遞量子產(chǎn)額。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，侵染植株葉片的ΦPSⅡ大于對照植株的，但差異不顯著(P＞ 0．05)(圖 4)。
圖1 食用黑粉菌侵染對茭白葉片抗氧化酶活性的影響Fig．1 Antioxidant enzyme activities in leaves of Zizania latifolia after infection by Ustilago esculenta
NPQ是非光化學(xué)猝滅，反映了PSⅡ天線色素吸收的光能不能用于光合電子傳遞而以熱的形式耗散掉的部分。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對照植株葉片的NPQ大于侵染植株的，但差異不顯著(P ＞0．05)(圖4)。同時(shí)，侵染植株葉片的電子傳遞速率(ETR)大于對照植株的，但差異不顯著(P ＞0．05)(圖4)。
3 討論
3．1 食用黑粉菌侵染對茭白植株生長的影響
本研究的結(jié)果表明，食用黑粉菌(U．esculenta)侵染抑制了茭白植株的生長，表現(xiàn)為株高、葉長、葉寬、葉片厚度、根長、莖重量、根重量、地上部重量降低(P＜0．05)(表1)，這一結(jié)果和很多植物受病原菌侵染后表現(xiàn)的癥狀相似［33-34］，但不同于某些內(nèi)生真菌對植物生長的促進(jìn)作用，如印度梨形孢(Piriformospora indica)和叢枝菌根(AM)真菌中的摩西球囊菌(Glomus mosseae)侵染導(dǎo)致玉米株高增加［35］，菌刺孢屬(Mycocentrospora)內(nèi)生真菌侵染雪蓮花(Saussurea involucrata)顯著提高了植物的株高、根數(shù)和生物量［27］。
有趣的是，我們觀察到食用黑粉菌侵染顯著提高了茭白的分蘗數(shù)(P＜0．05)(表1)。這一結(jié)果與內(nèi)生真菌Acremonium lolii侵染可導(dǎo)致多年生黑麥草(Lolium perenne)分蘗數(shù)增加的現(xiàn)象一致［36］。食用黑粉菌侵染促進(jìn)茭白植株分蘗數(shù)的增加可能和其分泌的植物激素有關(guān)，如生長素、細(xì)胞分裂素等［37-40］，因?yàn)橹参锛に乜梢哉{(diào)節(jié)植物的形態(tài)建成［41］。
圖2 食用黑粉菌侵染對茭白葉片超氧自由基(O2·－)產(chǎn)生速率和過氧化氫(H2O2)含量的影響Fig．2 formation rate and H2O2content in leaves of Zizania latifolia after infection by Ustilago esculenta
3．2 食用黑粉菌侵染調(diào)節(jié)茭白植株體內(nèi)的抗氧化平衡狀態(tài)
本試驗(yàn)結(jié)果表明，食用黑粉菌侵染導(dǎo)致茭白葉片中APX、CAT活性增強(qiáng)(P＜0．05)(圖1)。高的APX活性會提高AsA的含量，有利于清除植株組織中的ROS;同時(shí)，CAT清除H2O2被認(rèn)為可能是植物應(yīng)對病原菌防衛(wèi)反應(yīng)的高效機(jī)制［42］。已有報(bào)道也發(fā)現(xiàn)大麥和白粉菌(Blumeria graminis sp．hordei)的親和互作中，CAT活性顯著增加［6］。同樣，內(nèi)生真菌 Acremonium lolii侵染導(dǎo)致黑麥草葉片APX活性顯著增加［36］。SOD作為植物抗氧化體系的第一道防線，可以將超氧自由基()歧化產(chǎn)生H2O2和O2，抑制膜質(zhì)過氧化作用［32］。本研究中觀察到侵染植株葉片中SOD活性高于對照植株的(圖1)，所以侵染植株的含量低于對照植株(圖2)。這與前人報(bào)道的叢枝菌根(AM)真菌侵染導(dǎo)致植株SOD活性增高的結(jié)果一致［22-25］。肉質(zhì)莖膨大過程中，CAT和SOD活性呈下降趨勢，說明茭白肉質(zhì)莖膨大是食用黑粉菌引起的茭白莖尖的感病過程［19-20］。GR是AsAGSH循環(huán)中的一種關(guān)鍵酶，在NADPH的作用下，催化氧化型谷胱甘肽(GSSG)還原為還原型谷胱甘肽(GSH)［43］。本研究發(fā)現(xiàn)，食用黑粉菌侵染后，茭白葉片GR活性提高(P＜0．05)(圖1)。這種變化與早期報(bào)道的印度梨形孢(P．indica)-大麥互作中的GR活性提高的結(jié)果相一致，說明茭白葉片有較高水平的還原型谷胱甘肽，利于提高細(xì)胞的抗氧化能力［8］。本研究觀察到食用黑粉菌侵染后茭白葉片POD活性升高(P＜0．05)(圖1)，這種增高既可能與食用黑粉菌大量繁殖帶來氧化脅迫的保護(hù)性反應(yīng)有關(guān)，又可能與細(xì)胞、組織的分化以及細(xì)胞膨大過程中木質(zhì)素的形成有關(guān)［19-20］。
圖3 食用黑粉菌侵染對茭白葉片丙二醛(MDA)含量的影響Fig．3 MDA content in leaves of Zizania latifolia after infection by Ustilago esculenta
圖4 食用黑粉菌侵染對茭白葉片葉綠素?zé)晒獾挠绊慒ig．4 Chlorophyll fluorescence in leaves of Zizania latifolia after infection by Ustilago esculenta
在植物正常生命過程中，植物細(xì)胞存在ROS的產(chǎn)生和清除兩個(gè)過程。病原菌侵染會促進(jìn)ROS的產(chǎn)生、引起膜質(zhì)過氧化等變化［1-3］。植物體內(nèi)的各種抗氧化酶在清除植物細(xì)胞產(chǎn)生的ROS中發(fā)揮重要作用［5-8］。本研究的結(jié)果顯示，食用黑粉菌侵染降低了茭白葉片的超氧自由基()產(chǎn)生速率(P＜0．05)(圖2)，同時(shí)提高了抗氧化酶活性(圖1)，對有效清除侵染植株組織內(nèi)的ROS十分有利，因此導(dǎo)致膜脂過氧化產(chǎn)物MDA含量降低(圖3)(P＜0．05)，表明ROS導(dǎo)致的膜質(zhì)過氧化程度下降［4，32］。另外，膜脂過氧化引起葉綠體超微結(jié)構(gòu)的損傷，葉綠素的降解和光合酶活性下降，降低植物光合能力［4，28］。另外，食用黑粉菌侵染提高了茭白葉片的H2O2含量(P＜0．05)(圖2)。侵染植株中 H2O2的升高可能與在SOD的作用下轉(zhuǎn)化成H2O2和O2有關(guān)［32］。這與劉偉等［21］報(bào)道的肉質(zhì)莖膨大期間食用黑粉菌的快速繁殖造成H2O2含量快速上升，內(nèi)生真菌Gilmaniella侵染蒼術(shù)(Atractylodes lancea)幼苗促進(jìn)H2O2含量提高的結(jié)果一致［44］。茭白肉質(zhì)莖開始膨大后，抗氧化劑AsA和GSH不能有效清除肉質(zhì)莖膨大產(chǎn)生的ROS，莖中的H2O2含量快速上升［21］，這可能與CAT和SOD 活性下降有關(guān)［19-20］。
與病原菌侵染的植物葉片表現(xiàn)出膜脂過氧化(MDA含量)升高的報(bào)道不同［2-3］，本研究表明，食用黑粉菌侵染減輕了茭白葉片的膜質(zhì)過氧化程度，即MDA含量降低(圖3)，這與已報(bào)道的叢枝菌根(AM)真菌侵染植株［22-25］和Neotyphodium屬內(nèi)生真菌侵染植株MDA含量下降的結(jié)果一致［45］。
3．3 食用黑粉菌侵染對茭白葉片葉綠素?zé)晒獾挠绊?/h3>
Fv/Fm反映PSⅡ反應(yīng)中心的原初光能轉(zhuǎn)化效率，是反應(yīng)植物脅迫程度的常用指標(biāo)［9-10］。已有研究顯示病害脅迫會使植物的PSⅡ受到傷害［12］，而叢枝菌根(AM)真菌中的聚生球囊菌(G．fasciculatum)和菌刺孢屬(Mycocentrospora)內(nèi)生真菌侵染并不顯著改變植物葉片的Fv/Fm［26-27］。本研究結(jié)果表明，食用黑粉菌侵染后，茭白葉片的Fv/Fm并未發(fā)生明顯改變(P＞0．05)(圖4)，因此食用黑粉菌侵染對茭白來說并未形成生物脅迫，植株沒有產(chǎn)生類似病害的脅迫反應(yīng)。據(jù)此，食用黑粉菌-茭白的互作體系并不是病原菌-植物的致病關(guān)系，而是類似于內(nèi)生真菌與植物的互作關(guān)系，是植物-真菌交叉適應(yīng)的結(jié)果［46］。
ΦPSⅡ是PSⅡ反應(yīng)中心部分關(guān)閉時(shí)的光化學(xué)效率，其值大小可以反映PSⅡ反應(yīng)中心的開放程度［9-10］。病原菌侵染植物往往導(dǎo)致葉片 ΦPSⅡ下降，進(jìn)而降低植物葉片的光化學(xué)效率［11-13］。有研究發(fā)現(xiàn)，核盤菌(Sclerotinia sclerotiorum)侵染黃瓜后，抑制了CAT的活性，導(dǎo)致ROS的積累，直接傷害了光合機(jī)構(gòu)PSI和PSⅡ的功能。對PSI的傷害抑制了PSⅡ電子向PSI的傳遞，進(jìn)一步加劇了PSⅡ的傷害程度，導(dǎo)致更多過剩激發(fā)能的發(fā)生［47］。然而，本研究結(jié)果表明，食用黑粉菌侵染后，茭白葉片的ΦPSⅡ、ETR有所上升(P ＞0．05)(圖4)，這會導(dǎo)致PSⅡ有效光量子產(chǎn)量的增加，進(jìn)而促進(jìn)光合電子傳遞效率，增加ATP和NADPH的形成，最終導(dǎo)致光合速率的提高［28］。此外，食用黑粉菌侵染后，茭白葉片的非光化學(xué)猝滅(NPQ)略有下降(P ＞0．05)(圖4)，即過剩激發(fā)能降低，這反映了PSⅡ天線色素吸收的光能用于光化學(xué)反應(yīng)的量增加［9-10］，即ΦPSⅡ和ETR升高(圖4)。另外，食用黑粉菌侵染導(dǎo)致的電子傳遞速率(ETR)的升高可能導(dǎo)致Rubisco活性的升高，最終促進(jìn)光合速率增加［28，48］。
在長期的自然進(jìn)化過程中，植物不斷遭受外來有害微生物的侵襲，威脅自身生長發(fā)育;另一方面，植物又不斷地與有益微生物形成互利共生關(guān)系，提高自身對外來脅迫的抵抗能力。研究結(jié)果表明，食用黑粉菌-茭白形成的互作體系，沒有出現(xiàn)一般病原菌侵染造成植物葉片PSⅡ破壞和膜質(zhì)過氧化加重的現(xiàn)象，因此不屬于典型的病原菌和植物的致病關(guān)系。同時(shí)，食用黑粉菌侵染對茭白生長是不利的，表現(xiàn)為茭白的株高、葉長、葉寬、葉片厚度、根長、根重量、地上部重量等指標(biāo)降低，這也不同于共生真菌對植物生長的促進(jìn)作用。可見，食用黑粉菌與茭白之間的互作是介于植物病害與互利共生之間的一種互作關(guān)系［49-50］。
