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不同玉米品种抗病性与相关酶活性的研究

王光达  
【摘要】: 本实验通过对白山7、龙单13、吉单27、先玉335四个品种玉米及其亲本的大田和盆栽试验,进行人工病菌接种丝黑穗病、大斑病、弯孢叶斑病、茎腐病病原菌。在此条件下,分别在玉米苗期、拔节期、灌浆期采集叶片清洗后超低温保存。实验室内进行多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PLA)、过氧化物酶(POD)的酶活性和SDS聚丙烯酰胺同工酶凝胶电泳的初步研究。发现人工接种植株与对照的3种酶活性变化规律;同工酶酶谱表达上的差异;以及亲本及F1代抗病性遗传关系。结果如下: 1、四个品种及其亲本在不同生育时期(苗期、拔节期、灌浆期),多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PLA)、过氧化物酶(POD)的酶活性呈规律性,即人工接种的三种酶活性都比对照升高,且与抗病性有正相关趋势。感病植株减产明显,F1代发病率处于父本和母本发病率之间。 2、PLA苗期至灌浆期,品种发病后,各品种PAL酶活均上升,抗病强的品种上升幅度最大。由此表明,品种感病性与PAL活性具有某种程度的联系。受病毒诱导后,PAL的激活与品种的诱导抗病性正相关,PAL代谢迅速激活,启动植保素与木质素等防御体系的快速建立,从而表现寄主的诱导抗病特性。不同品种对不同病原物有各自的抗病性反应。 3、POD抗性不同的品种其POD酶活性存在差别,植株发病后,各品种的酶活性均上升,各品种酶活力上升幅度在0.8%-352.4%之间,说明POD的应激表达与品种的抗病性有内在的联系。但上升幅度与品种的抗感病性有一定的关联,品种抗性越强,POD酶活性上升幅度愈大,表明POD活性与品种的诱导抗病性与有正相关趋势。抗病性较强的品种出现了区别于感病品种的新酶带RfO.218,此特异蛋白带的表达,与品种的抗病性相关,可作为品种抗病性检测的生理生化指标。抗病品种同样都多出现一酶带Rf 0.439,进一步证明了在玉米植株体内存在与抗玉米病毒相关的POD同工酶,这一结论将为抗病育种提供极有价值的生理生化基础。 4、PPO各玉米品种及自交系在苗期、拔节期、灌浆期变化幅度不大,不同生长期叶片PPO酶活性的变化与抗感病性是否存在相关性,有待于进一步研究。感染病毒后,各品种及其自交系PPO活性均增加,四个玉米品种及其亲本自交系的病叶比健叶酶活力上升2.5%-41.1%之间,说明病毒侵染玉米植株后,PPO酶量迅速积累,从而抑制病毒的作用。不同品种及自交系间活性比较,差异明显,说明玉米叶片PPO酶活性与品种的抗病性相关。PPO同工酶与品种抗病性的关系研究表明,抗病品种感染病菌后,PPO同工酶出现了新的较强酶带,由此可以看出,病毒等外在因素的干扰,可以激发寄主体内新的PPO防御酶的表达。RfO.267-0.571,该新酶带区的出现与其诱导抗病性相关。 综上所述,本研究可得出以下结论: POD, PPO, PAL酶活性与玉米品种的抗病性呈正相关趋势,这些防御酶的酶活可以作为室内快速检测品种抗病性的指标。受病毒诱导后,这些酶的激活能力与品种的抗病性存在正相关。此试验结果可作为抗病育种理论依据。


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