甘薯抗蔓割病的酚类物质代谢的研究

通过对甘薯抗蔓割病品种"金山57"和感病品种"岩薯8-6"接菌处理,研究了甘薯体内酚类物质的代谢规律以及与PAL酶活性的变化关系及其对甘薯抗蔓割病的影响。结果表明,两品种接种蔓割病菌后植株体内总酚、类黄酮、木质素、绿原酸、阿魏酸等含量都有提高,但抗病品种比感病品种酚类物质的积累速度快、保持较高浓度的时间长,从而更有利于抵抗病原菌侵染。同时,接菌后PAL酶活性的提高也与品种抗性呈正相关。     

甘薯抗薯瘟病的苯丙烷类代谢研究

甘薯瘟病是甘薯的重要病害, 严重影响甘薯的品质和产量.本试验在甘薯苗期, 通过剪叶法接菌研究甘薯抗感病品种苯丙烷类代谢的变化规律.结果表明: 甘薯抗感病品种接菌后PAL、POD活性均有所提高, 且提高速度与品种抗性呈正相关; 抗病品种接菌后木质素和绿原酸含量显著增加, 感病品种接菌后绿原酸、总酚和类黄酮含量波动较大, 木质素含量降低.相关性分析表明, 接菌后木质素和绿原酸的积累与甘薯品种抗病性密切相关.接菌后PAL、POD活性迅速提高并积累木质素和绿原酸等抗病物质是甘薯抗薯瘟病的苯丙烷类代谢基础, 在抗病品种鉴定方面有一定的参考价值.     

黄瓜枯萎菌粗毒素对不同抗性黄瓜种子萌发及幼苗胁迫作用研究

利用黄瓜枯萎菌粗毒素处理不同抗性品种黄瓜,研究粗毒素对黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响,结果表明:粗毒素对不同抗性的黄瓜胚根生长和侧根分化均有抑制作用,且随处理浓度增加,抑制作用愈加明显,但粗毒素对感病品种的抑制作用强于抗病品种。粗毒素胁迫使黄瓜胚根的细胞膜透性、MDA含量、可溶性糖含量增加,其中感病品种的细胞膜透性和MDA含量高于抗病品种,但可溶性糖含量低于抗病品种。在粗毒素处理36 h内,抗感品种黄瓜幼苗的PAL、PPO和POD酶活性均呈现先升高后降低的趋势,其中PAL和PPO的峰值出现在粗毒素处理12 h,而POD的峰值出现在粗毒素处理24 h,抗病品种的3种酶活性峰值高于感病品种。表明抗病品种对黄瓜枯萎菌粗毒素胁迫的抵抗能力强于感病品种。     

硅对黄瓜白粉病抗性的影响及其生理机制

以黄瓜感病品种为材料,研究了施硅和诱导接种白粉菌对抗坏血酸过氧化物酶(AsA-POD)、脱氢抗坏血酸还原酶(DR)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)活性与酚类物质含量变化的影响。结果表明:诱导接种后,营养液中加硅酸盐显著降低黄瓜白粉病病情指数,显著提高了黄瓜叶片中AsA-POD、PPO的活性,而DR、PAL活性低于不施硅处理,但差异不显著。施硅处理的酚类物质含量较高,并显著降低病情指数。     

甘薯抗疮痂病多胺与吲哚乙酸代谢的研究

研究不同抗性甘薯品种受疮痂病菌侵染前后多胺和吲哚乙酸代谢变化结果表明 ,感染疮痂病菌后抗病与感病品种甘薯叶片中吲哚乙酸含量和多胺氧化酶活性降低 ,多胺总量及腐胺含量增加 ,腐胺 / (精胺 亚精胺 )比值升高 ,感病品种变化幅度高于抗病品种。疮痂病菌侵入后感病品种甘薯叶片中绿原酸含量下降 ,吲哚乙酸氧化酶和过氧化物酶活性升高 ,而抗病品种则相反。     