4 結(jié)論
食用黑粉菌侵染抑制了茭白的生長，表現(xiàn)為株高、葉長、葉寬、葉片厚度、根長、莖重量、根重量、地上部重量的降低，但卻顯著增加了植株的分蘗數(shù)。同時(shí)，食用黑粉菌侵染后，茭白植株較高的抗氧化酶活性(APX、CAT、POD、GR和SOD)可以更好地清除植株體內(nèi)的活性氧(ROS)，引起含量和膜質(zhì)過氧化程度(MDA含量)降低。侵染植株中H2O2的升高可能與可以在SOD的作用下轉(zhuǎn)化成H2O2和O2有關(guān)。作為一種內(nèi)生真菌，食用黑粉菌侵染并未改變?nèi)~片PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量(Fv/Fm)，反而略微提高了葉片的PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率(ΦPSⅡ)、電子傳遞速率(ETR)，降低了葉片的非光化學(xué)猝滅(NPQ)。
［1］De Gara L，De Pinto M C，Tommasi F．The antioxidant systems vis-à-vis reactive oxygen species during plant-pathogen interaction．Plant Physiology and Biochemistry，2003，41(10):863-870．
［2］El-Zahaby H M，Gullner G，Király Z．Effects of powdery mildew infection of barley on the ascorbate-glutathione cycle and other antioxidants in different host-pathogen interactions．Phytopathology，1995，85(10):1225-1230．
［3］Deighton N，Muckenschnabel I，Goodman B A，Williamson B．Lipid peroxidation and the oxidative burst associated with infection of Capsicum annuum by Botrytis cinerea．The Plant Journal，1999，20(4):485-492．
［4］Chen S Y．Injury of membrane lipid peroxidation to plant cell．Plant Physiology Communications，1991，27(2):84-90．
［5］Fink W，Haug M，Deising H，Mendgen K．Early defense responses of cowpea(Vigna sinensis L．)induced by non-pathogenic rust fungi．Planta，1991，185(2):246-254．
［6］Vanacker H，Harbinson J，Ruisch J，Carver T L W，F(xiàn)oyer C H．Antioxidant defences of the apoplast．Protoplasma，1998，205(1/4):129-140．
［7］Alguacil M M，Hernández J A，Caravaca F，Portillo B，Roldán A．Antioxidant enzyme activities in shoots from three mycorrhizal shrub species afforested in a degraded semi-arid soil．Physiologia Plantarum，2003，118(4):562-570．
［8］Waller F，Achatz B，Baltruschat H，F(xiàn)odor J，Becker K，F(xiàn)ischer M，Heier T，Hückelhoven R，Neumann C，Von Wettstein D，F(xiàn)ranken P，Kogel K-H．The endophytic fungus Piriformospora indica reprograms barley to salt-stress tolerance，disease resistance，and higher yield．Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2005，102(38):13386-13391．
［9］Maxwell K，Johnson G N．Chlorophyll fluorescence-a practical guide．Journal of Experimental Botany，2000，51(345):659-668．
［10］Baker N R．Chlorophyll fluorescence:a probe of photosynthesis in vivo．Annual Review of Plant Biology，2008，59(1):89-113．
［11］Chou H M，Bundock N，Rolfe S A，Scholes J D．Infection of Arabidopsis thaliana leaves with Albugo candida(white blister rust)causes a reprogramming of host metabolism．Molecular Plant Pathology，2000，1(2):99-113．
［12］Cséfalvay L，Di Gaspero G，Matou? K，Bellin D，Ruperti B，Olejnícˇková J．Pre-symptomatic detection of Plasmopara viticola infection in grapevine leaves using chlorophyll fluorescence imaging．European Journal of Plant Pathology，2009，125(2):291-302．
［13］Aldea M，Hamilton J G，Resti J P，Zangerl A R，Berenbaum M R，F(xiàn)rank T D，DeLucia E H．Comparison of photosynthetic damage from arthropod herbivory and pathogen infection in understory hardwood saplings．Oecologia，2006，149(2):221-232．
［14］Aro E M，Virgin I，Andersson B．Photoinhibition of photosystem Ⅱ．Inactivation，protein damage and turnover．Biochimica et Biophysica Acta(BBA)-Bioenergetics，1993，1143(2):113-134．
［15］Yang H C，Leu L S．Formation and histopathology of galls induced by Ustilago esculenta in Zizania latifolia．Phytopathology，1978，68(11):1572-1576．
［16］Chan Y S，Thrower L B．The host-parasite relationship between Zizania caduciflora Turcz．a(chǎn)nd Ustilago esculenta P．Henn．Ⅰ．structure and development of the host and host-parasite combination．New Phytologist，1980，85(2):201-207．
［17］Zhang J Z，Chu F Q，Guo D P，Hyde K D，Xie G L．Cytology and ultrastructure of interactions between Ustilago esculenta and Zizania latifolia．Mycological Progress，2012，11(2):499-508．
［18］Arnold A E，Maynard Z，Gilbert G S，Coley P D，Kursar T A．Are tropical fungal endophytes hyperdiverse?Ecology Letters，2000，3(4):267-274．
［19］Chen L J，Guo D P，Zhu Z J，Sun Y Z．Study on the biochemical changes during stem gall formation in Zizania latifolia．Journal of Nuclear Agricultural Sciences，2004，18(6):457-461．
［20］Jiang J Z，Zhang Q，Cao B S，Zhu Q S．Primary study on changes of protective enzymes'activities in Zizania gall's swelling．Journal of Yangzhou University(Agricultural and Life Science Edition)，2004，25(2):68-71．
［21］Liu W，Huang J Z，Guo D P，Chen Z Y．Oxidative stress during stem enlargement of Zizania latifolia Turcz．Journal of Nuclear Agricultural Sciences，2011，25(4):0824-0827．
［22］Zhu X C，Song F B，Xu H W．Influence of arbuscular mycorrhiza on lipid peroxidation and antioxidant enzyme activity of maize plants under temperature stress．Mycorrhiza，2010，20(5):325-332．
