段雅婕 郭志祥 曾莉 李舒 劉立娜 胡會剛 李偉明 白亭亭

摘 ?要：香蕉生產受多種病蟲害和逆境脅迫的影響，由真菌病原引起的香蕉枯萎病、葉斑病和黑星病，細菌性病害軟腐病和鞘腐病，以及非生物脅迫寒害等，是阻礙香蕉綠色可持續(xù)生產的嚴重問題。為探索香蕉生產上多種病害和寒害逆境的有效防控措施，本研究從外源水楊酸（SA）誘導植物系統(tǒng)抗性機理出發(fā)，通過實時熒光定量PCR（RT-qPCR）方法，分析外源水楊酸對香蕉系統(tǒng)抗性相關基因的誘導表達情況。結果顯示，外源水楊酸能誘導感病品種‘巴西蕉’和抗病品種‘農科1號’香蕉植株內水楊酸合成途徑關鍵基因顯著上調表達，‘巴西蕉’中SK基因的相對表達量為對照的1.5倍以上，而‘農科1號’中該基因的相對表達量為對照的30倍以上;PAL基因在施用SA的‘巴西蕉’和‘農科1號’中整體表現出顯著上調的趨勢，在SA處理的‘農科1號’中，最高顯著上調表達12.5倍，最低顯著上調表達1.4倍，而在‘巴西蕉’中，最高顯著上調表達3.1倍，最低顯著上調表達1.7倍，SK和PAL 2個基因在抗病品種‘農科1號’中的上調幅度遠遠高于感病品種‘巴西蕉’;SA對CS和ICS基因的誘導上調幅度低于3倍，但在抗病品種‘農科1號’中的上調幅度仍高于感病品種‘巴西蕉’。信號傳導途徑轉錄因子NPR1和TGA、PR1基因顯著上調表達，并且‘農科1號’比‘巴西蕉’誘導效果更明顯。通過測定水楊酸處理的香蕉抗病相關基因對尖孢鐮刀菌古巴?；蜔釒?號生理小種（Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race 4， TR4）的響應情況，結果表明，TR4接種3 d可抑制‘巴西蕉’中多數PAL、NPR1和PR1基因的表達，但不會抑制‘農科1號’中多數PAL、NPR1和PR1基因的表達;在SA和TR4雙重作用時，2個香蕉品種中的PAL、NPR1和PR1抗病相關基因被強烈誘導上調表達，PAL和POD防御酶活性顯著增強。表明外源水楊酸具有誘導香蕉系統(tǒng)抗性抵御多種生物和非生物脅迫的潛在作用。本研究為香蕉生產上綜合防控各種病害及提高香蕉抗逆性提供理論基礎。

關鍵詞：香蕉;誘導抗性;抗性基因;生物與非生物脅迫

中圖分類號：S668.1 ? ? ?文獻標識碼：A

Analysis of Expression of Systemic Acquired Resistance-related Genes in Banana Induced by Exogenous Salicylic Acid

DUAN Yajie1， GUO Zhixiang2， ZENG Li2， LI Shu2， LIU Lina2， HU Huigang1， LI Weiming1， BAI Tingting2*

1. South Asia Tropical Crops Research Institute， Chinese Academy of Tropical Agriculture Sciences / Key Laboratory of Tropical Fruit Biology， Ministry of Agriculture and Rural Affairs / Key Laboratory of Hainan Province for Postharvest Physiology and Technology of Tropical Horticultural Products， Zhanjiang， Guangdong 524091， China; 2. Agricultural Environment and Resources Institute， Yunnan Academy of Agricultural Sciences， Kunming， Yunnan 650205， China