氯化钾对玉米茎腐病抗性反应中酚类物质代谢的影响

采用田间试验,比较人工接种禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）后,不同氯化钾处理对玉米酚类物质代谢的影响,揭示氯化钾提高作物抗病过程中的酚类物质代谢机理。结果表明,诱导接菌加速了玉米对K+的吸收,且施用氯化钾可以提高接菌后玉米茎髓中苯丙氨酸解氨酶（PAL）的诱导活性,加速多酚氧化酶（PPO）活性的升高,提高过氧化物酶（POD）活性的峰值。此外,施钾还有利于增加茎髓中固有木质素的含量,增加诱导产生的木质素和总酚的积累量。说明钾素可以通过调节酚类物质的代谢,增强次生代谢能力,提高玉米对茎腐病的抗性。     

不同钾肥对番茄幼苗酚类物质代谢作用的影响

采用水培试验,研究不同钾肥水平（K 0、4.0、8.0、1.6 mmol/L）、钾肥品种（KNO3、K2SO4）对中杂106（ZZ106）和毛粉802（MF820）两种番茄幼苗生长、酚类物质代谢作用的影响。结果表明,两种钾肥均在倍增浓度（8.0 mmol/L）处理中的番茄叶片、根部酚类物质代谢最活跃。施用K2SO4处理植株鲜重、干重、植株钾含量均显著高于KNO3,但KNO3处理番茄苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性、总酚、类黄酮、木质素含量均高于K2SO4。中杂106的代谢酶活性及代谢产物、鲜重、干重、叶片钾含量均显著高于毛粉802,但根系钾含量显著低于毛粉802。总之,施钾有利于番茄叶片和根系PAL、多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）活性的提高以及总酚、类黄酮和木质素的合成,供钾不足、过量均会降低代谢酶的活性以及影响酚类物质和木质素的含成。K2SO4比KNO3更能促进番茄植株生长发育,但施用KNO3的处理番茄植株酚类物质代谢能力优于K2SO4。中杂106的生长发育及酚类物质代谢能力均优于毛粉802。     

欧李种质叶片类黄酮含量及不同组分特征研究

为筛选出欧李叶片类黄酮和9种类黄酮物质中单一物质含量较高的品种,并分析确定具有抗氧化和抑制酪氨酸酶活性的物质,本研究以38份欧李种质基生枝成熟期叶片为试材,利用超高效液相色谱法(UHPLC)测定儿茶素、表儿茶素、甘草素、芦丁、槲皮素、槲皮素-7-O-葡萄糖苷、杨梅素、光甘草定、根皮素活性物质含量,对其抗氧化及抑制酪氨酸酶能力进行分析。结果表明,38份欧李种质叶片中,Y09-14品种类黄酮含量最高,为64.84 mg·g^-1,且类黄酮及其9种组分的变异系数均超过20%,表明其遗传多样性丰富。根据叶片类黄酮含量进行聚类分析,发现70%以上的种质为中类黄酮类型。通过对不同种质欧李叶片类黄酮及不同组分物质含量的测定发现,儿茶素、表儿茶素、芦丁、槲皮素-7-O-葡萄糖苷在38份种质中均能被检测到,且儿茶素含量为6.271~935.295 mg·100 g^-1,极显著高于另外8种物质。4种不同活性物质(儿茶素、表儿茶素、芦丁、槲皮素-7-O-葡萄糖苷)与DPPH清除率呈极显著正相关(P<0.01),表明这种活性物质的抗氧化能力较强;芦丁、槲皮素-7-O-葡萄糖苷、光甘草定与酪氨酸酶抑制率呈正相关。本研究为欧李后期相关物质的检测及提取提供了依据。     