［23］Abdel Latef A A H．Influence of arbuscular mycorrhizal fungi and copper on growth，accumulation of osmolyte，mineral nutrition and antioxidant enzyme activity of pepper(Capsicum annuum L．)．Mycorrhiza，2011，21(6):495-503．
［24］Abdel Latef A A H，He C X．Arbuscular mycorrhizal influence on growth，photosynthetic pigments，osmotic adjustment and oxidative stress in tomato plants subjected to low temperature stress．Acta Physiologiae Plantarum，2011，33(4):1217-1225．
［25］Abdel Latef A A H，He C X．Effect of arbuscular mycorrhizal fungi on growth，mineral nutrition，antioxidant enzymes activity and fruit yield of tomato grown under salinity stress．Scientia Horticulturae，2011，127(3):228-233．
［26］Parádi I，Bratek Z，Láng F．Influence of arbuscular mycorrhiza and phosphorus supply on polyamine content，growth and photosynthesis of Plantago lanceolata．Biologia Plantarum，2003，46(4):563-569．
［27］Wu L Q，Lv Y L，Meng Z X，Chen J，Guo S X．The promoting role of an isolate of dark-septate fungus on its host plant Saussurea involucrata Kar．et Kir．Mycorrhiza，2010，20(2):127-135．
［28］Xu X F，Yan N，Zhang J Z，Huang J Z，Guo D P．Research on morphological and photosynthetic characteristics of Zizania latifolia．Journal of Changjiang Vegetables，2011，27(16):31-33．
［29］Lee D H，Lee C B．Chilling stress-induced changes of antioxidant enzymes in the leaves of cucumber:in gel enzymes activity assays．Plant Science，2000，159(1):75-85．
［30］Wang A G，Luo G H．Quantitative relation between the reaction of hydroxylamine and superoxide anion radicals in plants．Plant Physiology Communications，1990，26(6):55-57．
［31］Brennan T，F(xiàn)renkel C．Involvement of hydrogen peroxide in the regulation of senescence in pear．Plant Physiology，1977，59(3):411-416．
［32］Stewart R R C，Bewley J D．Lipid peroxidation associated with accelerated aging of soybean axes．Plant Physiology，1980，65(2):245-248．
［33］Owera S A P，F(xiàn)arrar J F，Whitbread R．Growth and photosynthesis in barley infected with brown rust．Physiological Plant Pathology，1981，18(1):79-90．
［34］Sadras V O，Quiroz F，Echarte L，Escande A，Pereyra V R．Effect of Verticillium dahliae on photosynthesis，leaf expansion and senescence of field-grown sunflower．Annals of Botany，2000，86(5):1007-1015．
［35］Rai M K，Shende S，Strasser R J．JIP test for fast fluorescence transients as a rapid and sensitive technique in assessing the effectiveness of arbuscular mycorrhizal fungi in Zea mays:Analysis of chlorophyll a fluorescence．Plant Biosystystems，2008，142(2):191-198．
［36］Bonnet M，Camares O，Veisseire P．Effects of zinc and influence of Acremonium lolii on growth parameters，chlorophyll a fluorescence and antioxidant enzyme activities of ryegrass(Lolium perenne L．Cv Apollo)．Journal of Experimental Botany，2000，51(346):945-953．
［37］Yu Y N．Research on the growth stimulating substance of Ustilago esculenta．Acta Botanica Sinica，1962，10(4):339-350．
［38］Chan Y S，Thrower L B．The host-parasite relationship between Zizania caduciflora Turcz．a(chǎn)nd Ustilago esculenta P．Henn．IV．growth substances in the host-parasite combination．New Phytologist，1980，85(2):225-233．
［39］Lin Y L，Lin C H．Involvement of tRNA bound cytokinin on the gall formation in Zizania．Journal of Experimental Botany，1990，41(3):277-281．
［40］Chung K R，Tzeng D D．Biosynthesis of indole-3-acetic acid by the gall-inducing fungus Ustilago esculenta．Journal of Biological Sciences，2004，4(6):744-750．
［41］Wang Y H，Li J Y．Molecular basis of plant architecture．Annual Review of Plant Biology，2008，59(1):253-279．
［42］Wu G，Shortt B J，Lawrence E B，León J，F(xiàn)itzsimmons K C，Levine E B，Raskin I，Shah D M．Activation of host defense mechanisms by elevated production of H2O2in transgenic plants．Plant Physiology，1997，115(2):427-435．
［43］Noctor G，F(xiàn)oyer C H．Ascorbate and glutathione:keeping active oxygen under control．Annual Reviews of Plant Physiology and Plant Molecular Biology，1998，49(1):249-279．
［44］Wang Y，Dai C C，Zhao Y W，Peng Y．Fungal endophyte-induced volatile oil accumulation in Atractylodes lancea plantlets is mediated by nitric oxide，salicylic acid and hydrogen peroxide．Process Biochemistry，2011，46(3):730-735．
［45］Han R，Li X，Ren A Z，Gao Y B．Physiological ecological effect of endophyte infection on Achnatherum sibiricum under drought stress．Acta Ecologica Sinica，2011，31(8):2115-2123．
［46］Shang Q M，Li X F，Zhang Z G．Molecular mechanisms of cross adaption in plants．Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica，2007，27(9):1921-1928．
［47］Bu J W，Yao G，Gao H Y，Jia Y J，Zhang L T，Chen D D，Wang X．Inhibition mechanism of photosynthesis in cucumber leaves infected by Sclerotinia sclerotiorum(Lib．)de Bary．Acta Phytopathologica Sinica，2009，39(6):613-621．
［48］Bischof K，Hanelt D，Wiencke C．Effects of ultraviolet radiation on photosynthesis and related enzyme reactions of marine macroalgae．Planta，2000，211(4):555-562．
