黄瓜(Cucumis sativus L.)在栽培生产中常感染由古巴假霜霉菌(Pseudoperonospora cubensis)侵染所致的霜霉病而造成严重经济损失。植物几丁质酶能水解真菌细胞壁中的几丁质以抵御病原菌的侵染,是一类重要的病程相关蛋白(pathogenesis-related proteins, PRP)。植物的几丁质酶主要分布在细胞间隙和液泡内,胞间隙几丁质酶常在病原菌侵染后首先诱导累积。因此,研究胞间隙几丁质酶的积累变化规律对于揭示植物抗病防御反应的机理具有重要意义。1.本文采用不同霜霉病抗性的黄瓜品种,研究了接种霜霉菌后黄瓜幼苗叶片胞间隙液中几丁质酶诱导积累的动态变化及接种对幼苗生长的影响。结果表明:与易感病品种“长春密刺”相比,抗病品种“津春4号”叶片胞间隙蛋白浓度升高快,含量高;几丁质酶活性上升的速度快、幅度大,于接种后第2天达到峰值,且高活性维持至第7天;通过SDS-PAGE电泳,观察到一种27kDa的几丁质酶在接种后第2天迅速积累,并在接种后第4、7天呈现出较高的表达量;Western blotting的结果证实了上述几丁质酶表达的变化。同时,接种后抗病黄瓜叶片乙烯释放量增加迅速,而易感品种在接种后期乙烯释放量上升的幅度大。此外,与对照相比,接种处理后4、7天易感病黄瓜幼苗鲜重、干物质积累量均出现显著降低,而接种后第7天抗病品种的上述生长指标要显著高于易感病品种。以上研究结果表明,胞间隙几丁质酶与黄瓜对霜霉病的抗性密切相关。2.乙烯被认为是植物抗病原菌侵染反应的一种信号分子,与植物在抗病反应中合成PRP密切相关。乙烯利是化学合成物,能被植物很快吸收并释放出乙烯。本文以“津春4号”黄瓜为试材,研究了喷施不同浓度乙烯利对黄瓜幼苗叶片胞间隙液几丁质酶诱导积累的动态变化及对幼苗生长的影响。结果表明:与对照相比,乙烯利处理后黄瓜叶片胞间隙蛋白含量增加;几丁质酶活性水平也随乙烯利处理的浓度出现了不同幅度的上升,其中,0.02%的乙烯利对几丁质酶的诱导作用最强;通过SDS-PAGE电泳,观察到0.02%乙烯利处理1天后,一种27kDa几丁质酶在胞间隙的积累,并在随后的取样时间内有显著地表达。Western blotting分析进一步证实了上述结果。此外,同对照相比,0.01%和0.02%乙烯利处理后7天,黄瓜幼苗株高增量显著降低,0.02%处理的茎粗增量显著增加。上述结果表明,乙烯利可以诱导黄瓜胞间隙几丁质酶的产生积累,诱导的效果与黄瓜对乙烯浓度的感受直接相关。本研究表明,霜霉菌接种或乙烯利处理均可诱导黄瓜叶片胞间隙27kDa几丁质酶的积累,接种处理对27kDa几丁质酶的诱导作用与黄瓜叶片乙烯的释放密切相关。