施硅对水稻白叶枯病抗性及叶片抗氧化酶活性的影响

【目的】水稻白叶枯病是一种细菌性枯萎病害,是限制水稻生产的重要生物因素之一。通过田间接种白叶枯病菌,研究施硅对水稻叶片中丙二醛含量及抗氧化系统酶活性的影响及其抗白叶枯病的机理,为安全有效的防治病害提供理论依据。【方法】以唐粳2号水稻品种为材料,2013年在河北省秦皇岛市进行田间试验,试验在两个施氮水平 [N 180 kg/hm2(正常供氮,N180), 450 kg/hm2(高量供氮,N450)]下设3个硅处理[不施硅(-Si),施硅酸钠(Si1, 以SiO2计,70 kg/hm2), 施硅钙肥(Si2, 以SiO2计,70 kg/hm2)],在水稻孕穗期采用剪叶法接种白叶枯病菌,研究硅对接种后30 d水稻病情指数和第1 d、 3 d、 5 d、 7 d和10 d水稻叶片中丙二醛(MDA)含量、 超氧化物歧化酶(SOD)活性、 过氧化氢酶(CAT)活性、 抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的影响。【结果】接种白叶枯病菌后,正常供氮水平,施硅处理的病情指数比不施硅处理平均降低17.8%(P0.05); 高量供氮水平,施硅钙肥的病情指数比不施硅降低15.1%(P0.05),而施硅酸钠的病情指数差异不显著。接种白叶枯病菌后,施硅处理的水稻叶片MDA均低于不施硅处理,且在正常供氮水平第7 d和高量供氮水平第3 d、 第7 d差异达显著水平。接种白叶枯病菌后,正常供氮水平第1 d、 第7 d和高量供氮水平第1 d、 第5 d,施硅处理的水稻叶片中SOD活性均显著高于不施硅处理,且第1 d施硅钙肥的叶片SOD显著高于施硅酸钠处理; 接种白叶枯病菌后,施硅处理的水稻叶片中CAT活性均高于不施硅处理,但未达显著水平; 高量供氮水平第1 d、 第7 d和第10 d施硅处理的水稻叶片中APX活性均显著高于不施硅处理。【结论】施硅能提高感病水稻叶片中SOD、 CAT和APX的活性,降低水稻叶片中MDA含量,有效清除植物体内活性氧(ROS),从而增强了水稻抗白叶枯病的能力; 在高量供氮水平下,硅钙肥抵御白叶枯病效果好于硅酸钠。     

烟粉虱取食对不同抗虫性辣椒品种营养物质和抗性物质的影响

为了探讨烟粉虱取食对辣椒体内营养物质和抗性物质的影响,选择抗虫辣椒品种(‘新一代三鹰椒’、‘新苏椒五号’)和感虫品种(‘苏椒13号’、‘苏椒15号’)各2个,每株辣椒分别接烟粉虱成虫0头(对照)、30头(低密度)、60头(中密度)和120头(高密度),取食24 h后测定辣椒叶片中叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白以及酚类、黄酮类化合物含量。结果发现,低密度的烟粉虱取食后,辣椒叶片叶绿素含量显著上升,随着虫口密度的提高,叶绿素含量有所下降,但仍高于对照;感虫辣椒品种的叶绿素含量增加幅度高于抗虫品种。低密度和高密度的烟粉虱取食后,辣椒叶片中可溶性糖含量出现明显下降趋势,抗虫品种的下降幅度大于感虫品种。低密度和中密度的烟粉虱取食后,辣椒叶片中可溶性蛋白含量显著下降,但高密度烟粉虱取食后辣椒叶片中可溶性蛋白含量明显上升;抗虫品种的变化幅度明显高于感虫品种。烟粉虱取食后,叶片中酚类化合物含量明显上升,感虫品种的上升幅度较抗虫品种上升幅度大;随着虫量的增加,辣椒叶片中酚类化合物含量呈明显上升趋势,但高密度烟粉虱取食后酚类化合物含量出现明显下降趋势。烟粉虱取食后,感虫辣椒品种‘苏椒15号’叶片中黄酮类化合物含量明显上升;其他3个品种在中等以下密度的烟粉虱取食时,黄酮类化合物与对照差异不显著,但在高密度烟粉虱取食时,黄酮类化合物明显高于对照。研究表明,烟粉虱取食可引起辣椒营养物质和抗性物质含量向着有利于提高抗虫性的方向改变,但不同虫口密度下不同辣椒品种的改变幅度不同。研究结果为进一步揭示寄主植物与烟粉虱之间的防御和反防御机制提供了基础。     