［49］Cheplick G P，Cho R．Interactive effects of fungal endophyte infection and host genotype on growth and storage in Lolium perenne．New Phytologist，2003，158(1):183-191．
［50］Schardl C L，Leuchtmann A，Spiering M J．Symbioses of grasses with seedborne fungal endophytes．Annual Review of Plant Biology，2004，55(1):315-340．
參考文獻(xiàn):
［4］陳少裕．膜脂過氧化對植物細(xì)胞的傷害．植物生理學(xué)通訊，1991，27(2):84-90．
［19］程龍軍，郭得平，朱祝軍，孫耘子．茭白肉質(zhì)莖膨大發(fā)育的生化基礎(chǔ)研究．核農(nóng)學(xué)報(bào)，2004，18(6):457-461．
［20］江解增，張強(qiáng)，曹碚生，朱慶森．茭白肉質(zhì)莖膨大過程中保護(hù)酶活性變化初探．揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版)，2004，25(2):68-71．
［21］劉偉，黃建中，郭得平，陳子元．茭白肉質(zhì)莖膨大期間的氧化脅迫．核農(nóng)學(xué)報(bào)，2011，25(4):0824-0827．
［28］徐曉峰，閆寧，張敬澤，黃建中，郭得平．雄茭、灰茭、正常茭形態(tài)指標(biāo)及光合特性研究．長江蔬菜，2011，25(16):31-33．
［30］王愛國，羅廣華．植物的超氧物自由基與羥胺反應(yīng)的定量關(guān)系．植物生理學(xué)通訊，1990，26(6):55-57．
［37］余永年．茭白黑粉菌刺激生長物質(zhì)的研究．植物學(xué)報(bào)，1962，10(4):339-350．
［45］韓榮，李夏，任安芝，高玉葆．干旱脅迫下內(nèi)生真菌感染對羽茅的生理生態(tài)影響．生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，31(8):2115-2123．
［46］尚慶茂，李曉芬，張志剛．植物對逆境交叉適應(yīng)的分子機(jī)制．西北植物學(xué)報(bào)，2007，27(9):1921-1928．
［47］部建雯，姚廣，高輝遠(yuǎn)，賈裕嬌，張立濤，程丹丹，王鑫．核盤菌(Sclerotinia sclerotiorum(Lib．)de Bary)侵染抑制黃瓜光合作用的機(jī)理．植物病理學(xué)報(bào)，2009，39(6):613-621．
猜你喜歡
誰是最好的植物？少兒科學(xué)周刊·兒童版(2021年19期)2021-12-10 14:13:40 為什么植物也要睡覺小學(xué)閱讀指南·低年級版(2021年3期)2021-03-19 06:12:40 長得最快的植物小天使·二年級語數(shù)英綜合(2020年8期)2020-12-23 04:57:40 各種有趣的植物小天使·一年級語數(shù)英綜合(2020年11期)2020-12-16 02:57:22 植物也會感到痛苦學(xué)苑創(chuàng)造·A版(2020年3期)2020-04-24 09:21:39 會喝水的植物小溪流(畫刊)(2017年11期)2018-01-09 19:15:14 植物的防身術(shù)少兒科學(xué)周刊·兒童版(2017年5期)2017-06-29 22:24:28 把植物做成藥少兒科學(xué)周刊·兒童版(2017年5期)2017-06-29 16:46:33 哦，不怕，不怕紅領(lǐng)巾·萌芽(2017年5期)2017-06-23 10:35:59 將植物穿身上爆笑ｓｈｏｗ(2016年7期)2017-02-09 09:36:13
閆 寧，王曉清，王志丹，張艷麗，薛惠民，郭得平
(浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院園藝系，杭州 310058)
植物與微生物之間的互作是生物科學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。植物可以通過氧爆發(fā)迅速產(chǎn)生大量的活性氧(Reactive oxygen species，ROS)，如超氧自由基()和過氧化氫(H2O2)，以應(yīng)對病原菌的早期侵染［1］。同時(shí)，植物體內(nèi)的ROS代謝系統(tǒng)平衡受病原菌侵染而破壞，引起膜質(zhì)過氧化，破壞膜結(jié)構(gòu)［2-3］。丙二醛(MDA)產(chǎn)生是植物細(xì)胞膜質(zhì)過氧化的一個(gè)重要指標(biāo)，它能與植物細(xì)胞內(nèi)的各種成分發(fā)生反應(yīng)，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)、核酸等的氧化破壞和葉綠素降解［4］。ROS產(chǎn)生雖然可以加重侵染導(dǎo)致的有害氧化脅迫效應(yīng)，但也可參與植物對抗病原菌的防衛(wèi)反應(yīng)，而ROS清除酶(抗氧化酶)活性提高是這些防衛(wèi)反應(yīng)的基礎(chǔ)。其中，抗壞血酸過氧化物酶(APX)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)等在植物的抗病防御過程中起著重要的保護(hù)作用［5-8］。這些抗氧化酶的協(xié)調(diào)作用能有效地清除ROS，防止膜質(zhì)過氧化，從而使細(xì)胞免受或減輕其傷害。
葉綠素?zé)晒鈪?shù)可以快速反映植物葉片光化學(xué)效率的變化，在了解葉片光合作用過程中光系統(tǒng)對光能的吸收、傳遞、耗散和分配等方面具有獨(dú)特作用［9-10］。因此，葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)被廣泛用來研究病原菌侵染對植物光化學(xué)效率的影響。研究表明，病原菌侵染會導(dǎo)致植物葉片的光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)受到傷害，表現(xiàn)為Fv/Fm下降;同時(shí)，PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率下降，表現(xiàn)為ΦPSⅡ下降;而NPQ增加，說明植物葉片吸收的光能用于光化學(xué)猝滅的比例增加，相應(yīng)用于光化學(xué)反應(yīng)的比例減少，即光化學(xué)效率降低［11-13］。例如，擬南芥被白銹菌(Albugo candida)侵染后，ΦPSⅡ的降低和NPQ的上升與可見癥狀出現(xiàn)的時(shí)間和程度緊密相關(guān)［11］。被葡萄生單軸霉菌(Plasmopara viticola)侵染的葡萄葉片的 Fv/Fm和 ΦPSⅡ均降低［12］。同樣，Aldea等［13］發(fā)現(xiàn)尾孢屬(Cercospora)和葉點(diǎn)霉屬(Phyllosticta)真菌侵染會導(dǎo)致植物葉片ΦPSⅡ降低。當(dāng)植物光合作用被抑制后，葉片的過剩激發(fā)能就會增加，植物如果不能及時(shí)清除這些過剩激發(fā)能，就會導(dǎo)致ROS產(chǎn)生，進(jìn)而引起PSⅡ的光破壞［14］。
茭白膨大莖是我國的一種重要水生蔬菜，是由食用黑粉菌(Ustilago esculenta)(又稱茭白黑粉菌)侵染茭白植株后誘導(dǎo)產(chǎn)生的［15-17］，兩者的互作是真菌與植物互作一種非常有趣且重要的形式。雖然食用黑粉菌侵染導(dǎo)致茭白莖的過度膨大，但未對生長造成明顯影響，也未導(dǎo)致葉片失綠或者壞死，與內(nèi)生真菌相似［18］。已有研究報(bào)道了茭白肉質(zhì)莖膨大期間SOD、POD、CAT等幾種酶的活性變化［19-20］，表明肉質(zhì)莖膨大期間食用黑粉菌的活動可造成莖組織氧化脅迫程度逐漸加重［21］。然而，迄今為止，食用黑粉菌侵染后茭白葉片的抗氧化特性、葉綠素?zé)晒鈪?shù)變化未見報(bào)道。
植物體中存在的抗氧化酶在清除ROS中發(fā)揮了重要作用［1］，而MDA含量可反映ROS導(dǎo)致的膜質(zhì)過氧化程度［4］;葉綠素?zé)晒鈪?shù)可以反映植物葉片PSⅡ光化學(xué)效率的變化［9-10］。研究發(fā)現(xiàn)，植物受病原菌侵染后表現(xiàn)出ROS的大量形成(即氧迸發(fā))［1］，膜質(zhì)過氧化加重［2-3］和光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)破壞［11-13］;然而，內(nèi)生真菌侵染后，植物表現(xiàn)出膜質(zhì)過氧化減輕［22-25］，且PSⅡ未受破壞等現(xiàn)象［26-27］。食用黑粉菌與茭白植株互作的機(jī)制目前不太清楚，它如何影響茭白葉片ROS的產(chǎn)生和抗氧化酶的活性?如何影響茭白葉片光能的吸收、傳遞、耗散和分配?本研究擬通過測定茭白葉片的抗氧化酶活性、產(chǎn)生速率、H2O2含量、MDA含量和葉綠素?zé)晒獾壬碇笜?biāo)的變化，了解食用黑粉菌-茭白植株互作的性質(zhì)和意義，也為深入研究真菌-植物互作的生理生化機(jī)制提供基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1．1 試驗(yàn)材料
本試驗(yàn)在浙江大學(xué)紫金港校區(qū)溫室進(jìn)行。試驗(yàn)材料為茭白(Zizania latifolia Turcz．)，品種為“浙茭2號”(雙季茭)。茭白植株種植于桶(30 cm×30 cm)內(nèi)。試驗(yàn)所用的土壤為砂壤土，土壤有機(jī)質(zhì)含量為11．9g/kg、堿解氮含量為92．5mg/kg、速效磷含量為25．6mg/kg、速效鉀含量為75．9mg/kg。桶內(nèi)保持10 cm左右的水層。試驗(yàn)期間，及時(shí)進(jìn)行施肥和病蟲害防治。
1．2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
本試驗(yàn)選用長勢良好、大小一致的植株。食用黑粉菌侵染的茭白植株和對照植株各16桶，每桶種植1墩(約10株)。對照植株為從“浙茭2號”材料中自然分化出來的未受食用黑粉菌侵染的植株［17，28］。移栽后第1周(葉片長15cm)開始測定，剪取植株從上往下數(shù)的第3片葉，用于抗氧化特性和葉綠素?zé)晒獾臏y定。以后每隔1周測定1次，共測定6次，每次測定至少重復(fù)6次。
