外源褪黑素对番茄灰霉病抗性及抗氧化酶系统的影响

欧品莉，韩雨航，李琳琳

(大连民族大学，辽宁 大连 116600)

1 引言

番茄(SolanumlycopersicumMill)被列为全世界产量最高的农作物之一。我国北方设施冬春季节温室环境条件符合灰霉病的发病，容易造成灰霉病的爆发和流行。随着对绿色健康食品渴望及环保呼声的日益高涨，有机农药的大量施用对农业生产及生态环境造成的负面影响已引起世界范围广泛关注。寻求安全、低毒的生物农药已被当前社会普遍关注[1]。褪黑素(N-乙酰基-5-甲氧基色胺，Melatonin，MT)，属吲哚类色胺，具有很强的抗自由基作用，可以直接清除植物体内的自由基，保护植物不受过氧化损伤[2]。研究证实，外源褪黑素处理可以提高黄瓜对高温的胁迫[3]；胡萝卜对低温的耐性[4]；在干旱和盐胁迫条件同样发挥重要作用[5]。Pseudomonas syringe pv. tomato DC3000(DC3000)侵染植物可诱导内源褪黑素积累，表明褪黑素在植物抗病响应中可能发挥重要作用[6]。但在真菌方面鲜见报道。

2 实验材料与方法

2.1 实验材料

番茄材料“辽园多利”番茄幼苗在四叶期时，分为两组：对照、褪黑素处理。两组植株分别处理，对照正常栽培管理，植株置于湿度60%培养箱中(平均昼/夜的温度，25 ℃/15 ℃)。外施褪黑素处理3 d后(平均昼/夜的温度，25 ℃/15 ℃，湿度60%)接种灰霉菌保湿100%培养48 h(褪黑素浓度100 μmol/L)，喷施以叶片滴落水珠为标准，接种前喷施3 d，每天喷施3次(早、中、晚)。于接种0～5 d每天取样用于生理指标测定，5 d后调查发病情况。

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 指标测定

接种后5 d调查发病情况统计和病情指数计算参照方中达1998方法。

ROS爆发和抗氧化酶活性测定：H2O2参照Patterson等方法测定[7]、超氧阴离子含量用氨基苯磺酸α-萘胺法测定[8]；SOD、CAT次用南京建成试剂盒测定。

数据采用Excel进行处理和作图。

3 结果与分析

3.1 外源褪黑素处理对番茄抗病性的影响

番茄四叶一心时对照和外施褪黑素处理接种灰霉病5d后调查病情指数，如图1所示，对照植株的病情指数为9.08，外源褪黑素处理后病情指数为7.01，与对照相比病情指数降低了22.75%。说明外源褪黑素处理可降低病情指数，提高番茄对灰霉病的抗性。

图1 外源褪黑素处理对抗病性的影响

3.2 外源褪黑素处理对番茄ROS的影响

如图2所示，对照和褪黑素处理在接种灰霉菌后超氧阴离子产生速率的趋势基本一致，都是迅速升高后逐渐降低到接种前的水平，两个处理在接种灰霉菌2 d超氧阴离子产生速率达到最高，分别为0.58 nmol·min-1.g-1FW和0.49 nmol·min-1.g-1FW，接种前3 d对照的超氧阴离子产生速率均高于褪黑素处理，3d后褪黑素处理略高于对照处理，差异不明显。

图2 外源褪黑素处理对ROS的影响

H2O2含量在接种后的趋势与超氧阴离子产生速率趋势基本一致，但整个处理过程中褪黑素处理H2O2含量均高于对照，其中接种后2d两个处理的含量达到峰值分别为111.11和126.72μmol/g FW，之后下降到稳定水平。

3.3 外源褪黑素处理对番茄抗氧化酶活性的影响

番茄叶片内的SOD和CAT活性灰霉菌侵染过程中的趋势基本一致均迅速升高后逐渐降低，其中如图3所示，褪黑素处理能保持较高的SOD活性，褪黑素处理在1-2d达到活性高峰显著高于对照处理，在处理的1、2d分别是对照的2.67倍和2.31倍。如图4所示，对照的CAT活性在处理1d达到峰值，而褪黑素处理在处理2d达到活性高峰，之后两个处理缓慢下降且褪黑素处理CAT活性一直高于对照。说明褪黑素处理可保持较高的SOD和CAT活性。

图3外源褪黑素处理对SOD活性的影响

图4 外源褪黑素处理对CAT活性的影响