Abstract： Banana production is affected by a variety of diseases， pests and abiotic stresses. Banana Fusarium wilt， sigatoka and black spot caused by fungal pathogens， soft rot and sheath rot caused by bacteria， abiotic stresses such as cold damage， are serious problems hindering banana green sustainable production. In order to explore effective prevention and control measures for a cultivar of diseases and cold stress in banana production， this study started from the mechanism of exogenous salicylic acid inducing plant system resistance， and analyzed the induced expression of exogenous salicylic acid （SA） on banana systemic resistance-related genes by the real-time fluorescent quantitative PCR （RT-qPCR） method. Results showed that exogenous SA could induce significant up-regulation of key genes in the SA synthesis pathway in banana plants. The relative expression level of SK gene in SA-treated susceptible ‘Brazilian’ was more than 1.5 folds than that in the control ‘Brazilian’， while the relative expression level of this gene in SA-treated tolerant ‘Nongke No. 1’ was more than 30 folds than that in the control ‘Nongke No. 1’. The PAL genes showed a significant up-regulation trend in both of SA-treated ‘Brazilian’ and ‘Nongke No. 1’. In the SA-treated ‘Nongke No. 1’， the highest significantly up-regulated expression of PAL was 12.5 folds， and the lowest significantly up-regulated expression was 1.4 folds. While in SA-treated ‘Brazilian’， the highest significantly up-regulated expression of PAL was 3.1 folds and the lowest significantly up-regulated expression was 1.7 folds. The up-regulation of SK and PAL genes in the tolerant cultivar ‘Nongke No. 1’ treated with SA was much higher than that in the susceptible cultivar ‘Brazilian’ treated with SA. SA induced up-regulation of CS and ICS genes by no more than 3 folds， but it still showed that the up-regulation in the tolerant cultivar ‘Nongke No. 1’ was higher than that in the susceptible cultivar ‘Brazilian’. NPR1， TGA， and PR1 genes were induced significantly up-regulated in both two cultivars. And ‘Nongke No. 1’ had a more obvious induction effect than ‘Brazilian’. The response of TR4-resistance genes in SA-treated bananas was also determined. Results showed that TR4 inoculation for 3 days could inhibit the expression of most PAL， NPR1 and PR1 genes in ‘Brazilian’， but not in ‘Nongke No. 1’. Under the dual treatment of SA and TR4， the TR4-resistance genes of PAL， NPR1 and PR1 in the two banana cultivars were strongly induced to be up-regulated. The activities of PAL and POD defense enzymes were significantly enhanced. This indicated that exogenous SA has the potential to induce systemic resistance in bananas against a variety of biotic and abiotic stresses. This research provides a theoretical basis for the comprehensive prevention and control of various diseases in banana production and the improvement of banana resistance.

Keywords： banana; induced resistance; resistant gene; biotic and abiotic stresses

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.01.002

香蕉是世界上貿易量最大的水果，也是非洲和南美洲等地數億人賴以為生的糧食作物，我國是世界香蕉生產第二大國，也是世界香蕉消費第一大國[1-2]。香蕉生產上受多種限制因素的影響，目前全球香蕉產業(yè)首要面臨的最嚴重威脅是香蕉枯萎病，該病由尖孢鐮刀菌古巴?；蜔釒?號生理小種（Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race 4， TR4）引起，到2019年5月，香蕉枯萎病在我國廣東、海南、廣西、福建和云南的香蕉主產區(qū)均有發(fā)生，生產上缺乏理想的防控技術，主要原因是目前未發(fā)現對枯萎病完全免疫的香蕉品種;化學農藥和土壤消毒劑應用于大田的防治效果不明顯，并且對土壤生態(tài)系統(tǒng)破壞較大;生物拮抗菌的應用可以直接抑制土壤中病原菌的生長蔓延，延緩香蕉枯萎病的發(fā)病時間，但拮抗菌在土壤中不易定殖的問題限制了其對枯萎病的防控效果;近年研發(fā)的香蕉枯萎病綜合防控措施在香蕉枯萎病防控中取得了初步的效果[1]，但也因防控技術復雜而未完全解決香蕉枯萎病的問題。

除香蕉枯萎病外，由真菌病原菌侵染引起的香蕉葉斑病和黑星病、細菌性軟腐病和鞘腐病、非生物脅迫如寒害等，也是阻礙香蕉綠色生產的嚴重問題，尤其我國絕大部分香蕉產區(qū)都易受冬春寒流的侵襲，往往致使大規(guī)模蕉園遭受寒害影響[3]，而輕微的寒害致使香蕉組織破裂，又增加了病害的發(fā)生，面對上述諸多問題，在香蕉生產上尚無統(tǒng)一有效的解決方法。誘導抗病性和抗逆性是植物潛在的免疫機制，可提高對各種脅迫的抵抗能力，是一種更為主動、經濟、有效的抗性反應方式，具有重要的理論研究意義和實際應用價值[4]。

植物內源水楊酸（SA）是誘導植物產生系統(tǒng)獲得抗性（SAR）的信號物質，它在植物體內具有多種生理調節(jié)作用，外施SA可誘導植物體內SA的積累，提高植物對多種生物和非生物脅迫的抵抗力[5-13]。SA在植物中具有2種合成途徑：一種是異分支酸合酶（ICS）途徑，分支酸經由ICS催化形成異分支酸，然后再由異分支酸丙酮酸裂解酶催化轉變?yōu)樗畻钏醄14];另一種是苯丙氨酸解氨酶（PAL）途徑，苯丙氨酸被PAL催化產生肉桂酸，肉桂酸經由幾步催化轉化成水楊酸[15]。病程相關基因非表達子（NPR1）是植物SAR信號傳導過程關鍵的轉錄因子，位于SA合成途徑的下游，NPR1與TGA等轉錄因子相互作用激活包括病程相關蛋白（PR）在內的許多抗病相關蛋白的產生[16];NPR1同時在植物低溫脅迫應答中，通過與其他轉錄因子作用，促進低溫誘導的熱脅迫應答基因的表達，從而提高植物的低溫適應能力[17-18]。因此，NPR1是介導植物生物脅迫與非生物脅迫的重要調控因子。

