楊 帥,張劍濤,唐建民,李哲馨
(1.重慶三峽學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院,重慶 萬州 404100;2.重慶文理學(xué)院 a.園林與生命科學(xué)學(xué)院;b.特色植物研究院,重慶 永川 402160)
獼猴桃Actinidia chinensis原產(chǎn)于我國,是我國山區(qū)脫貧攻堅(jiān)的特色優(yōu)勢樹種,具有較高的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益。獼猴桃果實(shí)采后易受多種真菌感染,真菌感染果實(shí)后會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失并引發(fā)潛在的食品安全問題?;颐咕鶥otrytis cinerea是引起獼猴桃采后病害的主要病原菌之一,其孢子在傷口處感染果實(shí),導(dǎo)致果實(shí)迅速腐爛變質(zhì)[1-4]。目前,獼猴桃灰霉病的防治仍以化學(xué)措施為主?;瘜W(xué)殺菌劑能夠有效防治獼猴桃灰霉病,卻存在較多問題,例如導(dǎo)致病原體產(chǎn)生耐藥性、食用后危害人體健康等[5]。
以物理、化學(xué)和生物激發(fā)子誘導(dǎo)水果對致病微生物產(chǎn)生自然抗性受到了越來越多的關(guān)注[6-7]。植物生長素是植物體內(nèi)重要的生長調(diào)節(jié)因子,近年來被證實(shí)在植物病害防御中也發(fā)揮了重要的調(diào)控作用。生長素可分為植物內(nèi)源生長素和人工合成生長素。研究結(jié)果表明,外源生長素處理可以通過調(diào)節(jié)內(nèi)源生長素的水平來調(diào)控植物體細(xì)胞分裂。不同激素配合使用可能更有利于植株生長[8]。生長素、細(xì)胞分裂素和脫落酸的平衡作用可調(diào)控植株的生長勢,且濃度較高的生長素和細(xì)胞分裂素或濃度較低的ABA 有利于植株的生長[9]。吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)和吲哚-3-丁酸(indole-3-butyric acid,IBA)均屬于植物內(nèi)源生長素。其中IAA 是活性內(nèi)源生長素的主要表現(xiàn)形式,IBA 是IAA 的前體物質(zhì)。人工合成生長素種類繁多,包括1-萘乙酸(1-naphthaleneacetic acid,NAA)和2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-Dichlorophenoxyacetic acid,2,4-D)等,其化學(xué)性質(zhì)較IAA 更穩(wěn)定[10-11]。研究結(jié)果表明,各類生長素均可參與植物對病原微生物的防御。擬南芥中,生長素信號突變體axr1、axr2 和axr6在生長素誘導(dǎo)的Skp1-Cullin-F-box(SCF)泛素化途徑中存在缺陷,會導(dǎo)致生長素的運(yùn)輸受到抑制,并增強(qiáng)擬南芥對黃瓜知球殼菌Plectosphaerella cucumerina和灰霉菌的易感性[12]。在煙草中木薯MeAux/IAAs基因的過表達(dá),提高了其對細(xì)菌性萎蔫病菌Xanthomonas axonopodis的抗性,MeAux/IAAs沉默的煙草植株則表現(xiàn)出對該病菌的高度敏感性,MeAux/IAAs基因表達(dá)的改變也導(dǎo)致植物防御反應(yīng)中致病相關(guān)基因、活性氧積累和胼胝質(zhì)發(fā)育相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平發(fā)生變化[13]。