摘要
牛蒡低聚果糖(Burdock Fructooligosaccharide)是本课题组从耐盐植物牛蒡(Arctium lappa L．)根中提取的一种果糖低聚糖，由12个呋喃型果糖与一个吡喃型葡萄糖组成。本论文以黄瓜为模式植物，对牛蒡低聚果糖诱导植物抗病性进行了系统的研究，从与抗性相关酶活性与内源信号分子的角度阐述了诱导抗性的作用机理，以期为牛蒡低聚果糖作为抗病诱导子的应用提供科学依据。研究结果总结如下。 1 牛蒡低聚果糖对黄瓜炭疽病的诱抗效果：黄瓜幼苗用5.mg/mL的牛蒡低聚果糖预先诱导后再接种炭疽病菌，以病斑数计算的抗病效果达到了50.01％，而以病斑面积计算的抗病效果达到了56.83％。这表明牛蒡低聚果糖能有效地诱导黄瓜对炭疽病的抗性。 2 不同浓度牛蒡低聚果糖对黄瓜幼苗防御酶和β-1，3-葡聚糖酶活性的影响：使用梯度浓度牛蒡低聚果糖(0、1.0、3.0、5.0、7.0、9.0mg/ml)处理黄瓜幼苗4天后，不同的酶的活性变化不同。与抗性呈正相关性的PPO、SOD、POD、β-1,3-葡聚糖酶的活性在诱导后活性上升，与抗性呈负相关性的CAT酶在诱导后活性下降.在设计浓度范围内，不同酶的活性达到最大诱导程度所需牛蒡低聚果糖的浓度不同。PPO酶7.0mg/mL，牛蒡低聚果糖诱导时活性最高，SOD酶在5.0mg/mL牛蒡低聚果糖诱导时活性最高，POD酶在3.0mg/mL牛蒡低聚果糖诱导时活性最高，β-1,3-葡聚糖酶在5.0mg/mL牛蒡低聚果糖诱导时活性最高，CAT酶活性在5.0mg/mL牛蒡低聚果糖诱导时活性达最低。从不同浓度牛蒡低聚果糖对防御酶和β-1，3-葡聚糖酶活性的影响来看，牛蒡低聚果糖诱导黄瓜抗性的最适浓度是3.0～7.0mg／mL。 3 5.0mg/mL牛蒡低聚果糖诱导后防御酶、β-1，3-葡聚糖酶活性与木质素含量在不同时间的变化：用5.0mg/mL的牛蒡低聚果糖诱导后，PPO酶的活性从第4天开始持续升高，第6天时比同期对照高279.6％；SOD酶的活性在诱导后第1天就开始上升，在第3天到达峰值，比同期对照高117.3％：CAT酶的活性在诱导后第1天稍有上升，但在第2、3天开始降低，分别比同期对照降低23.50％和29.36％，第2天为最低值，在第4、5、6天活性上升，都高于同期对照；POD酶的活性在诱导后即开始持续上升，在第4天到达峰值，比对照高出184.3％；β-1,3-葡聚糖酶的活性在诱导后在第1天与对照相比变化不明显，在第2、3天持续升高，在第4天达到峰值，比同期对照高221.4％：木质素含量在诱导后前三天与对照相比差别不明显，在第4天开始大幅升高，在第4、5、6天分别比对照高14.7％、11.5％和16.9％。 4 牛蒡低聚果糖预诱导的黄瓜幼苗接种炭疽病菌后防御酶和β-1，3-葡聚糖酶活性的变化和木质素含量的变化：BF、CL、BF+CL处理组中局部叶、系统叶CAT酶活性变化与对照相比差异不明显。BF、CL、BF+CL处理组中局部叶PPO、SOD、POD、β-l，3-葡聚糖酶的活性与对照相比都有大幅上升，其中以BF+CL处理组上升幅度最大。BF、CL、BF+CL处理组中系统叶POD酶的活性大幅上升，BF+CL处理组上升幅度最大；BF、BL+CL处理组中系统叶PPO酶活性有小幅上升，CL处理组变化不明显；BF、CL处理组中系统叶SOD酶活性变化不明显，BL+CL处理组有较大幅度的上升；BF、BL＋CL处理组中系统叶β-1，3-葡聚糖酶活性有较大幅度上升，CL处理组变化不明显。BF、CL、BF+CL处理组中局部叶木质素含量有较大幅度的上升，BF+CL处理组上升幅度最大；系统叶木质素含量有小幅上升，但不明显。由此可以看出，与直接接种和单独诱导相比，诱导后接种能更大程度地诱导植物抗性相关酶活性的变化，从而提高植物抗病性。 5 5.0mg/mL牛蒡低聚果糖诱导后水杨酸含量的变化：牛蒡低聚果糖诱导后，局部叶、系统叶中游离态和结合态SA的含量都上升。局部叶中游离态和结合态SA分别在第 1 和第4天达到峰值，分别比同期对照高263.2％、833.9％;系统叶中游离态和结合态SA分别在第2和第5天达到峰值，分别比同期对照高135.0％、65.3％。 自从发现植物存在诱导抗性以来，众多学者都致力于寻找高效的诱导子与诱导机理的研究。本研究通过对牛蒡低聚果糖诱导后黄瓜幼苗防御酶活性、B-1，3-葡聚糖酶活性、木质素含量，及水杨酸含量变化的研究，确定了牛蒡低聚果糖是一个相当有效的植物源诱导子，它能诱导植物SA一依赖型的系统获得抗性(sAR)，提高植物对病害的抗性。
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