烟草与TMV非亲和性互作中根系活力及CAT活性变化

马学萍，刘开全，和 云，刘永琼

（曲靖师范学院生物资源与环境科学学院，云南 曲靖 655011）

作为一种生物胁迫因子，病原物的侵染会使寄主植物在与其互作中产生明显的生理变化[1-3]。植物病害的发生与保护酶系活性变化有着密切关系[4]。陈学平等[5]研究烟草与 TMV不同互作体系中烟草叶片抗氧化酶系活性变化发现在互作早期 CAT活性较高，互作后期 CAT活性快速下降使得抗病系统保持较高水平的活性氧，诱导植物防卫基因的表达而产生抗病反应。李晔等[6]研究认为烟草幼苗叶片中CAT等酶的活性变化规律与烟株缓解TMV对烟草造成的伤害有一定的相关性。在育苗过程中TMV可通过根部侵染烟苗[7-8]。病原物侵染可能引起植物根系的生理变化，进而影响植株的抗病性。研究烟草接种病毒后根系的活力及CAT活性变化，其结果对探讨抗病品种的抗病机制具有一定的参考价值。

1 材料与方法

1.1 材料

以枯斑三生烟（Nicotiana tabacumcv ‘Samsun NN’）为供试烟草，烟草花叶病毒（TMV）普通株系为供试病毒。

1.2 方法

漂盘培育烟苗，在烟苗长到6片真叶时，在育苗池中加入病毒溶液使其接种 TMV的烟苗为处理，以不接种TMV的烟苗为对照。接种病毒后3、7、11、15、19、23、27、31 d分别取处理和对照烟株根系用高锰酸钾滴定法测定其CAT活性[9]用甲烯蓝法[10]测定其活力，重复 3次。采用 SPSS10.0软件进行数据处理，并用Excel软件绘图。

2 结 果

2.1 接种病毒后枯斑三生烟根系CAT活性变化

枯斑三生烟接种病毒后不同时间取样测得其根系CAT活力值（表1）。

表1 不同取样时间测得的烟草根系CAT活力Table 1 The CAT activity of tobacco root in different sampling time

枯斑三生烟接种病毒后3、7、11 d的根系CAT活性高于对照组，接种病毒后15、19、23、27 d和31 d的根系CAT活性低于对照组。相对于对照，枯斑三生烟接种病毒后其根系 CAT活性呈先升高后下降趋势（图1）。即接种病毒后，枯斑三生烟根系CAT活性在迅速升高后下降并显著低于对照组。

图1 不同处理下烟草根系CAT活性变化Fig.1 The CAT activity of tobacco root in different sampling time

单因素方差分析表明，接种后各时间点取样的根系CAT活性与对照间有极显著差异（p＜ 0.01），多重比较（Duncan法）显示各处理间的差异显著（表2）。将接种病毒后取样时间与对应的CAT活性值进行相关性分析结果表明，CAT活性值与取样时间有较强的负相关性（r= -0.9，p＜ 0.01）。

表2 各处理CAT活性的多重比较Table 2 Multiple comparisons of the CAT activity value in different sampling time

2.2 接种病毒后枯斑三生烟根系活力变化

枯斑三生烟接种病毒后3、7、11、15、19、23、27、31 d取样测得其根系活力（表3）。

相比对照，枯斑三生烟接种病毒后，其根系活力迅速升高之后降低，呈平稳趋势（图 2）。方差分析表明，处理间有显著差异（p=0.02＜0.05）；多重比较（LSD法）表明，接种病毒后 3、7、11 d后测得的烟草根系活力与未接种病毒的根系活力存在差异显著。

图2 不同取样时间测得的根系活力Fig.2 The root vigor of tobacco in different sampling time

3 讨 论

（1）作为植物细胞内保护酶系统的一个重要酶，CAT是植物细胞内重要的活性氧清除剂。病原物胁迫诱发植株体内活性氧的积累，在植物与病原物互作中，CAT活性发生变化诱导植物的抗病反应。一般认为，植物感染病原菌后CAT活性降低，或与抗病品种的非亲和性互作中其活性降低[11]。本研究结果表明，枯斑三生烟接种病毒后3、7、11 d的根系CAT活性高于对照组，接种病毒后15、19、23、27、31 d的根系CAT活性低于对照组。枯斑三生烟接种病毒后初期植株体内 CAT活性上升可能是烟草响应 TMV侵染伤害而导致的；之后其CAT活性反而快速降低，可能与病毒侵染诱导植株获得系统抗性，缓解了病毒对植株的生理胁迫。

（2）孙浩等研究[12]的 Cu2+胁迫对烟草幼苗根系活力的影响发现，Cu2+胁迫明显抑制植物的根系活力，且随着Cu2+的胁迫加强，烟草幼苗的根系活力呈明显下降趋势。本试验研究结果表明，枯斑三生烟接种病毒后，其根系活力迅速升高，即烟草在接种TMV后的3、7 d的根系活力明显高于未处理组，这可能是TMV侵染初期烟草通过提高根系活力来应对病原物对其胁迫。之后根系活力降低而后呈平稳趋势，并与对照无显著差异。这也可能与植株获得系统抗性有关。

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