‘锦苗标靶’诱抗剂抑制列当寄生向日葵的机制研究

作者：段锐; 刘志达; 郭晓晴; 张之为; 张文兵; 赵君; 张键^*

来源：西北植物学报, 2022, 42(10): 1769-1778.

• 向日葵
• 向日葵列当
• 锦苗标靶
• 诱导抗性

该研究通过对2个向日葵品种(LD5009和JK103)根系浇灌‘锦苗标靶’诱抗剂，于浇灌处理后0、24、48和72 h分别对根系取样进行组织化学分析，测定根系H2O2含量、ROS清除酶活性以及抗性相关基因表达，并于浇灌处理后20 d检测向日葵生长指标和根瘤结数量，以明确‘锦苗标靶’对向日葵抑制列当寄生的诱抗机制。结果显示：(1)与对照(施用清水)相比，LD5009在‘锦苗标靶’处理后，列当瘤结数减少了95.5个，寄生率降低了98.20%;瘤结的鲜质量和干质量分别降低了94.60%和81.63%,而向日葵株高和茎粗分别相应增加了2.09 cm和0.52 mm,增长率分别为14.92%和15.29%;JK103在‘锦苗标靶’处理后，列当瘤结数较对照减少了37.5个，寄生率降低了98.04%,瘤结的鲜质量和干质量也分别降低了97.06%和82.69%,而向日葵的株高和茎粗分别增加了2.07 cm和0.39 mm,增长率分别为12.26%和9.70%。(2)‘锦苗标靶’诱抗剂浇灌处理后，2个向日葵品种根系中胼胝质的沉积量均有增加，但以JK103在处理48 h后增加幅度最为明显；JK103和LD5009中H2O2含量在处理24 h后均达到最大值，分别为3.53和2.68μmol·g-1,与对照相比，LD5009的H2O2含量增幅较大，为208.05%。(3)2个品种的ROS清除酶活性在处理后均呈先升高后降低的趋势，且均在处理48 h后达到最大值；JK103+锦苗标靶处理较清水对照的SOD、POD、CAT、PPO活性分别增加了69.77 U·g-1、5.44 U·g-1·min-1、1.88 U·g-1·min-1和527 U·g-1·min-1,而LD5009+锦苗标靶处理后，上述4种酶的活性分别增加了25.91 U·g-1、13.16 U·g-1·min-1、0.50 U·g-1·min-1和313 U·g-1·min-1。(4)抗性相关基因转录水平的检测结果显示，施用诱抗剂后2个品种抗性基因的转录水平都不同程度地被诱导，但以LD5009+锦苗标靶样本中被诱导的幅度最为明显，特别是CAT、Mn-SOD和XTH6基因，其转录水平比对照均上调了50倍之多。研究表明，诱抗剂‘锦苗标靶’对向日葵列当的寄生有显著的抑制效果，且在向日葵列当寄生前(瘤结未形成)施用效果更佳；‘锦苗标靶’可促进向日葵根系细胞中胼胝质的沉积量增加，在结构水平上抵御列当对向日葵根系的侵染，并能够诱导向日葵根系ROS清除酶活性以及CAT、PAL、Mn-SOD和XTH6等基因表达的提高，从而建立向日葵对列当寄生的获得性抗性，但诱导的程度由于品种不同而存在一定的差异。

• 单位
  园艺与植物保护学院; 内蒙古农业大学