两株芽孢杆菌对茶用菊红心菊生长和品质的影响

为探讨从不同品种菊花根际土壤中分离的两株芽孢杆菌对茶用菊生长和品质的影响,以茶用菊红心菊为试验材料,研究对照(CK)、接种解淀粉芽孢杆菌处理(Ba)、接种枯草芽孢杆菌处理(Bs)、接种解淀粉芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌混合处理(Ba+Bs)对茶用菊红心菊各生育期生理指标的影响。结果表明,苗期菌剂对各生理指标的促生效果显著高于生长期和花期;花期时,菌剂接种处理均不同程度地促进了茶用菊红心菊收获时品质和产量的提高,其中绿原酸、木犀草苷、3,5-二咖啡酰基奎宁酸含量与CK相比平均提高20%左右,且三组接种菌剂处理之间无显著差异,而Ba+Bs处理后红心菊的黄酮含量最高,比CK提高15.64%,同时该处理红心菊的估产量也最高,比CK、Ba和Bs分别提高了152.00%、64.12%和33.61%。综上所述,在茶用菊苗期栽培土壤中混合接种解淀粉芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌(Ba+Bs)可以显著提高红心菊外观品质、花期产量以及茶用品质。本研究结果为今后茶用菊功能微生物有机肥研发奠定了良好的基础。     

Impact of agrochemicals on Peronospora sparsa and phenolic profiles in three Rubus arcticus cultivars

The main arctic bramble ( Rubus arcticus) cultivars are susceptible to downy mildew ( Peronospora sparsa), which seriously threatens the cultivation. The efficiency of Aliette, Euparen M, phosphite-containing Phosfik, Phostrol, Farm-Fos-44, and Kaliumfosfiet, as well as Bion was evaluated in the greenhouse. Fewer symptoms and less Peronospora DNA were found in plants treated with Euparen M and Bion, whereas Aliette, Phosfik, and Phostrol gave moderate protection. Three arctic bramble cultivars showed varying susceptibility to P. sparsa. An inexpensive and fast in vitro plate test gave results parallel with those obtained in the greenhouse. Quantitative differences were found in the phenolic profiles of the leaves of different cultivars and in different treatments. Several phenolic compounds were tentatively identified in arctic bramble for the first time, for example, monomeric and oligomeric ellagitannins and galloylglucoses. Negative correlation was found between the amount of P. sparsa DNA and flavonol glycosides and some ellagitannins in the leaves 8 days after inoculation, suggesting a possible role for these phenolics in the defense.     

Foliar application of vanillic and p-hydroxybenzoic acids enhanced drought tolerance and formation of phytoalexin momilactones in rice

In this study, two rice cultivars including a drought tolerant (Q8) and a drought susceptible (Q2) were foliar applied with exogenous vanillic acid (VA) and p-hydroxybenzoic acid (PHBA) to examine their effectiveness on drought-tolerant levels and induction of pigments, antioxidants, phenolics, flavonoids, and phytoalexin momilactones A (MA) and B (MB). Generally, the tolerant level of Q2 was more accelerated than those of Q8. Total contents of phenolics, flavonoids, pigments, and antioxidant activity were positively promoted, although the difference between Q8 and Q2 was negligible. In the quantitative induction of phenolic acids, VA, PHBA, and VA+PHBA showed dose-dependent variable effects, of which Q2 was more influenced than Q8. In all treatments, PHBA appeared to have a more significant role toward drought tolerance than VA. Although MB was found only in non-treated Q8, treatments of VA+PHBA caused formation of both MA and MB, however the induced quantities of MA and MB varied among applied doses and rice cultivars. This research is the first to show that, besides increasing antioxidant activity and total pigments, phenolics, and flavonoids, application of VA and PHBA induced phytoalexins MA and MB to enhance rice drought tolerance, of which MB may play a greater role than MA.     

硅对水稻防御性关键酶活性的影响及其与抗稻瘟病的关系

通过室内溶液培养试验,研究了硅酸盐对接种稻瘟病菌后水稻的病情指数、植株生物量、过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的影响。结果表明,施硅能显著降低水稻稻瘟病的发病率和病情指数,防治效果达60.59%;显著减轻稻瘟病对水稻地上部的危害,干物质量显著高于不施硅处理,但对地下部生长影响不明显;接种后水稻叶片POD活性均升高,在第5 d达到最大值,施硅处理显著低于不施硅处理,与稻瘟病抗性成负相关;水稻叶片PPO活性在接种后第5 d达到峰值,从第4 d开始施硅处理显著高于不施硅处理;接种后水稻叶片的PAL活性快速升高,在第24 h达到最大值,施硅处理显著高于不施硅处理,是其1.44倍。说明硅能提高防御性关键酶的活性,参与水稻本身防卫机制,通过一系列的生理生化作用来增强水稻的抗性。     

Stimulation of phenolic metabolism by silicon contributes to rice resistance to sheath blight