SA誘導抗性機制對農作物具有重要的保護作用，且SA具有高效、廣譜、對環(huán)境無害、使用簡單、成本低廉等優(yōu)點。但是，國內外研究往往把SA對植物的保護作用局限于對某一種病害的抗性研究或非生物脅迫的抗逆性研究，尚未從整體水平研究SA對多種生物與非生物脅迫的系統(tǒng)誘導抗性。本研究基于前期轉錄組數據，獲得香蕉水楊酸合成途徑和誘導抗性相關的關鍵基因序列，在此基礎上，對香蕉幼苗外施水楊酸，掌握香蕉水楊酸途徑相關基因誘導表達變化情況，為系統(tǒng)提高香蕉同時對多種生物與非生物脅迫的抗性提供理論基礎。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

‘巴西蕉’（Musa acuminate L. AAA group， ‘Brazilian’）和‘農科1號’（Musa acuminate L. AAA group， ‘Nongke No.1’）組培苗購于中國科學院華南植物研究所香蕉組培中心，將上述組培苗栽種于盛有無菌泥炭土和椰糠（比例為1∶1）的直徑10 cm的盆缽內，置于溫室中培養(yǎng)約80 d，選擇6～7片葉且長勢一致的香蕉幼苗用于SA處理，實驗期間溫室的氣溫為25～37℃，每月施用1次復合肥，保障香蕉生長所需的營養(yǎng)。

1.2 ?方法

1.2.1 ?實驗設計及樣品收集 ?稱取SA（酷來搏CS9641）10 g溶于甲醇配成300 mmol/L母液，再將母液溶于單蒸水中配成300 μmol/L的工作液。對‘巴西蕉’和‘農科1號’香蕉幼苗采用300 μmol/L的SA進行灌根處理，每株植株直接澆灌50 mL水楊酸溶液，每2 d處理1次，連續(xù)處理5次，SA未處理的對照每盆澆灌等量的清水，共計2個處理：SA處理的‘巴西蕉’和SA處理的‘農科1號’;2個對照：清水處理的‘巴西蕉’和清水處理的‘農科1號’，每個處理和對照均設5個生物重復。共重復3次。分別在處理3次（SA-3）和5次（SA-5）1 d后，采集根組織樣品，樣品置于–80℃冰箱，保存?zhèn)溆谩?/p>

SA連續(xù)處理5次后間隔1 d，采用傷根灌根法接種TR4于‘巴西蕉’和‘農科1號’香蕉幼苗，接種濃度為5×106 CFU/mL。分別采集清水處理的對照（CK）、接種TR4后3 d（TR4）、SA處理加TR4接種3 d（SA+TR4）的根組織樣品。每個處理和對照均設5個生物重復，樣品置于–80℃冰箱，保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 ?酶活測定 ?參照過氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）粗酶液的抽提方法[19-21]：取0.5 g植物材料，加入5 mL的0.05 mol/L磷酸鹽緩沖液（pH 7.0，含1%聚乙烯吡咯烷酮），冰浴條件下充分研磨后轉移至離心管中，4℃在12 000 r/min條件下離心20 min，上清液即為防御酶粗提取液。苯丙氨酸解氨酶（PAL）粗酶液的抽提方法：取0.5 g植物材料，加入5 mL的0.1 mol/L硼酸緩沖液（pH 8.8，含0.3 g/L巰基乙醇），冰浴條件下充分研磨后轉移至離心管中，4℃在12 000 r/min條件下離心20 min，上清液即為PAL酶粗提取液。

POD酶活測定參照SCHAFFRATH等[19]的方法，在反應體系中加有0.1 mL粗酶液、2.8 mL 0.05 mol/L磷酸鹽緩沖液（pH 7.0，含18 μmol/L愈傷木酚），再加入0.1 mL 0.1%（V/V）的過氧化氫啟動反應，在470 nm波長下測定△OD值30 s內的變化。以每30 s增加0.01為1個酶活力單位（U），酶活性以U/mg表示。每個樣品重復測定3次。

PAL酶活性測定參照KOUKOL等[20]的方法進行，在反應體系中加入1 mL酶粗提取液、2 mL硼酸緩沖液、1 mL濃度為0.02 mol/L的苯丙氨酸溶液，于30℃水浴30 min，隨后加入0.2 mL的濃度為6 mol/L的鹽酸終止反應，用不含有酶液的混合液作為參照，290 nm下測定吸光光度。以每分鐘增加0.01為1個酶活力單位（U），酶活性以U/mg表示，每個樣品重復測定3次。

PPO酶活性測定參照JIANG等[21]的方法進行，將0.2 mL的酶粗提液加入到3 mL濃度為100 mmol/L的鄰苯二酚溶液，在398 nm下測定吸光度的增加值，每30 s記錄1次OD值，以每30 s增加0.01為1個酶活力單位（U），酶活性以U/mg表示。每個樣品重復測定3次。

