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灌木辣椒(Capsicum frutescens)抗象耳豆根結(jié)線蟲的組織學(xué)及生理生化特征分析

2024-10-09 00:00陳梅紅黃銀香林瓏高暢涂容生朱婕劉子記
熱帶作物學(xué)報(bào) 2024年9期

關(guān)鍵詞:象耳豆根結(jié)線蟲;抗性;灌木辣椒;組織學(xué);POD;PAL

中圖分類號(hào):S436.418 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

辣椒(Capsicum spp.)原產(chǎn)于中南美洲熱帶及亞熱帶地區(qū),被人類食用的歷史長(zhǎng)達(dá)9500 多年,是世界上使用最廣泛的香料和調(diào)味品之一[1-2]。目前,生產(chǎn)上常用的辣椒栽培種有一年生辣椒(C.annuum)、灌木辣椒(C. frutescens)、中國(guó)辣椒(C.chinense)、下垂辣椒(C. pendulum)和茸毛辣椒(C. pubescen)等。隨著辣椒產(chǎn)業(yè)的不斷擴(kuò)大,有限的土地資源和市場(chǎng)需求表現(xiàn)出不平衡狀態(tài),大多數(shù)地區(qū)出現(xiàn)連作和濫用農(nóng)藥的現(xiàn)象,致使辣椒病蟲害反復(fù)發(fā)生。其中,根結(jié)線蟲被認(rèn)為是辣椒生產(chǎn)中的主要制約因素之一[3-4]。

根結(jié)線蟲(Meloidogyne spp.)為無(wú)色透明的無(wú)脊椎動(dòng)物[5],生產(chǎn)上的常見種包括南方根結(jié)線蟲(M. incognita)、爪哇根結(jié)線蟲(M. javanica)、花生根結(jié)線蟲(M. arenaria)、北方根結(jié)線蟲(M.hapla)和象耳豆根結(jié)線蟲(M. enterolobii)[6]。其中,象耳豆根結(jié)線蟲是近幾年較受關(guān)注的一種根結(jié)線蟲,廣泛分布于全球熱帶、亞熱帶地區(qū)[7-12]。海南地區(qū)氣候炎熱,適合象耳豆根結(jié)線蟲的發(fā)生和傳播。黃偉明等[13]對(duì)海南島葫蘆科蔬菜上的根結(jié)線蟲種群進(jìn)行鑒定,發(fā)現(xiàn)象耳豆根結(jié)線蟲發(fā)生率高達(dá)80%。李周容等[14]對(duì)海南18個(gè)市縣種植的蔬菜進(jìn)行根結(jié)線蟲病原物分子鑒定,發(fā)現(xiàn)象耳豆根結(jié)線蟲的檢出率最高,為南方根結(jié)線蟲檢出率的3 倍。LONG 等[4]發(fā)現(xiàn)海南辣椒生產(chǎn)中的優(yōu)勢(shì)根結(jié)線蟲種群為象耳豆根結(jié)線蟲。象耳豆根結(jié)線蟲侵染性極強(qiáng),已克服了辣椒的N、Me1、Me3和Me7 等根結(jié)線蟲抗性基因[15-16],急需挖掘新的抗性資源,并深入解析其抗性機(jī)理,為這些抗性種質(zhì)資源的創(chuàng)新性利用提供依據(jù)。