1．3 測定指標(biāo)與方法
1．3．1 形態(tài)學(xué)指標(biāo)的測定
移栽后第6周，測定植株的株高、葉長、葉寬、葉片厚度、葉數(shù)、分蘗數(shù)和根長，同時(shí)測定每株茭白的莖重量、根系重量(R)和地上部重量(S)，并計(jì)算根冠比(R/S)。
1．3．2 抗氧化特性的測定
取0．2g葉片加入3mL磷酸緩沖液提取，提取液包含 50mmol/L磷酸鈉(pH7．8)，0．2 mmol/L EDTA，2 mmol/L還原型抗壞血酸和2%聚乙烯吡咯烷酮。12 000g離心20 min，上清液用于抗氧化特性的測定。抗壞血酸過氧化物酶(APX)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)、谷胱甘肽還原酶(GR)、超氧化物歧化酶(SOD)活性的測定參照Lee和Lee［29］的方法。超氧自由基()產(chǎn)生速率的測定參照王愛國和羅廣華［30］的方法。葉片組織H2O2含量測定參照Brennan和Frenkel［31］的方法。MDA含量測定參照Stewart和Bewley［32］的方法。
1．3．3 葉綠素?zé)晒獾臏y定
PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量(Fv/Fm)、PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率(ΦPSⅡ)、非光化學(xué)淬滅(NPQ)和電子傳遞速率(ETR)等參數(shù)用M-Series Imaging-PAM熒光成像系統(tǒng)(Walz，Effeltrich，Germany)測定，測定前植株葉片在室溫(25℃)條件下先暗適應(yīng)30分鐘。暗適應(yīng)之后，用0．5 μmol/m2的光強(qiáng)來測定Fo(PSⅡ反應(yīng)中心處于完全開放時(shí)的熒光產(chǎn)量)，用2800 μmol·m-2·s-1的光強(qiáng)來測定Fm(PSⅡ反應(yīng)中心完全關(guān)閉時(shí)的熒光產(chǎn)量)。PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量(Fv/Fm)測定時(shí)選定整個(gè)葉面積為AOI(Area of Interest)，計(jì)算Fv/Fm的平均值。Fv/Fm的具體的計(jì)算方法是:Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm。Kinetics測定時(shí)的作用光強(qiáng)度設(shè)置為146 μmol·m-2·s-1，20s一個(gè)脈沖，如此循環(huán)持續(xù)5min后，得到ΦPSⅡ、NPQ和ETR值。ΦPSⅡ、NPQ和ETR值是通過軟件Imaging-WIN輸出的。具體的計(jì)算方法是:ΦPSⅡ=(Fm'-Fs)/Fm'，NPQ=Fm/Fm'-1，而ETR=(Fm'-Fs)/Fm'×PAR×0．5×0．84。其中，F(xiàn)o是PSⅡ反應(yīng)中心處于完全開放時(shí)的熒光產(chǎn)量，F(xiàn)m是PSⅡ反應(yīng)中心完全關(guān)閉時(shí)的熒光產(chǎn)量，F(xiàn)m'是作用光打開時(shí)的最大熒光產(chǎn)量，F(xiàn)s是穩(wěn)態(tài)的熒光產(chǎn)量。
1．4 統(tǒng)計(jì)分析
試驗(yàn)結(jié)果用Excel整理，所有數(shù)據(jù)在P ＜0．05水平下進(jìn)行t檢驗(yàn)。試驗(yàn)中所有的分析過程在SPSS17．0統(tǒng)計(jì)分析程序中完成。
2 結(jié)果與分析
2．1 生長指標(biāo)
對照植株的株高、葉長、葉寬、葉片厚度、根長、莖鮮重、根鮮重、地上部鮮重顯著高于侵染植株的(P＜0．05)，但葉數(shù)、根冠比(R/S)與侵染植株的無顯著差異(P ＞0．05)，同時(shí)分蘗數(shù)顯著低于侵染植株(P＜0．05)(表1)。對照植株的株高、葉長、葉寬、葉片厚度、根長、莖鮮重、根鮮重、地上部鮮重分別比侵染植株的高 63．5%、39．0%、63．6%、28．6%、46．8%、36．7%、53．9%，但其分蘗數(shù)僅是侵染植株的 57．4%。
表1 食用黑粉菌侵染對茭白植株生長的影響Table 1 Growth of Zizania latifolia plants after infection by Ustilago esculenta
2．2 抗氧化特性
2．2．1 抗氧化酶活性
從圖1可以看出，隨著移栽時(shí)間的增加，侵染植株和對照植株的抗氧化酶活性均呈升高趨勢。移栽后第1周，侵染植株葉片的APX、CAT、POD、GR和SOD活性高于對照植株的，但差異不顯著(P ＞0．05)。移栽后第2周到第6周，侵染植株葉片的APX、CAT、POD、GR和SOD活性顯著高于對照植株的(P ＜0．05)。
從結(jié)果看出，移栽后，對照植株和侵染植株的O2·-產(chǎn)生速率和H2O2含量均呈增加趨勢，且對照植株葉片的 O2·-含量顯著高于侵染植株的(P＜0．05)(圖2)。從第1周到第6周，對照植株葉片的O2·-產(chǎn)生速率分別比對照植株高 20．2%、18．1%、18．9%、14．6%、12．5%、18．1%。移栽后第 1 周，侵染植株葉片的 H2O2含量高于對照植株的，但差異不顯著(P ＞0．05);移栽后第2周到第6周，侵染植株葉片的H2O2含量顯著高于對照植株的(P ＜0．05)(圖2)。
2．2．3 MDA 含量
試驗(yàn)結(jié)果表明，移栽后，對照植株和侵染植株的MDA含量呈增加趨勢，且對照植株葉片的MDA含量顯著高于侵染植株(P＜0．05)(圖3)。從第1周到第6周，對照植株葉片的MDA含量分別比侵染植株的高12．9%、20．8%、19．3%、16．1%、16．2%、18．5%。
2．3 葉綠素?zé)晒?/h3>
Fv/Fm是PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量，表示最大光化學(xué)效率，它在非脅迫條件下變化極小，是反映PSⅡ光化學(xué)效率的穩(wěn)定指標(biāo)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，侵染植株葉片的Fv/Fm和對照植株幾乎無差異(P ＞0．05)(圖4)。
ΦPSⅡ是PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率，它是葉片用于光合電子傳遞的能量占所吸收光能的比例，常用來表示植物光合作用的電子傳遞量子產(chǎn)額。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，侵染植株葉片的ΦPSⅡ大于對照植株的，但差異不顯著(P＞ 0．05)(圖 4)。
圖1 食用黑粉菌侵染對茭白葉片抗氧化酶活性的影響Fig．1 Antioxidant enzyme activities in leaves of Zizania latifolia after infection by Ustilago esculenta
NPQ是非光化學(xué)猝滅，反映了PSⅡ天線色素吸收的光能不能用于光合電子傳遞而以熱的形式耗散掉的部分。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對照植株葉片的NPQ大于侵染植株的，但差異不顯著(P ＞0．05)(圖4)。同時(shí)，侵染植株葉片的電子傳遞速率(ETR)大于對照植株的，但差異不顯著(P ＞0．05)(圖4)。
3 討論
3．1 食用黑粉菌侵染對茭白植株生長的影響
本研究的結(jié)果表明，食用黑粉菌(U．esculenta)侵染抑制了茭白植株的生長，表現(xiàn)為株高、葉長、葉寬、葉片厚度、根長、莖重量、根重量、地上部重量降低(P＜0．05)(表1)，這一結(jié)果和很多植物受病原菌侵染后表現(xiàn)的癥狀相似［33-34］，但不同于某些內(nèi)生真菌對植物生長的促進(jìn)作用，如印度梨形孢(Piriformospora indica)和叢枝菌根(AM)真菌中的摩西球囊菌(Glomus mosseae)侵染導(dǎo)致玉米株高增加［35］，菌刺孢屬(Mycocentrospora)內(nèi)生真菌侵染雪蓮花(Saussurea involucrata)顯著提高了植物的株高、根數(shù)和生物量［27］。
有趣的是，我們觀察到食用黑粉菌侵染顯著提高了茭白的分蘗數(shù)(P＜0．05)(表1)。這一結(jié)果與內(nèi)生真菌Acremonium lolii侵染可導(dǎo)致多年生黑麥草(Lolium perenne)分蘗數(shù)增加的現(xiàn)象一致［36］。食用黑粉菌侵染促進(jìn)茭白植株分蘗數(shù)的增加可能和其分泌的植物激素有關(guān)，如生長素、細(xì)胞分裂素等［37-40］，因?yàn)橹参锛に乜梢哉{(diào)節(jié)植物的形態(tài)建成［41］。
圖2 食用黑粉菌侵染對茭白葉片超氧自由基(O2·－)產(chǎn)生速率和過氧化氫(H2O2)含量的影響Fig．2 formation rate and H2O2content in leaves of Zizania latifolia after infection by Ustilago esculenta
3．2 食用黑粉菌侵染調(diào)節(jié)茭白植株體內(nèi)的抗氧化平衡狀態(tài)
