甜菜几丁质酶和_1_3_葡聚糖酶活性与其对丛根病抗性的关系VIP专享VIP免费

281植物生理与分子生物学学报,JournalofPlantPhysiologyandMolecularBiology2005,31(3):281-2862004-08-26收到，2005-03-11接受。国家自然科学基金项目(No.30360059)资助。*E-mail:syzh36@yahoo.com.cn;Tel:0471-4301709甜菜几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性与其对丛根病抗性的关系张少英1,2*，王俊斌2，王海凤2，邵金旺2，李国龙2，李晓东3(1东北农业大学农学院，哈尔滨150030；2内蒙古农业大学甜菜生理研究所，呼和浩特010018；3内蒙古农业科学院甜菜研究所，呼和浩特010031)摘要：应用比较生理学方法，以抗丛根病(rhizomania)性不同的4个甜菜品种为材料，研究了丛根病地和无丛根病地上抗、感病品种的几丁质酶(chitinase)和β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-glucanase)活性与甜菜抗丛根病的关系。抗病品种在病地和无病地上皆比感病品种具有较高的几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性，表明这两种酶与甜菜抗丛根病性有关；另外，病地上两种酶的活性均不同程度地高于无病地上，是病原物侵染诱导抗性的表现。关键词：甜菜；丛根病；几丁质酶；β-1,3-葡聚糖酶中图分类号：Q945甜菜丛根病是目前甜菜生产上最严重的病害之一。甜菜感染丛根病后，块根产量和含糖率大幅度下降，给甜菜生产及其制糖业造成巨大的经济损失(王瑞刚等2000；杨继春等2003)。该病害是由甜菜坏死黄脉病毒(beetnecroticyellowveinvirus，BNYVV)侵染，以低等真菌——甜菜多粘菌(Polymyxabetae)为传播介体的一种土传病毒病(李彦丽和齐兴亚2001；杨继春等2003)。近年来两种细胞壁水解酶(cytohydrolase)即几丁质酶(chitinase)和β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-glucanase)在植物抗病中的作用受到广泛关注。这两种酶普遍存在于高等植物中，能够降解几丁质和β-1,3-葡聚糖。植物体内不存在几丁质，β-1,3-葡聚糖也只在细胞壁中少量存在，但这两种物质是绝大多数病原真菌细胞壁的主要骨架结构成分。几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶可通过水解病原菌细胞壁直接杀死真菌，其作用具有“协同性”(陈坚等1998；薛应龙和欧阳光察1998；史娟等2002；Collinge等1993)。相对于其他作物抗病生理生化方面的研究，国内外在甜菜方面的研究报告较少，尤其是细胞壁水解酶与甜菜抗丛根病的关系尚未见报告。本试验从比较生理学角度研究在丛根病地和无丛根病地(以下简称病地和无病地)上抗、感丛根病(以下简称抗、感病)品种的几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性与甜菜抗丛根病的关系，以期探明病原物侵染与甜菜抗性相互关系的机理，为甜菜选种提供抗病生理的理论依据。1材料与方法1.1材料甜菜(BetavulgarisL.)抗病品种：农华9808、内甜抗201；感病品种：甜研304、包育202。1.2试验设计及处理无病地试验在内蒙古农业大学教学农场进行，小区面积9.6m×5m，2003年4月15日播种，10月15日收获、测产、检糖。病地试验在呼和浩特市毕克齐镇甜菜丛根病3级病地上进行，小区面积14.4m×4.5m，2003年4月20日播种，10月20日收获、测产、检糖。试验全部采用小区设置，品种顺序排列，每个品种种植6行，6次重复，其中3个小区为取样区，3个小区为测产区。试验地设置保护行，田间管理一致。在甜菜各生育时期取样。无病地取样时间为6月7日、6月26日和7月28日；病地取样时间为6月12日、7月1日、8月6日和9月19日。在3个固定小区内按对角线定点取样，第一次取样30株，以后每次取样20株。将样品放在冰桶内带回实验室，用水冲洗净表面泥土，用干净吸水纸吸掉水分。分别选取同一品种各植株上位置相同的功能叶3片，取其上、中、下等宽部分剪碎混匀，根切碎混匀后进行测定。1.3几丁质酶活性的测定参照Boller(1983)的方法。称取1.0g鲜重的材料，加5mL0.1mol/L的乙酸缓冲液(pH5.0)冰浴研磨，10000×g离心10min，上清液在10000×g下再离心10min，上清液置冰箱备用。取0.4mL酶液，加入40µL1%蜗牛酶，37℃水浴反应30min后，加入0.2mL饱和硼砂，放在沸水浴中728231卷植物生理与分子生物学学报min，冷却后加入2mL冰醋酸和1mL1%对二甲氨基苯甲醛(DMAB)，37℃保温15min，585nm下测定其光密度。一个酶活性单位(U)定义为每克植物材料在上述条件下产生1µmolN-乙酰氨基葡萄糖所需的酶量。1.4β-1,3-葡聚糖酶活性的测...