糖分含量对番茄叶片Pst DC3000抗性的影响及其机理

研究糖代谢对番茄叶片细菌性叶斑病(Pst DC3000)抗性的影响及其可能的生理生化机制,为抗病番茄新品种的选育提供参考。以糖代谢特征不同的早上取样叶片(早8:00取样)和晚上取样叶片(晚6:00取样)为材料,测定离体接种后不同时期(0、24、48 h)上述两种叶片在Pst DC3000抗性、细菌密度、可溶性糖和淀粉含量、转化酶活性、水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)含量、细胞死亡和H₂O₂积累方面的差异。结果表明,和早上取样叶片相比,晚上取样叶片对Pst DC3000具有更高的抗性,表现为较轻的病斑和细胞死亡现象,同时叶片内的细菌密度也极显著(P≤0.01)降低。此外,和早上取样叶片相比,晚上取样叶片在接种后具有更高的淀粉含量(0~48 h)、葡萄糖含量(0、24 h)和果糖含量(24、48 h),但在蔗糖含量上无显著差异。对3种转化酶活性的测定表明,晚上取样叶片的细胞壁转化酶(CWIN)活性在接种后0、48 h显著(P≤0.05)低于早上取样叶片,而细胞质转化酶(CIN)活性在接种后24、48 h则显著(P≤0.05)高于早上取样叶片,液泡转化酶(VIN)活性在两种叶片之间无显著差异。最后,和早上取样叶片相比,晚上取样叶片具有相对较少的H₂O₂积累(48 h)和显著(P≤0.05)较高的游离态SA和JA含量(48 h)。总之,和早上取样叶片相比,晚上取样叶片具有较高淀粉、己糖含量和CIN活性,以及较低的CWIN活性,这可能是晚上取样叶片具有较高SA和JA含量,以及较少H₂O₂积累和细胞死亡的重要原因,从而使得晚上取样叶片对Pst DC3000的抗性提高。     

番茄及灰霉菌转化酶和糖转运蛋白基因在发病期的表达研究

研究番茄叶片接种灰霉菌后番茄和病菌各自的转化酶和糖转运蛋白基因表达水平的变化规律,以阐明番茄和病菌各自的转化酶和糖转运蛋白在发病中的可能作用.通过系统测定接种后0、12、36和60 h番茄和灰霉菌的转化酶和糖转运蛋白基因的表达,结果发现,在接种后叶片逐渐发病,60 h时出现明显病斑.番茄叶片的CWIN基因LIN6表达水平在接种后12和60 h显著高于对照叶片,CWIN抑制蛋白基因INVINH1表达水平在接种后12 h也显著高于对照;番茄的2个STP基因SlSTP2和SlSTP1的表达水平分别在接种后12和60 h显著高于对照叶片;此外,番茄的3个CladeⅢSWEET基因SlSWEET10c、SlSWEET11a和SlSWEET11c在接种后12 h即显著高于对照叶片.灰霉菌胞外转化酶基因Bc1g10247的表达水平在接种叶片后大幅上升,此外BcHXT1、BcHXT6、BcHXT13这3个己糖转运蛋白的表达水平在接种后也呈大幅上升趋势.总之,番茄CWIN和STP基因表达水平的上升并不能有效诱导抗病反应并阻止灰霉菌吸收叶片中的糖分.相反,番茄CladeⅢSWEET表达的上升可能会导致蔗糖被大量转运至细胞外空间,而灰霉菌胞外转化酶和己糖转运蛋白表达量的上升则可将细胞外蔗糖分解为己糖并吸收利用,最终导致灰霉病的发生.