温度和多胺对柑橘溃疡病发生的影响及作用机制

【目的】溃疡病是严重危害柑橘的一种细菌性病害,通常在高温下容易发生。论文旨在阐明高温下柑橘易发生溃疡病的机制,揭示其代谢变化,为利用药剂防治溃疡病提供重要的理论指导。【方法】以感病的甜橙(Citrus sinensis)为研究对象,在21℃和30℃下预培养3 d,然后均接种同样浓度(108 cfu/m L)的柑橘溃疡病菌(Xanthomonas citri subsp.citri,Xcc)10μL,比较两组植株的发病率,采用半定量RT-PCR分析两种温度下4个抗病基因AOS、CHI、GPX和PR4A的表达量,利用HPLC测定预培养3 d后叶片内源多胺(腐胺、亚精胺和精胺)的含量。在此基础上,利用外源亚精胺(0.4 mmol·L-1)处理甜橙植株(以清水处理为对照),比较亚精胺和清水处理的植株接种溃疡病菌后的发病率和病情指数,分析亚精胺处理对内源多胺含量和抗病基因AOS、CHI、GPX和PR4A表达的影响。【结果】溃疡病菌接种后观察发现,21℃培养植株溃疡病的发病率在前期低于30℃培养的植株,至第10天时,两个处理组植株的发病率接近;同时HPLC测定发现,21℃培养植株叶片3种自由态多胺(腐胺、亚精胺和精胺)含量高于30℃培养植株;RT-PCR分析表明,CHI、GPX和PR4A这3个抗病基因的表达量在21℃培养植株中高于30℃培养植株,而AOS表达水平在两组材料中差异不明显。外源亚精胺处理显著增加了内源腐胺和亚精胺的含量,降低了所处理植株接种溃疡病菌后的发病率和病情指数,接种后14 d发病率比对照降低45%,病情指数比对照降低4.8,而由表型可见对照发病程度重于亚精胺处理材料。此外,亚精胺处理能够增强AOS、CHI、GPX和PR4A 4个抗病基因的表达量。【结论】高温下甜橙更易发生溃疡病的可能机制是高温抑制抗病基因的表达和多胺合成。外源多胺处理能够降低甜橙发生溃疡病,可能机制是多胺处理后增强了抗病基因的表达,诱发植株的抗病反应最终表现出抗病。因此,高温是影响溃疡病发生的一个关键环境因子,多胺有助于提高对柑橘溃疡病的抗性。

Influence of Temperature and Polyamines on Occurrence of Citrus Canker Disease and Underlying Mechanisms