水杨酸和乙烯信号转导在拟南芥相应灰霉菌侵染后生长发育及光合作用的影响

吕梓剑 龙瑶 张效焓 李琳琳

摘要：以野生型拟南芥哥伦比亚（Columbi））和水杨酸、乙烯信号转导阻断双重突变体nprl-l/ein2-1两种基因型拟南芥为试材，试验研究了灰霉菌侵染后水杨酸和乙烯信号转导对拟南芥生长发育情况及对光合作用的影响。试验结果显示：水杨酸信号转导阻断与乙烯信号转导阻断双突变体nprl-l/ein2-1灰霉菌侵染后单株干重与对照相比明显下降;而光合作用相关参数下降更为明显，与叶绿色含量下降呈正相关关系。

关键词：水杨酸;乙烯;生长发育;光合

中图分类号：S481.4

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）10-0014-02

1引言

自然界中，植物需要面对各种病原物（细菌、真菌和病毒等）的侵袭，生物胁迫常破坏植物的叶片结构，叶绿素含量降低导致光合作用受影响，干物质积累减少，进而降低植物的生长速度。植物在长期进化过程中发展了多重适应生物胁迫的机制，植物与病原物互作过程中，植物体内发生一些列信号传递，并激发防御体系是植物产生抗病反应。目前明确的信号分子如Ca2，水杨酸（SA），乙烯（ET），茉莉酸（JA）等。灰霉病是由灰葡萄孢菌（Botrytis cinerea）引起的一种可危害蔬菜、果树及花卉等多种植物的重要病害多种植物。ET和SA可以诱导植物对多种真菌及细菌病害产生抗性。但关于ET和SA交叉抗性研究较少。以野生型拟南芥哥伦比亚（Columbia）和水杨酸、乙烯信号转导阻断双重突变体nprl-l/ein2-1两种基因型拟南芥为试材，调查灰霉菌侵染后水杨酸和乙烯信号转导对拟南芥生长发育情况及对光合作用的影响。

2实验材料与方法

2.1实验材料

拟南芥生态型哥伦比亚（Columbia）和水杨酸、乙烯信号转导阻断双重突变体nprl-l/ein2-1种子由郝琳（沈阳师范大学）教授惠赠。种子依次经75%乙醇处理30s，无菌水清洗2～3次，0.1%次氯酸钠表面消毒8mm，无菌水清洗2～3次，无菌吸水纸吸干后播种在MS固体培养基中。培养条件为：14 h光照、10h黑暗，温度为22℃/18℃。发芽3周后侵染灰霉菌，5d后调查发病情况、干鲜重、光合作用和叶绿素含量。

2.2供试菌种

灰霉菌（B.cinerea）由辽宁省农科院蔬菜花卉所提供，菌株在PDA培养基上，28℃培养一周，用无菌水从培养基上洗脱灰霉病原孢子，配制成2×105个/mL的孢子悬浮液待用。

2.3植物生长及生理指标测定

（1）材料干鲜重的测定。不同基因型拟南芥侵染灰霉菌5d后测定单株植株的鲜质量与干质量。

（2）光合作用和叶绿素含量的测定。使用L16400拟南芥专用叶室测定Pn和Fv/Fm，采用刘等的方法测定拟南芥叶片中叶绿素含量，并通过公式计算出叶绿素的含量。

3结果与分析

3.1植物生长发育的影响

如图1，2所示，从两组对照的拟南芥生长发育情况可以看出，Columbia型拟南芥无论是未侵染还是侵染灰霉菌后，单株鲜重还是干质量均高于水杨酸信号转导阻断与乙烯信号转导阻断双突变体nprl-l/ein2-1。说明水杨酸与乙烯信号转导阻断在正常条件下就影响了植株的正常生长，侵染灰霉菌后生长发育抑制现象严重。水杨酸信号转导阻断与乙烯信号转导阻断双突变体nprl-l/ein2-1生长发育在灰霉菌侵染后明显低于野生型的拟南芥，说明SA和ET正调控拟南芥灰霉病抗性的生长发育。

3.2叶绿素含量和光合作用的影响

如图3所示，在无灰霉菌侵染情况下，Columbia型拟南芥和nprl-l/ein2-1双突变体二者间叶绿素无明显差别，灰霉菌侵染后趋势相同叶绿素含量均下降，而nprl-l/ein2-1双突变体叶绿素含量低于Colum-bia型拟南芥。结果表明，在灰霉菌侵染后，两种基因型拟南芥叶绿素含量都略有下降但是幅度不大。

如图4，5所示，供试的两个品种拟南芥在灰霉菌侵染后净光合效率和最大光化学效率降低，与野生型Co-lumbia拟南芥相比，nprl-l/ein2-1双突变体得净光合效率和最大光化学效率下降幅度较大，而Columbia拟南芥受影响相对较小。试验结果与叶绿素含量变化基本吻合。

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