1.2.3 ?RNA抽提及cDNA合成 ?根組織總RNA采用德國QIAGEN公司生產的植物總RNA提取試劑盒（Code No. 74903）提取，用Thermo核酸蛋白測定儀（NanoDrop 2000c）進行RNA濃度檢測，質量合格的RNA用于下一步cDNA合成。以RNA為模板，采用TaKaRa反轉錄試劑盒（Code No. RR047A）反轉錄成cDNA鏈。

1.2.4 ?引物設計與基因相對表達量檢測 ?根據本實驗室獲得的轉錄組測序結果（SRA accession number SRP026137），獲得水楊酸信號傳導途徑關鍵基因和病程相關蛋白基因，以Primer 5.0軟件設計特異性熒光定量引物（表1），實時熒光定量反應中內參基因選用香蕉RPS2基因[22]。以擴增效率95%<E<105%、相關性R2≥0.99、溶解曲線為單峰曲線為引物篩選標準，引物序列和退火溫度見表1。使用熒光定量PCR儀（TaKaRa公司Thermal Cycler Dice Real Time System， TP700）對基因進行定量分析，熒光定量試劑盒為SYBRP remix Ex TaqTM（TaKaRa公司）。每個測定樣品中的每個基因設置3個技術重復，以2-??CT法計算各基因的表達量。

1.3 ?數據處理

使用SPSS 20.0軟件單因素方差分析法對不同處理間各基因的相對表達量進行分析，在5%水平（P<0.05）上計算顯著差異，使用Excel 2010軟件進行制表和作圖。

2 ?結果與分析

2.1 ?SA生物合成途徑關鍵基因的表達分析

外源SA能誘導植物體內SA信號途徑中正調控基因的表達，而這些基因的表達又會導致SA的迅速積累，從而形成一個SA信號的反饋放大回路[23]。植物體內SA生物合成是經莽草酸途徑來完成的，莽草酸在莽草酸激酶（shikimate kinase， SK）和分支酸合成酶（CS）等酶的作用下轉變?yōu)榉种?，再經異分支酸合酶（ICS）途徑和苯丙氨酸解氨酶（PAL）途徑合成SA。研究結果如圖1所示，‘巴西蕉’和‘農科1號’香蕉幼苗施用SA 3次和5次時，2個SK基因均表現出顯著上調表達，‘巴西蕉’中的SK-1基因相對表達量為對

照的1.5倍以上，而‘農科1號’中該基因的相對表達量為對照的30倍以上，上調幅度遠遠高于感病品種‘巴西蕉’;SK-2基因的相對表達量在‘巴西蕉’被SA處理3次和5次時均顯著上調表達，為對照的1.6倍以上，在SA處理5次的‘農科1號’中，該基因相對表達量為對照的4.6倍。‘巴西蕉’中2個CS基因在SA處理3次時表現出顯著上調表達，相對表達量是對照的2.1倍以上;而‘農科1號’中2個CS基因在SA處理5次時表現出顯著上調表達，相對表達量是對照的2.8倍以上。SA處理的‘農科1號’中，ICS-1和ICS-3的相對表達量顯著上調表達，是對照的2.1倍以上，而ICS-2顯著下調表達;SA處理的‘巴西蕉’中，只有ICS-1表現為顯著上調表達。PAL基因在施用SA的‘巴西蕉’和‘農科1號’中整體表現出了顯著上調的趨勢，5個PAL基因在SA處理的‘農科1號’中，最高顯著上調表達12.5倍，最低顯著上調表達1.4倍，而在‘巴西蕉’中，最高顯著上調表達3.1倍，最低顯著上調表達1.7倍。這些結果說明SA生物合成途徑關鍵基因在外源SA處理的2個香蕉品種中表達差異較大，在抗病品種‘農科1號’中相對表達量要高于感病品種‘巴西蕉’。

2.2 ?SA對SA信號傳導中關鍵轉錄因子表達水平的影響

NPR1位于SA的下游，與TGA等轉錄因子相互作用，調控很多抗病相關基因的表達[16， 24]。研究測定外源SA處理后香蕉幼苗中SA信號傳導中關鍵調控因子相關基因的表達變化情況（圖2），結果顯示3個NPR1基因，即NPR1-1、NPR1-2和NPR1-4在SA處理3次和5次的‘巴西蕉’中均顯著上調表達，最高上調表達2.1倍，最低上調表達1.4倍，NPR1-3基因在SA處理3次的‘巴西蕉’中下調表達，但在SA處理5次的‘巴西蕉’中顯著上調表達;NPR1在SA處理的‘農科1號’中整體表現為顯著上調表達，最高上調表達7.4倍，最低上調表達1.5倍，但NPR1-1、NPR1-3和NPR1-4在‘農科1號’中的上調表達幅度要高于‘巴西蕉’，說明外源SA更易誘導抗病品種‘農科1號’中NPR1基因的上調表達。SA處理后，TGA-1在‘農科1號’中表現為顯著上調表達，上調表達為對照的2.8倍以上，在‘巴西蕉’中無顯著差異變化;TGA-2在‘巴西蕉’中表現為顯著下調表達;TGA-3在SA處理的‘巴西蕉’中表現為顯著上調表達，上調表達為對照的1.4倍，說明2個香蕉品種中，TGA轉錄因子對外源SA誘導具有不同的應答響應。