本試驗(yàn)結(jié)果表明，食用黑粉菌侵染導(dǎo)致茭白葉片中APX、CAT活性增強(qiáng)(P＜0．05)(圖1)。高的APX活性會提高AsA的含量，有利于清除植株組織中的ROS;同時(shí)，CAT清除H2O2被認(rèn)為可能是植物應(yīng)對病原菌防衛(wèi)反應(yīng)的高效機(jī)制［42］。已有報(bào)道也發(fā)現(xiàn)大麥和白粉菌(Blumeria graminis sp．hordei)的親和互作中，CAT活性顯著增加［6］。同樣，內(nèi)生真菌 Acremonium lolii侵染導(dǎo)致黑麥草葉片APX活性顯著增加［36］。SOD作為植物抗氧化體系的第一道防線，可以將超氧自由基()歧化產(chǎn)生H2O2和O2，抑制膜質(zhì)過氧化作用［32］。本研究中觀察到侵染植株葉片中SOD活性高于對照植株的(圖1)，所以侵染植株的含量低于對照植株(圖2)。這與前人報(bào)道的叢枝菌根(AM)真菌侵染導(dǎo)致植株SOD活性增高的結(jié)果一致［22-25］。肉質(zhì)莖膨大過程中，CAT和SOD活性呈下降趨勢，說明茭白肉質(zhì)莖膨大是食用黑粉菌引起的茭白莖尖的感病過程［19-20］。GR是AsAGSH循環(huán)中的一種關(guān)鍵酶，在NADPH的作用下，催化氧化型谷胱甘肽(GSSG)還原為還原型谷胱甘肽(GSH)［43］。本研究發(fā)現(xiàn)，食用黑粉菌侵染后，茭白葉片GR活性提高(P＜0．05)(圖1)。這種變化與早期報(bào)道的印度梨形孢(P．indica)-大麥互作中的GR活性提高的結(jié)果相一致，說明茭白葉片有較高水平的還原型谷胱甘肽，利于提高細(xì)胞的抗氧化能力［8］。本研究觀察到食用黑粉菌侵染后茭白葉片POD活性升高(P＜0．05)(圖1)，這種增高既可能與食用黑粉菌大量繁殖帶來氧化脅迫的保護(hù)性反應(yīng)有關(guān)，又可能與細(xì)胞、組織的分化以及細(xì)胞膨大過程中木質(zhì)素的形成有關(guān)［19-20］。
圖3 食用黑粉菌侵染對茭白葉片丙二醛(MDA)含量的影響Fig．3 MDA content in leaves of Zizania latifolia after infection by Ustilago esculenta
圖4 食用黑粉菌侵染對茭白葉片葉綠素?zé)晒獾挠绊慒ig．4 Chlorophyll fluorescence in leaves of Zizania latifolia after infection by Ustilago esculenta
在植物正常生命過程中，植物細(xì)胞存在ROS的產(chǎn)生和清除兩個(gè)過程。病原菌侵染會促進(jìn)ROS的產(chǎn)生、引起膜質(zhì)過氧化等變化［1-3］。植物體內(nèi)的各種抗氧化酶在清除植物細(xì)胞產(chǎn)生的ROS中發(fā)揮重要作用［5-8］。本研究的結(jié)果顯示，食用黑粉菌侵染降低了茭白葉片的超氧自由基()產(chǎn)生速率(P＜0．05)(圖2)，同時(shí)提高了抗氧化酶活性(圖1)，對有效清除侵染植株組織內(nèi)的ROS十分有利，因此導(dǎo)致膜脂過氧化產(chǎn)物MDA含量降低(圖3)(P＜0．05)，表明ROS導(dǎo)致的膜質(zhì)過氧化程度下降［4，32］。另外，膜脂過氧化引起葉綠體超微結(jié)構(gòu)的損傷，葉綠素的降解和光合酶活性下降，降低植物光合能力［4，28］。另外，食用黑粉菌侵染提高了茭白葉片的H2O2含量(P＜0．05)(圖2)。侵染植株中 H2O2的升高可能與在SOD的作用下轉(zhuǎn)化成H2O2和O2有關(guān)［32］。這與劉偉等［21］報(bào)道的肉質(zhì)莖膨大期間食用黑粉菌的快速繁殖造成H2O2含量快速上升，內(nèi)生真菌Gilmaniella侵染蒼術(shù)(Atractylodes lancea)幼苗促進(jìn)H2O2含量提高的結(jié)果一致［44］。茭白肉質(zhì)莖開始膨大后，抗氧化劑AsA和GSH不能有效清除肉質(zhì)莖膨大產(chǎn)生的ROS，莖中的H2O2含量快速上升［21］，這可能與CAT和SOD 活性下降有關(guān)［19-20］。
與病原菌侵染的植物葉片表現(xiàn)出膜脂過氧化(MDA含量)升高的報(bào)道不同［2-3］，本研究表明，食用黑粉菌侵染減輕了茭白葉片的膜質(zhì)過氧化程度，即MDA含量降低(圖3)，這與已報(bào)道的叢枝菌根(AM)真菌侵染植株［22-25］和Neotyphodium屬內(nèi)生真菌侵染植株MDA含量下降的結(jié)果一致［45］。
3．3 食用黑粉菌侵染對茭白葉片葉綠素?zé)晒獾挠绊?/h3>
Fv/Fm反映PSⅡ反應(yīng)中心的原初光能轉(zhuǎn)化效率，是反應(yīng)植物脅迫程度的常用指標(biāo)［9-10］。已有研究顯示病害脅迫會使植物的PSⅡ受到傷害［12］，而叢枝菌根(AM)真菌中的聚生球囊菌(G．fasciculatum)和菌刺孢屬(Mycocentrospora)內(nèi)生真菌侵染并不顯著改變植物葉片的Fv/Fm［26-27］。本研究結(jié)果表明，食用黑粉菌侵染后，茭白葉片的Fv/Fm并未發(fā)生明顯改變(P＞0．05)(圖4)，因此食用黑粉菌侵染對茭白來說并未形成生物脅迫，植株沒有產(chǎn)生類似病害的脅迫反應(yīng)。據(jù)此，食用黑粉菌-茭白的互作體系并不是病原菌-植物的致病關(guān)系，而是類似于內(nèi)生真菌與植物的互作關(guān)系，是植物-真菌交叉適應(yīng)的結(jié)果［46］。
ΦPSⅡ是PSⅡ反應(yīng)中心部分關(guān)閉時(shí)的光化學(xué)效率，其值大小可以反映PSⅡ反應(yīng)中心的開放程度［9-10］。病原菌侵染植物往往導(dǎo)致葉片 ΦPSⅡ下降，進(jìn)而降低植物葉片的光化學(xué)效率［11-13］。有研究發(fā)現(xiàn)，核盤菌(Sclerotinia sclerotiorum)侵染黃瓜后，抑制了CAT的活性，導(dǎo)致ROS的積累，直接傷害了光合機(jī)構(gòu)PSI和PSⅡ的功能。對PSI的傷害抑制了PSⅡ電子向PSI的傳遞，進(jìn)一步加劇了PSⅡ的傷害程度，導(dǎo)致更多過剩激發(fā)能的發(fā)生［47］。然而，本研究結(jié)果表明，食用黑粉菌侵染后，茭白葉片的ΦPSⅡ、ETR有所上升(P ＞0．05)(圖4)，這會導(dǎo)致PSⅡ有效光量子產(chǎn)量的增加，進(jìn)而促進(jìn)光合電子傳遞效率，增加ATP和NADPH的形成，最終導(dǎo)致光合速率的提高［28］。此外，食用黑粉菌侵染后，茭白葉片的非光化學(xué)猝滅(NPQ)略有下降(P ＞0．05)(圖4)，即過剩激發(fā)能降低，這反映了PSⅡ天線色素吸收的光能用于光化學(xué)反應(yīng)的量增加［9-10］，即ΦPSⅡ和ETR升高(圖4)。另外，食用黑粉菌侵染導(dǎo)致的電子傳遞速率(ETR)的升高可能導(dǎo)致Rubisco活性的升高，最終促進(jìn)光合速率增加［28，48］。
在長期的自然進(jìn)化過程中，植物不斷遭受外來有害微生物的侵襲，威脅自身生長發(fā)育;另一方面，植物又不斷地與有益微生物形成互利共生關(guān)系，提高自身對外來脅迫的抵抗能力。研究結(jié)果表明，食用黑粉菌-茭白形成的互作體系，沒有出現(xiàn)一般病原菌侵染造成植物葉片PSⅡ破壞和膜質(zhì)過氧化加重的現(xiàn)象，因此不屬于典型的病原菌和植物的致病關(guān)系。同時(shí)，食用黑粉菌侵染對茭白生長是不利的，表現(xiàn)為茭白的株高、葉長、葉寬、葉片厚度、根長、根重量、地上部重量等指標(biāo)降低，這也不同于共生真菌對植物生長的促進(jìn)作用。可見，食用黑粉菌與茭白之間的互作是介于植物病害與互利共生之間的一種互作關(guān)系［49-50］。
4 結(jié)論
食用黑粉菌侵染抑制了茭白的生長，表現(xiàn)為株高、葉長、葉寬、葉片厚度、根長、莖重量、根重量、地上部重量的降低，但卻顯著增加了植株的分蘗數(shù)。同時(shí)，食用黑粉菌侵染后，茭白植株較高的抗氧化酶活性(APX、CAT、POD、GR和SOD)可以更好地清除植株體內(nèi)的活性氧(ROS)，引起含量和膜質(zhì)過氧化程度(MDA含量)降低。侵染植株中H2O2的升高可能與可以在SOD的作用下轉(zhuǎn)化成H2O2和O2有關(guān)。作為一種內(nèi)生真菌，食用黑粉菌侵染并未改變?nèi)~片PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)量(Fv/Fm)，反而略微提高了葉片的PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率(ΦPSⅡ)、電子傳遞速率(ETR)，降低了葉片的非光化學(xué)猝滅(NPQ)。
［1］De Gara L，De Pinto M C，Tommasi F．The antioxidant systems vis-à-vis reactive oxygen species during plant-pathogen interaction．Plant Physiology and Biochemistry，2003，41(10):863-870．
［2］El-Zahaby H M，Gullner G，Király Z．Effects of powdery mildew infection of barley on the ascorbate-glutathione cycle and other antioxidants in different host-pathogen interactions．Phytopathology，1995，85(10):1225-1230．
［3］Deighton N，Muckenschnabel I，Goodman B A，Williamson B．Lipid peroxidation and the oxidative burst associated with infection of Capsicum annuum by Botrytis cinerea．The Plant Journal，1999，20(4):485-492．
［4］Chen S Y．Injury of membrane lipid peroxidation to plant cell．Plant Physiology Communications，1991，27(2):84-90．
［5］Fink W，Haug M，Deising H，Mendgen K．Early defense responses of cowpea(Vigna sinensis L．)induced by non-pathogenic rust fungi．Planta，1991，185(2):246-254．
［6］Vanacker H，Harbinson J，Ruisch J，Carver T L W，F(xiàn)oyer C H．Antioxidant defences of the apoplast．Protoplasma，1998，205(1/4):129-140．
［7］Alguacil M M，Hernández J A，Caravaca F，Portillo B，Roldán A．Antioxidant enzyme activities in shoots from three mycorrhizal shrub species afforested in a degraded semi-arid soil．Physiologia Plantarum，2003，118(4):562-570．