根結(jié)線蟲的二齡幼蟲(J2)一般使用探針以機(jī)械和酶促的方式破壞植物細(xì)胞壁從而侵入根系細(xì)胞,3~5 d 即可建立取食點(diǎn)[17]。取食點(diǎn)一般由5~8個(gè)巨細(xì)胞組成,是根結(jié)線蟲的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)源[18]。隨著根系細(xì)胞有絲分裂的進(jìn)行,巨細(xì)胞中的細(xì)胞質(zhì)愈加致密,卻無(wú)法正常分裂,此時(shí)的巨細(xì)胞比正常細(xì)胞含有更多的蛋白質(zhì)、氨基酸和核酸等物質(zhì)[19]。研究表明,巨細(xì)胞的崩潰可能會(huì)對(duì)根結(jié)線蟲導(dǎo)致的危害起到抑制作用[20]。由此可見,巨細(xì)胞對(duì)根結(jié)線蟲的寄生生活尤為重要,其形態(tài)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容物的變化均可能影響根結(jié)線蟲在根系中的生長(zhǎng)發(fā)育。為此,在對(duì)抗性資源進(jìn)行機(jī)理研究的過(guò)程中,有必要研究根系內(nèi)J2 幼蟲的發(fā)育狀態(tài)及巨細(xì)胞的變化情況,從解剖學(xué)角度探索抗性產(chǎn)生的原因,為后續(xù)深入研究抗性機(jī)理提供線索。

植物自身的生理抗性主要體現(xiàn)在植物體內(nèi)防御酶的變化。病原菌侵染植物后,活性氧(ROS)在體內(nèi)發(fā)生較大的變化,ROS 過(guò)量積累會(huì)對(duì)植物造成氧化損傷,因此需要立即激活抗氧化防御機(jī)制[21-22]。過(guò)氧化物酶(POD)是植物體內(nèi)主要的活性氧清除酶之一,可清除ROS,減少膜質(zhì)過(guò)氧化,并通過(guò)延緩DNA 損傷來(lái)預(yù)防蛋白質(zhì)損傷,從而起到保護(hù)宿主的作用[23-24]。苯丙氨酸解氨酶(PAL)是苯丙烷代謝中重要的限速酶,能夠推動(dòng)苯丙烷代謝的第一步反應(yīng),而苯丙烷代謝途徑的重要產(chǎn)物之一是木質(zhì)素單體,其可聚合形成木質(zhì)素,使細(xì)胞壁加厚,從而提高植物對(duì)不良因素的抵抗能力[25-26]。對(duì)根結(jié)線蟲抗性資源進(jìn)行防御酶活性的研究,有助于加深對(duì)其抗性機(jī)理的認(rèn)識(shí)。

小米辣屬于半野生灌木辣椒資源,零星分布于我國(guó)云南和海南地區(qū)[27]。小米辣植株粗大,根系發(fā)達(dá),對(duì)許多生物及非生物脅迫都具有良好的抗性[28-30],本課題組前期從30 份海南本地收集的小米辣(C. frutescens)資源中篩選出一份抗象耳豆根結(jié)線蟲的種質(zhì)CF25。為進(jìn)一步解析其抗性生理機(jī)制,本研究擬對(duì)極端抗、感種質(zhì)接種象耳豆根結(jié)線蟲,采用染色和石蠟切片等手段探究其解剖學(xué)變化,并通過(guò)測(cè)定POD 和PAL 的酶活性初步揭示其抗性生理學(xué)基礎(chǔ),為后續(xù)深入解析灌木辣椒抗象耳豆根結(jié)線蟲機(jī)理奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

象耳豆根結(jié)線蟲抗性材料CF25、感病材料CF29 和感病對(duì)照CF20 均為海南本地收集的小米辣(C. frutescens)資源。

1.2 方法

1.2.1 象耳豆根結(jié)線蟲抗性鑒定課題組前期從患病辣椒根部挑取單個(gè)根結(jié)線蟲卵粒,接種到用滅菌基質(zhì)培養(yǎng)的空心菜根部。3 個(gè)月后挑取新鮮卵粒,常溫孵化為二齡幼蟲(J2),提取DNA,并通過(guò)種屬特異性分子標(biāo)記鑒定其屬于象耳豆根結(jié)線蟲[31],隨后將純化的根結(jié)線蟲種群保存于空心菜植株根部。