2.3 ?SA對病程相關蛋白1基因（PR1）表達的影響

最初發(fā)現病程相關蛋白是由于其在抗病過程中起著關鍵作用，但大量研究表明PR1基因廣泛參與高鹽、干旱和低溫等逆境脅迫應答反應[25-26]。對水楊酸處理后的2個香蕉品種PR1基因的相對表達量進行檢測（圖2），結果發(fā)現2個PR1基因在SA處理3次的‘農科1號’中較對照顯著上調表達，最高上調表達8.6倍，最低上調表達5.0倍;在SA處理5次的‘農科1號’中相對表達量降低或無差異表達。然而，‘巴西蕉’在SA處理3次和5次時幾乎無顯著表達變化，甚至PR1-3在SA處理5次時相對表達量降低，表明相對于‘巴西蕉’，‘農科1號’的PR1基因更易受外源SA誘導顯著上調表達。

2.4 ?SA預處理誘導TR4侵染下香蕉抗病相關基因表達情況

對SA預處理后接種TR4的香蕉植株內抗病相關基因PAL、NPR1和PR1進行定量分析（圖3），‘巴西蕉’受TR4侵染后大部分PAL、NPR1和PR1基因表現為下調表達，具體為3個PAL基因、3個NPR1基因和2個PR1基因顯示出下調表達，其他基因PAL-2、PAL-5、NPR1-3和PR1-2為上調表達，上調表達倍數均不超過2;SA預處理的‘巴西蕉’受TR4侵染，多數基因表現為上調表達，PAL-2、PAL-5、NPR1-2、NPR1-4、PR1-1和PR1-2共6個基因的上調表達倍數均高于2倍，其中2個基因上調表達倍數高于4倍，說明TR4侵染‘巴西蕉’抑制多數抗病相關基因的表達，而SA則能激活抗病相關基因，使其在TR4侵染時上調表達。相比‘巴西蕉’，只接種TR4的‘農科1號’香蕉中抗病相關基因整體表現為輕微上調或無差異表達，SA預處理再接種TR4的香蕉中，PAL-1、NPR1-1、NPR1-3、NPR1-4、PR1-1、PR1-2和PR1-3共7個基因上調表達倍數均高于2倍，其中6個基因上調表達倍數高于4倍，說明‘農科1號’經SA預處理，再受TR4侵染時植株中的抗病相關基因也能被誘導上調表達，且誘導效果優(yōu)于‘巴西蕉’。

2.5 ?SA預處理對TR4侵染下香蕉PAL和POD酶活性的影響

對SA預處理后接種TR4的香蕉植株防御酶POD、PPO和PAL進行酶活性測定（圖4），接種TR4的‘巴西蕉’和‘農科1號’植株中PAL和POD酶活性與對照相比略有上升，而先用SA處理再接種TR4的2個香蕉品種中PAL和POD酶

活顯著升高;‘農科1號’對照植株中PPO酶活性高于‘巴西蕉’對照，但TR4接種和SA處理后接種TR4兩個處理中‘農科1號’植株內PPO酶活性與對照相比無顯著差異，TR4接種或SA處理后接種TR4的‘巴西蕉’植株內PPO活性比對照顯著增高，說明SA預處理增強TR4侵染下香蕉的PAL和POD酶活性。

3 ?討論

水楊酸（SA）作為一種信號分子在植物免疫反應中發(fā)揮著重要作用。研究表明SA參與植物抗病、抗寒等生物和非生物脅迫應答反應，對保護農作物具有重要意義。本研究通過實時熒光定量PCR方法測定外源水楊酸處理后2個香蕉品種‘巴西蕉’和‘農科1號’中水楊酸合成代謝途徑關鍵基因的表達變化情況，結果顯示外源水楊酸能誘導香蕉植株內水楊酸合成途徑關鍵基因、轉錄因子NPR1和TGA、PR1基因顯著上調表達，ENDAH等[27]將5 mmol/L的水楊酸噴施于香蕉葉部，能夠誘導抗病品種‘GCTCV-218’和感病品種‘威廉姆斯’植株中NPR1基因上調表達，同