［8］Waller F，Achatz B，Baltruschat H，F(xiàn)odor J，Becker K，F(xiàn)ischer M，Heier T，Hückelhoven R，Neumann C，Von Wettstein D，F(xiàn)ranken P，Kogel K-H．The endophytic fungus Piriformospora indica reprograms barley to salt-stress tolerance，disease resistance，and higher yield．Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2005，102(38):13386-13391．
［9］Maxwell K，Johnson G N．Chlorophyll fluorescence-a practical guide．Journal of Experimental Botany，2000，51(345):659-668．
［10］Baker N R．Chlorophyll fluorescence:a probe of photosynthesis in vivo．Annual Review of Plant Biology，2008，59(1):89-113．
［11］Chou H M，Bundock N，Rolfe S A，Scholes J D．Infection of Arabidopsis thaliana leaves with Albugo candida(white blister rust)causes a reprogramming of host metabolism．Molecular Plant Pathology，2000，1(2):99-113．
［12］Cséfalvay L，Di Gaspero G，Matou? K，Bellin D，Ruperti B，Olejnícˇková J．Pre-symptomatic detection of Plasmopara viticola infection in grapevine leaves using chlorophyll fluorescence imaging．European Journal of Plant Pathology，2009，125(2):291-302．
［13］Aldea M，Hamilton J G，Resti J P，Zangerl A R，Berenbaum M R，F(xiàn)rank T D，DeLucia E H．Comparison of photosynthetic damage from arthropod herbivory and pathogen infection in understory hardwood saplings．Oecologia，2006，149(2):221-232．
［14］Aro E M，Virgin I，Andersson B．Photoinhibition of photosystem Ⅱ．Inactivation，protein damage and turnover．Biochimica et Biophysica Acta(BBA)-Bioenergetics，1993，1143(2):113-134．
［15］Yang H C，Leu L S．Formation and histopathology of galls induced by Ustilago esculenta in Zizania latifolia．Phytopathology，1978，68(11):1572-1576．
［16］Chan Y S，Thrower L B．The host-parasite relationship between Zizania caduciflora Turcz．a(chǎn)nd Ustilago esculenta P．Henn．Ⅰ．structure and development of the host and host-parasite combination．New Phytologist，1980，85(2):201-207．
［17］Zhang J Z，Chu F Q，Guo D P，Hyde K D，Xie G L．Cytology and ultrastructure of interactions between Ustilago esculenta and Zizania latifolia．Mycological Progress，2012，11(2):499-508．
［18］Arnold A E，Maynard Z，Gilbert G S，Coley P D，Kursar T A．Are tropical fungal endophytes hyperdiverse?Ecology Letters，2000，3(4):267-274．
［19］Chen L J，Guo D P，Zhu Z J，Sun Y Z．Study on the biochemical changes during stem gall formation in Zizania latifolia．Journal of Nuclear Agricultural Sciences，2004，18(6):457-461．
［20］Jiang J Z，Zhang Q，Cao B S，Zhu Q S．Primary study on changes of protective enzymes'activities in Zizania gall's swelling．Journal of Yangzhou University(Agricultural and Life Science Edition)，2004，25(2):68-71．
［21］Liu W，Huang J Z，Guo D P，Chen Z Y．Oxidative stress during stem enlargement of Zizania latifolia Turcz．Journal of Nuclear Agricultural Sciences，2011，25(4):0824-0827．
［22］Zhu X C，Song F B，Xu H W．Influence of arbuscular mycorrhiza on lipid peroxidation and antioxidant enzyme activity of maize plants under temperature stress．Mycorrhiza，2010，20(5):325-332．
［23］Abdel Latef A A H．Influence of arbuscular mycorrhizal fungi and copper on growth，accumulation of osmolyte，mineral nutrition and antioxidant enzyme activity of pepper(Capsicum annuum L．)．Mycorrhiza，2011，21(6):495-503．
［24］Abdel Latef A A H，He C X．Arbuscular mycorrhizal influence on growth，photosynthetic pigments，osmotic adjustment and oxidative stress in tomato plants subjected to low temperature stress．Acta Physiologiae Plantarum，2011，33(4):1217-1225．
［25］Abdel Latef A A H，He C X．Effect of arbuscular mycorrhizal fungi on growth，mineral nutrition，antioxidant enzymes activity and fruit yield of tomato grown under salinity stress．Scientia Horticulturae，2011，127(3):228-233．
［26］Parádi I，Bratek Z，Láng F．Influence of arbuscular mycorrhiza and phosphorus supply on polyamine content，growth and photosynthesis of Plantago lanceolata．Biologia Plantarum，2003，46(4):563-569．
［27］Wu L Q，Lv Y L，Meng Z X，Chen J，Guo S X．The promoting role of an isolate of dark-septate fungus on its host plant Saussurea involucrata Kar．et Kir．Mycorrhiza，2010，20(2):127-135．
［28］Xu X F，Yan N，Zhang J Z，Huang J Z，Guo D P．Research on morphological and photosynthetic characteristics of Zizania latifolia．Journal of Changjiang Vegetables，2011，27(16):31-33．
［29］Lee D H，Lee C B．Chilling stress-induced changes of antioxidant enzymes in the leaves of cucumber:in gel enzymes activity assays．Plant Science，2000，159(1):75-85．
［30］Wang A G，Luo G H．Quantitative relation between the reaction of hydroxylamine and superoxide anion radicals in plants．Plant Physiology Communications，1990，26(6):55-57．
［31］Brennan T，F(xiàn)renkel C．Involvement of hydrogen peroxide in the regulation of senescence in pear．Plant Physiology，1977，59(3):411-416．