將小米辣種子55 ℃水浴15 min,30 ℃水浴5 h,置于28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中催芽,種子露白后播種。挑取成熟卵粒,置于裝有少量清水的培養(yǎng)皿孵化。收集孵出的J2,配制成1000條/mL 的J2 懸浮液。采取完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3種辣椒材料各選取6 片真葉的種苗8 株,分別接種1 mL J2懸浮液。接種后的辣椒苗實(shí)行常規(guī)的水肥管理,每2 周施1 次復(fù)合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)。

接種45 d 后進(jìn)行抗病性鑒定。將辣椒根部洗凈晾干,稱重,并對(duì)根結(jié)和卵粒進(jìn)行計(jì)數(shù)。參照BOITEUX 和CHARCHAR[32]的方法計(jì)算根結(jié)指數(shù)(gall index, GI)和卵粒指數(shù)(egg mass index,EI)。GI=單株根結(jié)數(shù)/單株根鮮重;EI=單株卵粒數(shù)/單株根鮮重。將根剪成1~2 cm 小段,加入1.2%次氯酸鈉,200 r/min 振蕩10 min,光學(xué)顯微鏡下對(duì)卵進(jìn)行計(jì)數(shù),依據(jù)GON?ALVES 等[33]的方法計(jì)算繁殖系數(shù)(reproduction factor, RF)。RF=單株卵數(shù)/單株初始接種量,若RF<1,則認(rèn)為具有根結(jié)線蟲抗性。

1.2.2 根結(jié)線蟲發(fā)育形態(tài)觀察在接種后1、4、7、10、13、16、19、22、25、28 d,分別選取CF25 和CF29 種苗各3 株。洗凈根系,采用次氯酸鈉-酸性品紅法[34]對(duì)根系進(jìn)行染色,在光學(xué)顯微鏡下觀察根系中根結(jié)線蟲的數(shù)量及發(fā)育形態(tài)。

1.2.3 根結(jié)線蟲侵染根系的解剖學(xué)變化觀察在接種0、1、4、7、10、13、16、22 d,分別選取CF25 和CF29 種苗各3 株。洗凈根系,無(wú)根結(jié)的植株取根尖部分,出現(xiàn)根結(jié)的植株取最大的根結(jié),取樣后立即放入70%的福爾馬林-乙酸-乙醇(Formalin-Aceto-Alcohol, FAA)固定液中保存,并送至武漢賽維爾生物有限公司進(jìn)行石蠟切片的制作和染色。

1.2.4 防御酶活性測(cè)定在接種0、5、10、15、25 d,分別選取CF25 和CF29 種苗各3 株,洗凈根系,使用北京索萊寶科技有限公司過(guò)氧化物酶活性檢測(cè)試劑盒(BC0090)和苯丙氨酸解氨酶活性檢測(cè)試劑盒(BC0210)測(cè)定POD 和PAL 的酶活性。以不接種植株作為對(duì)照。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用 SPSS 22.0 軟件計(jì)算試驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均值及標(biāo)準(zhǔn)誤差,并對(duì)GI、EI、RF、根結(jié)線蟲侵入量、POD 和PAL 活性分別進(jìn)行單因素方差分析,利用Duncan’s 法進(jìn)行多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 象耳豆根結(jié)線蟲抗性鑒定

從表1可以看出,CF20的GI和EI值均較大,且RF達(dá)到17.17,表明其感病性較強(qiáng),也反映了試驗(yàn)條件比較適合象耳豆根結(jié)線蟲的侵染和繁殖。CF25的RF 小于1,說(shuō)明該種質(zhì)對(duì)象耳豆根結(jié)線蟲具有抗性。而CF29的RF值為10.11,表明該種質(zhì)易受象耳豆根結(jié)線蟲感染。對(duì)3 份種質(zhì)的GI、EI和RF 值分別進(jìn)行方差分析,發(fā)現(xiàn)CF29和CF20的各項(xiàng)指標(biāo)差異均不顯著,而CF25 相關(guān)指標(biāo)均與其他2 個(gè)種質(zhì)有顯著差異(P<0.05)。