Sheath blight caused by Rhizoctonia solani is a major disease of rice worldwide. Silicon (Si) can enhance rice resistance to sheath blight, but the relation with phenolic metabolism is poorly known. Two rice cultivars with different levels of resistance to R. solani (resistant Teqing and susceptible Ningjing 1) were studied to determine the effects of Si on disease intensity (rated from 0 to 9) and the involvement of phenolic compounds in disease resistance. Variation in the concentrations of phenolics (including total soluble phenolics, flavonoids, and lignin) and in the activities of defense‐related enzymes polyphenoloxidase (PPO) and phenylalanine ammonia‐lyase (PAL) in rice leaf sheaths was investigated. The results show that Si application reduced sheath‐blight disease ratings of Ningjing 1 and Teqing by 2.96 and 0.65, respectively. In uninoculated plants, Si application alone had no significant effects on the concentrations of phenolic compounds or on the activities of PPO and PAL. In inoculated plants, Si application increased phenolics concentrations and PPO and PAL activities only in the susceptible cultivar Ningjing 1. We conclude that Si‐induced enhancement of phenolic metabolism contributed to the improved resistance of rice to sheath blight in the sensitive cultivar.     

不同施肥措施对番茄连作土壤酚酸含量和微生物功能多样性的调节

设施内蔬菜连作土壤酚酸含量和微生物功能多样性的异常是导致连作障碍的关键因素。利用毛细管电泳及BiologECO生理学研究法研究了鸡粪(M)、鸡粪+K2SO4(MK)、鸡粪+稻草(MR)、鸡粪+稻草+K2SO4(MRK)对温室内番茄连作6年土壤中对羟基苯甲酸、苯甲酸、阿魏酸及肉桂酸及微生物功能多样性的影响,以不施肥处理为对照(CK)。结果表明:与CK相比,不同物料组合施用能够显著降低土壤中酚酸含量,其中MRK处理降低效果最明显,土壤中对羟基苯甲酸、苯甲酸分别降低7.11%~57.04%、81.84%~83.32%。不同物料组合施用提高了土壤微生物对碳源的利用强度,其中MRK处理土壤微生物对碳源利用能力最强,且微生物多样性指数最高,其Shannon和Mch Intosh多样性指数比其他处理平均提高3.93%~10.07%、6.22%~27.47%。主成分分析表明,M处理土壤的微生物功能多样性差异主要是由于氨基酸、羧酸类、聚合物或酚酸类碳源引起的,而MR处理则是由碳水化合物或胺类碳源引起。微生物多样性指数与土壤中对羟基苯甲酸、苯甲酸、阿魏酸及肉桂酸含量呈显著负相关。MRK处理番茄产量分别比MK、MR、M、CK提高5.87%、11.34%、22.85%、30.13%,但MK番茄产量与MRK相差不明显。设施栽培条件下,鸡粪、稻草和K2SO4配合施用对提高土壤微生物功能多样性,降低土壤酚酸类物质含量,减缓连作障碍具有重要意义。     

硅对水稻病程相关蛋白活性和酚类物质含量的影响及其与诱导抗性的关系

为阐明硅提高水稻抗稻瘟病的生理机制,采用室内溶液培养试验,研究了硅对接种稻瘟病菌后水稻叶片的几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性以及总可溶性酚和木质素含量的影响。结果表明,接种稻瘟病菌能诱导几丁质酶活性的快速上升,不施硅处理的几丁质酶活性在第2 d达到第一个峰值后就开始下降,而施硅处理的几丁质酶活性则继续上升直到第4 d才开始下降,从第4～8 d显著高于不施硅处理。β-1,3-葡聚糖酶活性在接种后的第4 d之前均上升缓慢,处理间差异不显著;第4 d后开始上升,到第8 d达到最大值;不施硅处理上升更快,显著高于施硅处理。接种稻瘟病菌能诱导水稻叶片总可溶性酚含量快速上升,施硅处理和不施硅处理分别在接种后的第3和第4 d达到峰值,并开始快速下降;施硅能显著提高总可溶性酚含量。水稻叶片中的木质素含量在接种后的第1 d快速上升,并维持较高水平,施硅处理显著高于不施硅处理;但在感病后期（第6 d）,施硅处理开始显著低于不施硅处理。