［32］Stewart R R C，Bewley J D．Lipid peroxidation associated with accelerated aging of soybean axes．Plant Physiology，1980，65(2):245-248．
［33］Owera S A P，F(xiàn)arrar J F，Whitbread R．Growth and photosynthesis in barley infected with brown rust．Physiological Plant Pathology，1981，18(1):79-90．
［34］Sadras V O，Quiroz F，Echarte L，Escande A，Pereyra V R．Effect of Verticillium dahliae on photosynthesis，leaf expansion and senescence of field-grown sunflower．Annals of Botany，2000，86(5):1007-1015．
［35］Rai M K，Shende S，Strasser R J．JIP test for fast fluorescence transients as a rapid and sensitive technique in assessing the effectiveness of arbuscular mycorrhizal fungi in Zea mays:Analysis of chlorophyll a fluorescence．Plant Biosystystems，2008，142(2):191-198．
［36］Bonnet M，Camares O，Veisseire P．Effects of zinc and influence of Acremonium lolii on growth parameters，chlorophyll a fluorescence and antioxidant enzyme activities of ryegrass(Lolium perenne L．Cv Apollo)．Journal of Experimental Botany，2000，51(346):945-953．
［37］Yu Y N．Research on the growth stimulating substance of Ustilago esculenta．Acta Botanica Sinica，1962，10(4):339-350．
［38］Chan Y S，Thrower L B．The host-parasite relationship between Zizania caduciflora Turcz．a(chǎn)nd Ustilago esculenta P．Henn．IV．growth substances in the host-parasite combination．New Phytologist，1980，85(2):225-233．
［39］Lin Y L，Lin C H．Involvement of tRNA bound cytokinin on the gall formation in Zizania．Journal of Experimental Botany，1990，41(3):277-281．
［40］Chung K R，Tzeng D D．Biosynthesis of indole-3-acetic acid by the gall-inducing fungus Ustilago esculenta．Journal of Biological Sciences，2004，4(6):744-750．
［41］Wang Y H，Li J Y．Molecular basis of plant architecture．Annual Review of Plant Biology，2008，59(1):253-279．
［42］Wu G，Shortt B J，Lawrence E B，León J，F(xiàn)itzsimmons K C，Levine E B，Raskin I，Shah D M．Activation of host defense mechanisms by elevated production of H2O2in transgenic plants．Plant Physiology，1997，115(2):427-435．
［43］Noctor G，F(xiàn)oyer C H．Ascorbate and glutathione:keeping active oxygen under control．Annual Reviews of Plant Physiology and Plant Molecular Biology，1998，49(1):249-279．
［44］Wang Y，Dai C C，Zhao Y W，Peng Y．Fungal endophyte-induced volatile oil accumulation in Atractylodes lancea plantlets is mediated by nitric oxide，salicylic acid and hydrogen peroxide．Process Biochemistry，2011，46(3):730-735．
［45］Han R，Li X，Ren A Z，Gao Y B．Physiological ecological effect of endophyte infection on Achnatherum sibiricum under drought stress．Acta Ecologica Sinica，2011，31(8):2115-2123．
［46］Shang Q M，Li X F，Zhang Z G．Molecular mechanisms of cross adaption in plants．Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica，2007，27(9):1921-1928．
［47］Bu J W，Yao G，Gao H Y，Jia Y J，Zhang L T，Chen D D，Wang X．Inhibition mechanism of photosynthesis in cucumber leaves infected by Sclerotinia sclerotiorum(Lib．)de Bary．Acta Phytopathologica Sinica，2009，39(6):613-621．
［48］Bischof K，Hanelt D，Wiencke C．Effects of ultraviolet radiation on photosynthesis and related enzyme reactions of marine macroalgae．Planta，2000，211(4):555-562．
［49］Cheplick G P，Cho R．Interactive effects of fungal endophyte infection and host genotype on growth and storage in Lolium perenne．New Phytologist，2003，158(1):183-191．
［50］Schardl C L，Leuchtmann A，Spiering M J．Symbioses of grasses with seedborne fungal endophytes．Annual Review of Plant Biology，2004，55(1):315-340．
參考文獻(xiàn):
［4］陳少裕．膜脂過氧化對植物細(xì)胞的傷害．植物生理學(xué)通訊，1991，27(2):84-90．
［19］程龍軍，郭得平，朱祝軍，孫耘子．茭白肉質(zhì)莖膨大發(fā)育的生化基礎(chǔ)研究．核農(nóng)學(xué)報(bào)，2004，18(6):457-461．
［20］江解增，張強(qiáng)，曹碚生，朱慶森．茭白肉質(zhì)莖膨大過程中保護(hù)酶活性變化初探．揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版)，2004，25(2):68-71．
［21］劉偉，黃建中，郭得平，陳子元．茭白肉質(zhì)莖膨大期間的氧化脅迫．核農(nóng)學(xué)報(bào)，2011，25(4):0824-0827．
［28］徐曉峰，閆寧，張敬澤，黃建中，郭得平．雄茭、灰茭、正常茭形態(tài)指標(biāo)及光合特性研究．長江蔬菜，2011，25(16):31-33．
［30］王愛國，羅廣華．植物的超氧物自由基與羥胺反應(yīng)的定量關(guān)系．植物生理學(xué)通訊，1990，26(6):55-57．
［37］余永年．茭白黑粉菌刺激生長物質(zhì)的研究．植物學(xué)報(bào)，1962，10(4):339-350．
［45］韓榮，李夏，任安芝，高玉葆．干旱脅迫下內(nèi)生真菌感染對羽茅的生理生態(tài)影響．生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，31(8):2115-2123．
［46］尚慶茂，李曉芬，張志剛．植物對逆境交叉適應(yīng)的分子機(jī)制．西北植物學(xué)報(bào)，2007，27(9):1921-1928．
［47］部建雯，姚廣，高輝遠(yuǎn)，賈裕嬌，張立濤，程丹丹，王鑫．核盤菌(Sclerotinia sclerotiorum(Lib．)de Bary)侵染抑制黃瓜光合作用的機(jī)理．植物病理學(xué)報(bào)，2009，39(6):613-621．
猜你喜歡
少兒科學(xué)周刊·兒童版(2021年19期)2021-12-10 14:13:40
小學(xué)閱讀指南·低年級版(2021年3期)2021-03-19 06:12:40
小天使·二年級語數(shù)英綜合(2020年8期)2020-12-23 04:57:40
小天使·一年級語數(shù)英綜合(2020年11期)2020-12-16 02:57:22
學(xué)苑創(chuàng)造·A版(2020年3期)2020-04-24 09:21:39
小溪流(畫刊)(2017年11期)2018-01-09 19:15:14
少兒科學(xué)周刊·兒童版(2017年5期)2017-06-29 22:24:28
少兒科學(xué)周刊·兒童版(2017年5期)2017-06-29 16:46:33
紅領(lǐng)巾·萌芽(2017年5期)2017-06-23 10:35:59
爆笑ｓｈｏｗ(2016年7期)2017-02-09 09:36:13