2.2 根結(jié)線蟲侵入量及發(fā)育形態(tài)觀察

分別對(duì)抗、感種質(zhì)接種象耳豆根結(jié)線蟲,并在接種后不同天數(shù)觀察根系內(nèi)線蟲數(shù)量及發(fā)育狀態(tài)(圖1、圖2)。從線蟲數(shù)量來(lái)看,CF25 中的蟲數(shù)在接種后各時(shí)間點(diǎn)均少于CF29。其中,在接種第4、16 和25 天,CF25 根系中的蟲數(shù)顯著低于CF29(P<0.05)(圖1)。從線蟲的發(fā)育狀態(tài)來(lái)看,接種后1~4 d,抗、感種質(zhì)中的線蟲均處于J2 時(shí)期(圖1、圖2)。第7 天,部分早期侵入的J2 逐步發(fā)育為三齡幼蟲(J3)。第10 天,CF29 根系內(nèi)線蟲處于三/四齡幼蟲(J3/J4)時(shí)期,而CF25 中尚存在少量J2 幼蟲。第13 天,CF29 出現(xiàn)雌蟲,而CF25 無(wú)雌蟲出現(xiàn)。第16天,CF25開始出現(xiàn)雌蟲,但雌蟲體型比CF29 中的略小。第19~28天,CF25 中的雌蟲均比CF29 略小(圖2)。以上結(jié)果說(shuō)明,CF25 中的根結(jié)線蟲幼蟲發(fā)育速度比CF29 中的緩慢,且存在發(fā)育不良的現(xiàn)象。由此推測(cè),CF25 對(duì)根結(jié)線蟲的抗性可能體現(xiàn)在2 個(gè)方面,一是阻礙J2 幼蟲的入侵,二是阻滯幼蟲在根系中的發(fā)育。

2.3 根系細(xì)胞解剖學(xué)變化

用接種后不同天數(shù)的抗、感種質(zhì)根系制作石蠟切片,初步探究根系細(xì)胞的解剖學(xué)變化(圖3)。接種前,抗、感種質(zhì)根系細(xì)胞皆排列正常。接種后第1 天,抗、感種質(zhì)根組織中均發(fā)現(xiàn)J2 的侵入。第4天,根部細(xì)胞微微隆起,CF29根系變形程度大于CF25,且CF29 中的線蟲略微變粗,推測(cè)此時(shí)已經(jīng)建立了取食點(diǎn)。第7 天,抗、感種質(zhì)均形成膨大的根結(jié),內(nèi)部皮層細(xì)胞增殖聚集。第10天,每個(gè)取食點(diǎn)均能觀察到2~5 個(gè)巨細(xì)胞。CF25 中的巨細(xì)胞形態(tài)不規(guī)則,且細(xì)胞質(zhì)較為稀疏。而CF29中的巨細(xì)胞形態(tài)比較規(guī)則,并具有均勻致密的細(xì)胞質(zhì)。第13天,CF25中的巨細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)進(jìn)一步減少,而CF29中的巨細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)依舊保持相對(duì)濃密的狀態(tài)。第16 天,CF25 中多數(shù)巨細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)非常稀薄,根結(jié)線蟲形態(tài)異常。CF29中的巨細(xì)胞形態(tài)相對(duì)正常,細(xì)胞質(zhì)依舊比較濃密,根結(jié)線蟲發(fā)育正常。第22 天,CF25 中的雌蟲萎縮,巨細(xì)胞內(nèi)容物較少。而CF29 中的雌蟲發(fā)育比較正常,巨細(xì)胞內(nèi)容物始終保持濃密狀態(tài)。依據(jù)以上解剖學(xué)結(jié)果,推測(cè)抗病種質(zhì)CF25 的巨細(xì)胞內(nèi)容物減少,出現(xiàn)空洞化,從而抑制了根結(jié)線蟲的發(fā)育。

