外源褪黑素對番茄灰霉病抗性及抗氧化酶系統(tǒng)的影響

歐品莉，韓雨航，李琳琳

(大連民族大學(xué)，遼寧 大連 116600)

1 引言

番茄(SolanumlycopersicumMill)被列為全世界產(chǎn)量最高的農(nóng)作物之一。我國北方設(shè)施冬春季節(jié)溫室環(huán)境條件符合灰霉病的發(fā)病，容易造成灰霉病的爆發(fā)和流行。隨著對綠色健康食品渴望及環(huán)保呼聲的日益高漲，有機(jī)農(nóng)藥的大量施用對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境造成的負(fù)面影響已引起世界范圍廣泛關(guān)注。尋求安全、低毒的生物農(nóng)藥已被當(dāng)前社會普遍關(guān)注[1]。褪黑素(N-乙酰基-5-甲氧基色胺，Melatonin，MT)，屬吲哚類色胺，具有很強(qiáng)的抗自由基作用，可以直接清除植物體內(nèi)的自由基，保護(hù)植物不受過氧化損傷[2]。研究證實(shí)，外源褪黑素處理可以提高黃瓜對高溫的脅迫[3]；胡蘿卜對低溫的耐性[4]；在干旱和鹽脅迫條件同樣發(fā)揮重要作用[5]。Pseudomonas syringe pv. tomato DC3000(DC3000)侵染植物可誘導(dǎo)內(nèi)源褪黑素積累，表明褪黑素在植物抗病響應(yīng)中可能發(fā)揮重要作用[6]。但在真菌方面鮮見報(bào)道。

2 實(shí)驗(yàn)材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)材料

番茄材料“遼園多利”番茄幼苗在四葉期時(shí)，分為兩組：對照、褪黑素處理。兩組植株分別處理，對照正常栽培管理，植株置于濕度60%培養(yǎng)箱中(平均晝/夜的溫度，25 ℃/15 ℃)。外施褪黑素處理3 d后(平均晝/夜的溫度，25 ℃/15 ℃，濕度60%)接種灰霉菌保濕100%培養(yǎng)48 h(褪黑素濃度100 μmol/L)，噴施以葉片滴落水珠為標(biāo)準(zhǔn)，接種前噴施3 d，每天噴施3次(早、中、晚)。于接種0～5 d每天取樣用于生理指標(biāo)測定，5 d后調(diào)查發(fā)病情況。

2.2 供試菌種

灰霉菌(B.cinerea)由遼寧省農(nóng)科院蔬菜花卉所提供，菌株在PDA培養(yǎng)基上，28 ℃培養(yǎng)一周，用無菌水從培養(yǎng)基上洗脫灰霉病原孢子，配制成2×105個(gè)/mL的孢子懸浮液待用。

2.3 指標(biāo)測定

接種后5 d調(diào)查發(fā)病情況統(tǒng)計(jì)和病情指數(shù)計(jì)算參照方中達(dá)1998方法。

ROS爆發(fā)和抗氧化酶活性測定：H2O2參照Patterson等方法測定[7]、超氧陰離子含量用氨基苯磺酸α-萘胺法測定[8]；SOD、CAT次用南京建成試劑盒測定。

數(shù)據(jù)采用Excel進(jìn)行處理和作圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 外源褪黑素處理對番茄抗病性的影響

番茄四葉一心時(shí)對照和外施褪黑素處理接種灰霉病5d后調(diào)查病情指數(shù)，如圖1所示，對照植株的病情指數(shù)為9.08，外源褪黑素處理后病情指數(shù)為7.01，與對照相比病情指數(shù)降低了22.75%。說明外源褪黑素處理可降低病情指數(shù)，提高番茄對灰霉病的抗性。

圖1 外源褪黑素處理對抗病性的影響

3.2 外源褪黑素處理對番茄ROS的影響

如圖2所示，對照和褪黑素處理在接種灰霉菌后超氧陰離子產(chǎn)生速率的趨勢基本一致，都是迅速升高后逐漸降低到接種前的水平，兩個(gè)處理在接種灰霉菌2 d超氧陰離子產(chǎn)生速率達(dá)到最高，分別為0.58 nmol·min-1.g-1FW和0.49 nmol·min-1.g-1FW，接種前3 d對照的超氧陰離子產(chǎn)生速率均高于褪黑素處理，3d后褪黑素處理略高于對照處理，差異不明顯。

圖2 外源褪黑素處理對ROS的影響

H2O2含量在接種后的趨勢與超氧陰離子產(chǎn)生速率趨勢基本一致，但整個(gè)處理過程中褪黑素處理H2O2含量均高于對照，其中接種后2d兩個(gè)處理的含量達(dá)到峰值分別為111.11和126.72μmol/g FW，之后下降到穩(wěn)定水平。

3.3 外源褪黑素處理對番茄抗氧化酶活性的影響

番茄葉片內(nèi)的SOD和CAT活性灰霉菌侵染過程中的趨勢基本一致均迅速升高后逐漸降低，其中如圖3所示，褪黑素處理能保持較高的SOD活性，褪黑素處理在1-2d達(dá)到活性高峰顯著高于對照處理，在處理的1、2d分別是對照的2.67倍和2.31倍。如圖4所示，對照的CAT活性在處理1d達(dá)到峰值，而褪黑素處理在處理2d達(dá)到活性高峰，之后兩個(gè)處理緩慢下降且褪黑素處理CAT活性一直高于對照。說明褪黑素處理可保持較高的SOD和CAT活性。

圖3外源褪黑素處理對SOD活性的影響

圖4 外源褪黑素處理對CAT活性的影響