在水稻中IAA 代謝相關(guān)基因OsGH3.1和OsCYP71Z2的過表達(dá)均能顯著提高水稻植株對細(xì)菌稻黃單胞菌Xanthomonas oryzae和稻瘟病菌Magnaporthe grisea的廣譜抗性[14-15]。病原菌通過向被侵染的細(xì)胞分泌生長素IAA 或增強(qiáng)寄主植物IAA 的合成,使寄主細(xì)胞內(nèi)IAA 水平迅速增加,高濃度的IAA可降低植物細(xì)胞壁的pH,導(dǎo)致胞壁結(jié)構(gòu)蛋白酸化,細(xì)胞壁發(fā)生重排,繼而引起細(xì)胞壁松弛,細(xì)胞擴(kuò)張,從而有利于病原微生物的入侵和擴(kuò)散[14]。
生長素在果實(shí)采后貯運(yùn)保鮮中也起到了積極的作用。采用生長素IAA 處理可以延緩采后草莓果實(shí)的成熟,且對草莓果實(shí)理化性質(zhì)相關(guān)基因的表達(dá)具有重要的調(diào)節(jié)作用,包括上調(diào)表達(dá)AUX/IAA、ARF、TOPLESS和編碼E3 泛素蛋白連接酶及膜聯(lián)蛋白的基因,下調(diào)與果膠解聚、細(xì)胞壁降解、蔗糖和花青素生物合成相關(guān)基因的表達(dá)[16]。IAA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑通過調(diào)節(jié)乙烯的生物合成,參與調(diào)控木瓜、蘋果等果實(shí)的采后成熟過程[17-18]。采用2,4-D 處理橙子,可導(dǎo)致果實(shí)中水楊酸、脫落酸含量的增加和乙烯含量的降低,木質(zhì)素和水分含量的增加,防御酶基因的上調(diào)表達(dá),從而提高橙子的防御脅迫能力,緩解果實(shí)衰老[19]。使用NAA 處理草莓果實(shí)時(shí),可通過降低重要細(xì)胞壁降解基因的轉(zhuǎn)錄水平,防止冷藏期間細(xì)胞壁的正常降解,說明NAA 可通過影響草莓果實(shí)細(xì)胞壁組成和細(xì)胞壁修飾基因表達(dá)來調(diào)控果實(shí)成熟等[20]。因此,在采收階段,提前進(jìn)行生長素干預(yù),可能對釆后獼猴桃果實(shí)抗灰霉病有一定的作用。
目前,關(guān)于生長素在植物病害防御中的作用有著較為廣泛的研究報(bào)道,卻鮮見生長素對采后果蔬病害或抗性影響的相關(guān)研究報(bào)道。為了明確植物生長素對采后果實(shí)抗性誘導(dǎo)的作用,本研究中以采后常溫儲藏且遺傳背景明確的紅陽獼猴桃果實(shí)為材料,研究各類植物生長素對獼猴桃果實(shí)灰霉病的誘導(dǎo)抗性作用規(guī)律,并檢測外源生長素處理后獼猴桃果實(shí)組織中抗性相關(guān)生理指標(biāo)和理化品質(zhì)指標(biāo)及抗性相關(guān)基因的表達(dá)。
1.1.1 果實(shí)選擇與預(yù)處理
以紅陽獼猴桃果實(shí)為研究對象。在授粉后第130 天,采收形狀、大小、質(zhì)量(93 g)、成熟度等外觀品質(zhì)基本相同且無機(jī)械損傷及病菌感染的果實(shí),并在采后5 h 內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。使用0.1%的次氯酸鈉(NaClO)溶液浸泡消毒2 min,再用流動的自來水沖洗,并在室溫下晾干(20 ~25 ℃)后備用。
1.1.2 培養(yǎng)基配制
馬鈴薯葡萄糖固體(PDA)培養(yǎng)基:稱取200 g新鮮馬鈴薯,洗凈、去皮、切碎,加1 000 mL 水煮沸0.5 h,紗布過濾取汁,加入20 g 葡萄糖、20 g 瓊脂,定容至1 000 mL。121 ℃高壓蒸汽滅菌20 min,稍冷卻后加入終質(zhì)量濃度50 mg/L 卡那霉素,倒平板備用。
1.1.3 病原菌