2.4 POD活性變化

為進(jìn)一步探究CF25 抗象耳豆根結(jié)線蟲的機(jī)制,測(cè)定了接種前后抗、感種質(zhì)根系的POD 和PAL 活性。從對(duì)照來(lái)看,除第5 天外,其余時(shí)間點(diǎn)CF29 的POD 活性大于CF25,且第5、10 和25天差異顯著(P<0.05)(圖4)。CF25 的POD 活性在接種后逐步緩慢升高,從接種后第10 天開始,POD 活性顯著高于對(duì)照(P<0.05)。在25 d時(shí)升至最高點(diǎn),為12 292.54 U/g,是不接種對(duì)照的2倍。CF29 的POD 活性在接種后第5~15 天顯著低于對(duì)照(P<0.05),而在第25 天時(shí)顯著高于對(duì)照(P<0.05),且達(dá)到最高,為10 390.40 U/g。總體來(lái)說(shuō),接種前,CF25 的POD 活性略低于CF29。而接種后,CF25 在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的POD 活性均顯著高于CF29(P<0.05)。推測(cè)CF25 通過(guò)提高POD的活性來(lái)清除體內(nèi)因根結(jié)線蟲侵染產(chǎn)生的大量ROS,從而使植株保持較穩(wěn)定的生長(zhǎng)狀態(tài)。

2.5 PAL活性變化

如圖5所示,對(duì)照組中,除第10天外,其他時(shí)間點(diǎn)CF25 的PAL 活性均略高于CF29(圖5),但僅在0d存在顯著性差異(P<0.05),其他時(shí)間點(diǎn)差異不顯著。CF25 的PAL 活性在接種第5 天時(shí)下降,之后逐漸升高,在15 d 時(shí)升至最高值,為25.32 U/g。在第10 和15 天,接種后的CF25的PAL 活性顯著高于其不接種的對(duì)照組(P<0.05)。接種后,CF29 的PAL 活性逐步升高,在25d升至最高,為21.16 U/g。接種后,CF29 的PAL 活性除在第10天略低于對(duì)照外,其余時(shí)間點(diǎn)均略高于對(duì)照。總體而言,接種后,CF25 的PAL活性均高于CF29,其中,在第10、15天,二者差異顯著(P<0.05)。PAL 是催化苯丙烷類代謝第一步反應(yīng)的關(guān)鍵酶,其活性增加可能導(dǎo)致生成更多的苯丙烷類次生代謝產(chǎn)物。

3 討論

防治根結(jié)線蟲最常用的方法是使用化學(xué)殺蟲劑,但化學(xué)藥劑的濫用不僅容易導(dǎo)致耐藥性的問(wèn)題,產(chǎn)生的農(nóng)藥殘留還可能會(huì)對(duì)環(huán)境和人體造成負(fù)面影響[35]。采用物理或生物的方法也可防治根結(jié)線蟲,但其受外界影響因素多,防治效果不穩(wěn)定。相比之下,利用植物自身的抗性來(lái)防治根結(jié)線蟲的方法較為綠色、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保,且效果相對(duì)穩(wěn)定[36-38]。目前,辣椒中開展了少量抗象耳豆根結(jié)線蟲資源的挖掘工作。SOARES 等[39]從69份辣椒品種中鑒定出1 份抗象耳豆根結(jié)線蟲的灌木辣椒資源。CARRILLO-FASIO 等[40]從90份一年生辣椒中篩選出5 份抗象耳豆根結(jié)線蟲的種質(zhì)資源。GON?ALVES 等[33]對(duì)39 份辣椒進(jìn)行象耳豆根結(jié)線蟲抗性鑒定,僅發(fā)現(xiàn)1 份中國(guó)辣椒資源具有很好的抗性。由此可見,抗象耳豆根結(jié)線蟲的辣椒資源較為緊缺。本研究前期篩選出1 份抗性灌木辣椒資源CF25,其不僅根結(jié)數(shù)目較少,且產(chǎn)生的卵數(shù)少于初始接種量,解析其抗性機(jī)理將有助于后續(xù)抗病育種工作的開展。