時檢測到PR基因的表達量增加，NPR1在傳導植物系統(tǒng)獲得抗性和促進低溫誘導的熱脅迫從而提高植物的抗病和抗逆能力中具有重要作用[17， 23]，PR1基因編碼的PR1蛋白廣泛存在于寄主植物中，具有限制真菌病原入侵和保護植物抵御逆境脅迫的功能[28]。因此，推測外源水楊酸能夠激活香蕉根系水楊酸信號途徑，誘導香蕉產生系統(tǒng)抗性，可在一定程度上保護香蕉免受多種病原菌的侵染和寒害等脅迫的影響。我國香蕉生產上面臨枯萎病、黑星病、葉斑病、軟腐病和寒害等諸多限制因素，黑星病和葉斑病以化學防治為主，然而，大量化學農藥的使用會導致農田面源污染;香蕉枯萎病和軟腐病屬土傳病害，尤其是香蕉枯萎病為香蕉生產上最主要的限制因子，只有極少數蕉園通過抗枯萎病品種和使用綜合防控措施將香蕉枯萎病的發(fā)病率降低到可接受的水平，但同時又出現了其他問題，即控制住枯萎病，細菌性軟腐病又上升成為嚴重威脅，已有研究報道外源水楊酸可誘導香蕉對枯萎病的系統(tǒng)抗性[29]，也能誘導寄主植物對大斑病、黑星病、稻瘟病、軟腐病等的抗性[30-33];低溫脅迫下低濃度的SA預處理能提高香蕉幼苗保護酶如SOD、CAT和APX的活性，降低活性氧的積累，對香蕉幼苗細胞結構也具有一定的保護作用，從而提高了香蕉的抗寒性[34]。這些結果表明，水楊酸具有保護香蕉防控多種生物和非生物脅迫的潛在作用。

‘農科1號’香蕉是選育出的對香蕉枯萎病具有一定抗性的品種，該品種對香蕉細菌性軟腐病也有中等抗性[35]，本研究中，相比‘巴西蕉’，SA處理的‘農科1號’中水楊酸合成及抗病相關基因誘導表達程度更高。香蕉枯萎病是我國香蕉生產上最為嚴重、最難防治的一種毀滅性病害，測試水楊酸處理的香蕉抗病相關基因對TR4的響應情況，結果表明，TR4接種3 d后可抑制‘巴西蕉’中多數PAL、NPR1和PR1基因的表達，但不會抑制‘農科1號’中多數PAL、NPR1和PR1基因的表達;在水楊酸和TR4雙重作用時，2個香蕉品種中的PAL、NPR1和PR1抗病相關基因被強烈誘導上調表達，PAL和POD防御酶活性顯著增強，與WANG等[29]報道的水楊酸預處理降低病情指數的結果相符，這些結果說明病原菌侵染前水楊酸預處理對提高香蕉抗病性具有重要的作用，而抗病品種‘農科1號’系統(tǒng)抗病性相關基因更強烈地被誘導表達，推測其系統(tǒng)誘導抗病能力優(yōu)于‘巴西蕉’。本研究從系統(tǒng)獲得抗性出發(fā)，掌握水楊酸對香蕉的系統(tǒng)誘導抗性相關基因表達情況，為香蕉生產上綜合防控技術的研發(fā)提供理論基礎，但水楊酸誘導香蕉抵抗多種病害侵染和逆境脅迫的綜合能力，需在溫室和田間進一步驗證，明確不同香蕉品種及不同生育期激發(fā)系統(tǒng)抗性誘導所需的水楊酸濃度，以期綜合不同防控措施達到最優(yōu)的抵抗多種病害侵染及逆境脅迫的效果。

參考文獻

[1] 李華平， 李云鋒， 聶燕芳. 香蕉枯萎病的發(fā)生及防控研究現狀[J]. 華南農業(yè)大學學報， 2019， 40（5）： 128-136.

LI H P， LI Y F， NIE Y F. Research status of occurrence and control of Fusarium wilt of banana[J]. Journal of South China Agricultural University， 2019， 40（5）： 1-9. （in Chinese）

[2] NAYAR N M. The bananas： botany， origin， dispersal[M]. In： JANICK J. Horticultural Reviews： Volume 36. Hoboken， New Jersey： John Wiley and Sons， 2010.

[3] 王安邦， 金志強， 劉菊華， 賈彩虹， 張建斌， 苗紅霞， 徐碧玉. 香蕉寒害研究現狀及展望[J]. 生物技術通報， 2014（8）： 28-33.

WANG A B， JIN Z Q， LIU J H， JIA C H， ZHANG J B， MIAO H X， XU B Y. The current situation and prospects of banana chilling stress[J]. Biotechnology Bulletin， 2014（8）： 28-33. （in Chinese）

[4] 李琳琳， 李天來， 姜國斌， 金 ?華， 鄒吉祥. 外源Ca2+對水楊酸誘導番茄抗灰霉病的增效機制[J]. 應用生態(tài)學報， 2015， 26（11）： 3497-3502.

LI L L， LI T L， JIANG G B， JIN H， ZOU J X. Synergistion mechanism of exogenous Ca2+ to SA-induced resistance to Botrytis cinerea in tomato[J]. Chinese Journal of Applied Ecology， 2015， 26（11）： 3497-3502. （in Chinese）

[5] VLOT A C， DEMPSEY D A， KLESSIG D F. Salicylic acid， a multifaceted hormone to combat disease[J]. Annual Review of Phytopathology， 2009， 47： 177-206.