灰霉菌為實(shí)驗(yàn)室保藏菌種CJLC2,菌種保存在-80 ℃超低溫冰箱中。將菌種取出后,置于冰上溶解,無菌條件下接種于PDA 培養(yǎng)基上,在25 ℃恒溫箱中培養(yǎng)活化3 周后,再次轉(zhuǎn)接到新的PDA 培養(yǎng)基上,培養(yǎng)2 周后即可稀釋并用于侵染獼猴桃果實(shí)。
1.2.1 灰霉菌侵染試驗(yàn)設(shè)計(jì)
1)不同種類生長素對獼猴桃果實(shí)灰霉病抗性的誘導(dǎo)作用。使用已消毒的打孔器在5 組獼猴桃果實(shí)表面形成大小、深度一致的傷口(5 mm×3 mm),使用移液槍在傷口處分別注入10 μL 的IAA、IBA、2,4-D、NAA 溶液(質(zhì)量濃度均為50 mg/L,已過濾除菌),以無菌水為對照(CK)。在恒溫恒濕條件下(25 ℃,相對濕度高于95%)誘導(dǎo)處理24 h 后,在已干燥的傷口處注入10 μL 灰霉菌孢子懸浮液(每毫升孢子數(shù)量為1×104),并用PE 塑料膜密封,貯藏于恒溫箱。選取4 種生長素中誘導(dǎo)抗性效果最好的生長素進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。
2)不同濃度生長素對獼猴桃果實(shí)灰霉病抗性的誘導(dǎo)作用。使用已消毒的打孔器在6 組獼猴桃果實(shí)表面形成大小、深度一致的傷口(5 mm×3 mm),使用移液槍在傷口處分別注入10 μL 10、50、100、200、500 mg/L 的生長素溶液(已過濾除菌),以無菌水為對照(CK)。在恒溫恒濕條件下(25 ℃,相對濕度高于95%)誘導(dǎo)處理24 h后,在已干燥的傷口處注入10 μL 灰霉菌孢子懸浮液(每毫升孢子數(shù)量為1×104),并用PE 塑料膜密封,貯藏于恒溫箱。
3)生長素不同誘導(dǎo)時(shí)長對獼猴桃果實(shí)灰霉病抗性的誘導(dǎo)作用。使用已消毒的打孔器在2組獼猴桃果實(shí)表面形成大小、深度一致的傷口(5 mm×3 mm),使用移液槍在傷口處分別注入10 μL 無菌水(CK)和50 mg/L 的生長素。在恒溫恒濕條件下(25 ℃,相對濕度高于95%)分別誘導(dǎo)處理0、6、12、24、48 h 后,在已干燥的傷口處注入10 μL 灰霉菌孢子懸浮液(每毫升孢子數(shù)量為1×104),并用PE 塑料膜密封,貯藏于恒溫箱。
每個(gè)處理重復(fù)3 次,每次重復(fù)9 個(gè)果實(shí)。每天定時(shí)測量并記錄果實(shí)傷口的發(fā)病率和病斑直徑,結(jié)果以接種后72 h 時(shí)的平均發(fā)病率和平均病斑面積表示。
1.2.2 防御酶活性檢測
在使用生長素和無菌水(CK)處理獼猴桃果實(shí)0、24、48、96、120 h 后,測定果肉中防御酶活性。
1)采用愈創(chuàng)木酚法檢測POD 活性。采集1 g 樣品,加入磷酸緩沖液(pH=7.8)和石英砂研磨勻漿,離心取上清,加入反應(yīng)液(0.1 mol/L 磷酸緩沖液加入28 μL 愈創(chuàng)木酚),待反應(yīng)液溶解后加入H2O2,并迅速測定吸光度。結(jié)果以每分鐘內(nèi)470 nm 處光密度(A470)變化0.01 為1 個(gè)酶活力單位。
2)采用紫外吸收法測定CAT 活性。采集1 g樣品,加入磷酸緩沖液(pH=7.8)和石英砂研磨勻漿,離心取上清,加入H2O2,迅速測定吸光度。以每分鐘內(nèi)240 nm 處光密度(A240)降低0.1 為1 個(gè)酶活力單位。
3)采用氮藍(lán)四唑(NBT)光化還原法測定SOD 活性。采集1 g 樣品,加入磷酸緩沖液(pH=7.8)和石英砂研磨勻漿,離心取上清,依次加入0.05 mol/L 磷酸緩沖液、130 nmol/L Met 溶液、750 μmol/L NBT、100 μmol/L EDTA、20 μmol/L核黃素和酶液,測定吸光度(A560)。以抑制NBT光化還原50%的酶用量為1 個(gè)酶活力單位[4]。