從組織學(xué)的角度來(lái)看,作物抗根結(jié)線蟲機(jī)理大致有以下幾種情況:(1)抗侵入,即將根結(jié)線蟲排除在維管束之外??骨秩胧窃S多抗病植物抵御根結(jié)線蟲侵染的普遍策略。葉德友等[41]對(duì)抗、感黃瓜材料分別接種南方根結(jié)線蟲,發(fā)現(xiàn)抗病品種的線蟲侵入量比感病品種低。然而,抗病材料酸黃瓜的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)與普通黃瓜基本相似,推測(cè)其抗侵入特性并非由根的特殊結(jié)構(gòu)引起,可能是通過(guò)提高木質(zhì)素含量使細(xì)胞壁加厚,從而達(dá)到限制線蟲侵入的目的。由此可見,木質(zhì)素作為細(xì)胞壁的重要組成部分,對(duì)線蟲能起到一定防御作用。KUMARI 等[42]對(duì)水稻根結(jié)線蟲抗性材料Vandana和感病材料Pusa1121進(jìn)行次氯酸鈉-酸性品紅染色試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),Vandana 的線蟲侵入量比Pusa1121少,同時(shí)也發(fā)現(xiàn)接種后抗性水稻Vandana 的側(cè)根比 Pusa1121 有所增加,推測(cè)側(cè)根的發(fā)生形成了結(jié)構(gòu)屏障,從而預(yù)防線蟲后續(xù)入侵。本研究對(duì)接種后的抗、感辣椒根系進(jìn)行次氯酸鈉-酸性品紅染色,同樣發(fā)現(xiàn)抗病材料CF25 的根結(jié)線蟲侵染量少于感病材料CF29。通過(guò)石蠟切片發(fā)現(xiàn)抗、感材料根系解剖學(xué)結(jié)構(gòu)并無(wú)明顯差異,且接種后也未在側(cè)根發(fā)生方面表現(xiàn)出明顯不同。因此,推測(cè)CF25 較強(qiáng)的抗侵入能力并非由根部特殊結(jié)構(gòu)引起,可能與較高的木質(zhì)素含量導(dǎo)致其細(xì)胞壁強(qiáng)度較大有一定關(guān)系。(2)影響取食。劉雪嬌等[43]對(duì)黃瓜抗病材料接種南方根結(jié)線蟲,發(fā)現(xiàn)抗病材料初生韌皮部附近的薄壁細(xì)胞層形成巨細(xì)胞,維管束完整未受到破壞;接種6 d 后,巨細(xì)胞呈延伸狀,細(xì)胞壁出現(xiàn)降解,且巨細(xì)胞鄰近的個(gè)別細(xì)胞空洞化,影響線蟲取食,使其無(wú)法完成正常發(fā)育。DAS 等[44]對(duì)豇豆抗病材料CB46 和感病材料null-Rk 接種南方根結(jié)線蟲,發(fā)現(xiàn)CB46 線蟲周圍的巨細(xì)胞可維持14 d,隨后出現(xiàn)巨細(xì)胞空洞化及細(xì)胞壁變薄等惡化癥狀,最終巨細(xì)胞崩潰。由此可見,巨細(xì)胞空洞化可能是寄主的一種抗性機(jī)制,且空洞化的快慢可能會(huì)影響植物抗病性的強(qiáng)弱。本研究發(fā)現(xiàn)CF25 根系中的根結(jié)線蟲比CF29 發(fā)育慢,且從接種第10 天開始,CF25 根系中的巨細(xì)胞即出現(xiàn)明顯的空洞化,第22 天觀察到的雌蟲偏小,呈皺縮狀。由此推測(cè)巨細(xì)胞的空洞化可能是CF25 抗根結(jié)線蟲的一個(gè)主要機(jī)制。(3)過(guò)敏性壞死。過(guò)敏性反應(yīng)(HR)是植物細(xì)胞為限制病原體的生長(zhǎng)而表現(xiàn)出的一種細(xì)胞死亡形式,過(guò)敏性反應(yīng)與病原體的侵染和植物的抗病性有關(guān)[45]。邱志娜等[46]對(duì)新疆野生櫻桃李接種南方根結(jié)線蟲,發(fā)現(xiàn)2YWWD0aE1iPksWfXhmVMSg==接種1 d 后即出現(xiàn)過(guò)敏性反應(yīng),并同時(shí)產(chǎn)生大量HO,從而抑制了巨細(xì)胞的發(fā)育,使線蟲發(fā)育受阻。本研究中未發(fā)現(xiàn)過(guò)敏性反應(yīng)現(xiàn)象,推測(cè)HR可能不是CF25 主要的根結(jié)線蟲抗性機(jī)制。