[6] FU Z Q， DONG X. Systemic acquired resistance： turning local infection into global defense[J]. Annual Review of Plant Biology， 2013， 64： 839-863.

[7] SENARATNA T， TOUCHELL D， BUNN E， DIXON K. Acetyl salicylic acid （aspirin） and salicylic acid induce multiple stress tolerance in bean and tomato plants[J]. Plant Growth Regulation， 2000， 30（2）： 157-161.

[8] DAT J F， LOPEZ-DELGADO H， FOYER C H， SCOTT I M. Parallel changes in H2O2 and catalase during thermotolerance induced by salicylic acid or heat acclimation in mustard seedlings[J]. Plant Physiology， 1998， 116（4）： 1351-1357.

[9] MISHRA A， CHOUDHURI M A. Effects of salicylic acid on heavy metal-induced membrane deterioration mediated by lipoxygenase in rice[J]. Biologia Plantarum， 1999， 42（3）： 409-415.

[10] 蔡新忠， 鄭 ?重， 宋鳳鳴. 水楊酸對水稻幼苗抗瘟性的誘導作用[J]. 植物病理學報， 1996（1）： 9-12， 14.

CAI X Z， ZHENG Z， SONG F M. Effect of salicylic acid on the inductions of resistance to rice seedling blast[J]. Acta Phytopathologica Sinica， 1996（1）： 9-12， 14. （in Chinese）

[11] 劉鳳權， 王金生. 水楊酸誘導水稻幼苗抗白葉枯病研究[J]. 植物保護學報， 2000（1）： 47-52.

LIU F Q， WANG J S. Preliminary study on resistance of rice seedling to leaf blight induced by salicylic acid[J]. Journal of Plant Protection， 2000（1）： 47-52. （in Chinese）

[12] 王 ?錚， 顧毓敏， 潘義宏， 李興勇， 李 ?彪， 鄭 ?武， 邵小東. 水楊酸不同施用方式對誘導煙草抗病性的影響[J]. 植物保護， 2016， 42（4）： 236-241.

WANG Z， GU Y M， PAN Y H， LI Y X， LI B， ZHENG W， SHAO X D. Effects of salicylic acid on the induced disease resistance of tobacco under different ways of application[J]. Plant Protection， 2016， 42（4）： 236-241. （in Chinese）

[13] 金曉弟. 水楊酸浸種對低溫脅迫下二葉期冬小麥生理的影響[J]. 山西農業(yè)科學， 2019， 47（10）： 1687-1690， 1708.

JIN X D. Effects of salicylic acid soaking seeds on physiology of winter wheat in two-leaf stage under low temperature stress[J]. Journal of Shanxi Agricultural Sciences， 2019， 47（10）： 1687-1690， 1708. （in Chinese）

[14] WILDERMUTH M C， DEWDNEY J， WU G， AUSUBEL F M. Isochorismate synthase is required to synthesize salicylic acid for plant defence[J]. Nature， 2001， 414（6863）： 562-565.

[15] LEE H I， LEON J， RASKIN I. Biosynthesis and metabolism of salicylic acid[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， 1995， 92（10）： 4076-4079.

[16] KINKEMA M. Nuclear localization of NPR1 is required for activation of PR gene expression[J]. Plant Cell， 2000， 12（12）： 2339-2350.

[17] 田 ?云. 水楊酸受體NPR1在植物低溫脅迫應答中的新功能[J]. 生物學雜志， 2018， 35（6）： 9-10.

TIAN Y. The novel function of SA receptor NPR1 in cold response in plant[J]. Journal of Biology， 2018， 35（6）： 9-10. （in Chinese）

[18] OLATE E， JIMéNEZ-GóMEZ J M， HOLUIGUE L， SALINAS J. NPR1 mediates a novel regulatory pathway in cold acclimation by interacting with Hsfa1 factors[J]. Nature Plants， 2018， 4： 811-823.

[19] SCHAFFRATH U， SCHEINPFLUG H， REISENDR H J. An elicitor from Pyricularia oryzae induces resistance responses in rice： Isolation， characterization and physiological properties[J]. Physiology and Molecular Pathology， 1995（46）： 293-307.

[20] KOUKOL J， CONN E E. The metabolism of aromatic compounds in higher plants IV. Purification and properties of the phenylalanine deaminase of Hordeum vulgare[J]. Journal of Biological Chemistry， 1961， 236（10）： 2692-2698.

[21] JIANG A L， TIAN S P， XU Y. Effects of controlled atmospheres with high-O2 or high-CO2 concentrations on postharvest physiology and storability of “napoleon” sweet cherry[J]. Acta Botanica Sinica， 2002， 44（8）： 925-930.

