植物保护专业毕业论文番茄白粉

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4~6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)=△A×D/0.01×wt单位为:U/gfw

1.2.2.2 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1μg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0.5d~1d，此峰幅度均小，最高为134.70U/g•h 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/g•h 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 lycopersici

2.1.2 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p＞0.05，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p＜0.05，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p＜0.05，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 activty

2.2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/g·min 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/g·min 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 lycopersici

2.2.2 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P＞0.05,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 activty

2.3 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（30.29U·g-1·min-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 lycopersici

2.3.2 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p＞0.05,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 activty

3.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

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Influence 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 strong stress changes, and a sense of slow increase in disease varieties; the non-inoculated leaves of tomato seedlings, the activity of inter-species no significant differences in the changes and trends are not obvious; after inoculation Erysiphaceae PPO activity of disease-resistant varieties of the rapid increase in virus infection showed a strong stress changes in the trend of relatively slow rise susceptible.

Key words: Tomato powdery mildew; Tomato lycopene defense enzyme; Resistance; Relevance

致 谢

本文的构思和设计是在 老师的悉心指导和帮助下完成的，论文从写作、修改、定稿无不渗透着老师的关怀和指导。在实习期间，尤其受到老师渊博的知识、严谨治学态度的感染和熏陶，使我受益匪浅。在写作过程中还得到了许多同学的帮助。在此，谨向老师和同学们表示衷心的感谢。