植物受到外界干擾時(shí)防御酶活性會(huì)在短時(shí)間內(nèi)提高,如PAL、POD等,一般具有抗性的植物相關(guān)酶活性會(huì)比感病植物高[47]。研究表明,接種根結(jié)線蟲后,抗病水稻的PAL 活性顯著高于感病水稻[48]。此外,黃金玲等[49]研究發(fā)現(xiàn),接種根結(jié)線蟲后,抗病柑橘在5~25 d 的PAL 活性一直增高,之后才下降。本研究中,接種象耳豆根結(jié)線蟲后,CF25在各時(shí)間點(diǎn)的PAL 活性均高于CF29。推測(cè)根結(jié)線蟲的侵染導(dǎo)致CF25 中PAL 活性的提升,從而增強(qiáng)苯丙烷代謝,產(chǎn)生一系列相關(guān)的次生代謝產(chǎn)物,最終提高了對(duì)象耳豆根結(jié)線蟲的抗性。YANG等[50]對(duì)感染根結(jié)線蟲的抗、感甘薯進(jìn)行POD 活性測(cè)定,發(fā)現(xiàn)抗性甘薯的POD 活性均高于未接種對(duì)照。王袁等[51]測(cè)定抗、感煙草材料在接種南方根結(jié)線蟲后的POD 活性變化發(fā)現(xiàn),在接種14 d 中抗病煙草G28 的POD 活性持續(xù)上升,接種第28 天出現(xiàn)二次侵染,其POD 活性再次上升,各時(shí)間點(diǎn)G28 的POD 活性始終高于感病材料長(zhǎng)脖黃。POD 在植物體內(nèi)是普遍存在的,在根結(jié)線蟲的干擾下,植物產(chǎn)生過(guò)量ROS,促使POD活性增強(qiáng)來(lái)降低ROS對(duì)植物的危害。POD 不僅調(diào)節(jié)植物活性氧平衡,還有利于木栓蛋白的形成,參與植物機(jī)械損傷的修復(fù)和細(xì)胞壁的形成[52]。本研究中,CF25的POD活性始終高于未接種的對(duì)照組和CF29,表明CF25在線蟲入侵后,體內(nèi)的抗氧化酶系統(tǒng)被激活,從而降低根結(jié)線蟲侵染導(dǎo)致的ROS 帶來(lái)的危害。同時(shí),POD 是苯丙烷代謝途徑中催化木質(zhì)素單體生物合成的關(guān)鍵酶,推測(cè)CF25中POD 活性的升高可能會(huì)增強(qiáng)木質(zhì)素的合成,從而起到加強(qiáng)細(xì)胞壁防御屏障的作用。

綜上所述,本研究從組織學(xué)和生理生化角度探究了灌木辣椒資源CF25 抗象耳豆根結(jié)線蟲的生理基礎(chǔ),初步判定其抗性機(jī)制為抗侵入和抑制進(jìn)食。未來(lái)可以此為基礎(chǔ)深入探究其抗病分子機(jī)理,為后續(xù)抗病育種提供理論依據(jù)。