[22] CHEN L， ZHONG H Y， KUANG J F， LI J G， LU W J， CHEN J Y. Validation of reference genes for RT-qPCR studies of gene expression in banana fruit under different experimental conditions[J]. Planta， 2011， 234： 377-390.

[23] 汪 ?尚， 徐鷺芹， 張亞仙， 曾后淸， 杜立群. 水楊酸介導植物抗病的研究進展[J]. 植物生理學報， 2016， 52（5）： 581-590.

WANG S， XU L Q， ZHANG Y X， ZENG H Q， DU L Q. Recent advance of salicylic acid signaling in plant disease resistance[J]. Plant Physiology Journal， 2016， 52（5）： 581-590. （in Chinese）

[24] ZHENG Z， QUALLEY A， FAN B， DUDAREVA N， CHEN Z. An Important role of a BAHD acyl transferase-like protein in plant innate immunity[J]. The Plant Journal： for Cell and Molecular Biology， 2009， 57： 1040-1053.

[25] SEO P J， LEE A K， XIANG F， PARK C. Molecular and functional profiling of Arabidopsis pathogenesis-related genes： Insights into their roles in salt response of seed germination[J]. Plant & Cell Physiology， 2008， 49（3）： 334-344.

[26] SEO P J， KIM M J， PARK J， KIM S， JEON J， LEE Y， KIM J， PARK C. Cold activation of a plasma membrane-tethered NAC transcription factor induces a pathogen resistance response in Arabidopsis[J]. The Plant Journal， 2010， 61（4）： 661-671.

[27] ENDAH R， BEYENE G， KLGGUNDU A， BERG N V D， SCHLüTER U， KUNERT K. Elicitor and Fusarium-induced expression of NPR1-like genes in banana[J]. Plant Physiology and Biochemistry， 2008， 46（11）： 1007-1014.

[28] LC V L， EA V S. The families of pathogenesis related proteins， their activities， and comparative analysis of PR1 type proteins[J]. Physiological and Molecular Plant Pathology， 1999， 55： 85-97.

[29] WANG Z， JIA C， LI J， HUANG S， XU B， JIN Z. Activation of salicylic acid metabolism and signal transduction can enhance resistance to Fusarium wilt in banana （Musa acuminata L. Aaa Group， Cv. Cavendish）[J]. Functional & Integrative Genomics， 2015， 15（1）： 47-62.

[30] 張 ?瑩， 王艷輝， 郝 ?敏， 賈 ?慧， 韓建民， 董金皋. 水楊酸誘導對玉米大斑病抗性的影響[J]. 農業(yè)生物技術學報， 2008（3）： 501-507.

ZHANG Y， WANG Y H， HAO M， JIA H， HAN J M， DONG J H. Effect of salicylic acid on resistance to Exserohilum turcicum[J]. Journal of Agricultural Biotechnology， 2008（3）： 501-507. （in Chinese）

[31] 李紅玉， 郭金魁， 周功克. 水楊酸誘導黃瓜抗黑星病抗性的部位差異和時效性[J]. 應用與環(huán)境生物學報， 1999（6）： 640-642.

LI H Y， GUO J K， ZHOU G K. Position difference and time course of cucumber resistance to Cladosporium cucumerinum induced by salicylic acid[J]. Chinese Journal of Applied and Environmental Biology， 1999（6）： 640-642. （in Chinese）

[32] 王瑞霞， 王振中， 紀春艷， 董章勇. 水楊酸誘導水稻抗菌物質對稻瘟病菌的抑制作用[J]. 華中農業(yè)大學學報， 2011， 30（2）： 193-196.

WANG R X， WANG Z Z， JI C Y， DONG Z Y. Inhibitory activity of antibiotic substances extraction induced by salicylic acid in rice leaves against Magnaporthe grisea[J]. Journal of Huazhong Agricultural University， 2011， 30（2）： 193-196. （in Chinese）

[33] LóPEZMMóPEZ M J， LIéBANA E， MARCILLA P， BELTRá R. Resistance induced in potato tubers by treatment with acetylsalicylic acid to soft rot produced by Erwinia carotovora subsp. carotovora[J]. Journal of Phytopathology， 1995， 143： 719-724.

[34] KANG G Z， WANG Z X， XIA K F， SUN G C. Protection of ultrastructure in chilling-stressed banana leaves by salicylic acid[J]. Journal of Zhejiang University Science B （Biomedicine & Biotechnology）， 2007（4）： 277-282.

[35] 袁 ?月， 陳雪鳳， 李華平， 梁家杰， 劉瓊光. 香蕉細菌性軟腐病菌的寄主范圍及香蕉品種的抗性測定[J]. 華南農業(yè)大學學報， 2013， 34（1）： 23-27.

YUAN Y， CHEN X F， LI H P， LIANG J J， LIU Q G. Symptoms of some host plants infected by pathogen of banana soft rot[J]. Journal of South China Agricultural University， 2013， 34（1）： 23-27. （in Chinese）