1.2.3 基因表達(dá)量分析
在使用生長素和無菌水(CK)處理獼猴桃果實(shí)0、24、48、96、120 h 后,將其迅速使用液氮冷凍并研磨,使用RNAiso Plus 和fruitmate 試劑盒(Takara,大連)提取獼猴桃總RNA,使用Allin-One First-Strand cDNA Synthesis SuperMix for qPCR 試劑盒(全式金,北京)合成cDNA。根據(jù)獼猴桃基因組信息(http://kiwifruitgenome.org/),克隆獼猴桃抗病相關(guān)基因PR1(Actinidia00340)、PR4(Actinidia18363) 和PAL(Actinidia32440)的CDS 全長序列,并測序驗(yàn)證。使用Green Two-Step qRT-PCR SuperMix 試劑盒(全式金,北京)進(jìn)行基因表達(dá)量檢測,內(nèi)參基因選用β-actin[3]。獼猴桃qRT-PCR 引物序列見表1。
表1 獼猴桃果實(shí)抗病相關(guān)基因qRT-PCR 引物Table 1 qRT PCR primers for disease resistance related genes in kiwifruit
2.1.1 不同種類生長素對獼猴桃果實(shí)灰霉病抗性的誘導(dǎo)作用
在灰霉菌侵染72 h 后,不同種類生長素處理下獼猴桃果實(shí)感染灰霉病的情況如圖1所示。由圖1可以看出,與無菌水對照組相比,使用相同濃度的4 種生長素誘導(dǎo)相同時(shí)長,均可有效降低獼猴桃果實(shí)灰霉病的發(fā)病率。與對照組相比,經(jīng)50 mg/L 生長素IAA 處理的獼猴桃果實(shí)的灰霉病發(fā)病率降低了24 個(gè)百分點(diǎn)(P<0.05);經(jīng)50 mg/L生長素IBA 處理的獼猴桃果實(shí)的灰霉病發(fā)病率降低了30 個(gè)百分點(diǎn)(P<0.05);經(jīng)50 mg/L 生長素2,4-D 處理的獼猴桃果實(shí)的灰霉病發(fā)病率降低了36 個(gè)百分點(diǎn)(P<0.05);經(jīng)50 mg/L 生長素NAA 處理的獼猴桃果實(shí)的灰霉病發(fā)病率降低了24個(gè)百分點(diǎn)(P<0.05)。經(jīng)無菌水處理的獼猴桃果實(shí)病斑面積為1.021 cm2,經(jīng)IAA 處理的獼猴桃果實(shí)病斑面積為0.773 cm2,經(jīng)IBA 處理的獼猴桃果實(shí)病斑面積為0.688 cm2,經(jīng)2,4-D 處理的獼猴桃果實(shí)病斑面積為0.818 cm2。選取2,4-D 進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。
圖1 不同種類生長素處理下獼猴桃果實(shí)感染灰霉病的情況Fig.1 Infection of actinidia fruit with B.cinerea under different auxin treatments
2.1.2 不同濃度2,4-D 對獼猴桃果實(shí)灰霉病抗性的誘導(dǎo)作用
在灰霉菌侵染72 h 后,不同濃度2,4-D 處理下獼猴桃果實(shí)感染灰霉病的情況如圖2所示。由圖2可以看出,不同濃度2,4-D 處理可影響獼猴桃果實(shí)灰霉病的發(fā)生和發(fā)展。當(dāng)質(zhì)量濃度為100 ~500 mg/L 時(shí),2,4-D 可不同程度抑制灰霉菌在獼猴桃傷口的侵染;當(dāng)質(zhì)量濃度為50 mg/L 時(shí),2,4-D 處理能顯著降低獼猴桃果實(shí)上灰霉病的發(fā)病率和平均病斑面積,與對照相比,處理后獼猴桃發(fā)病率降低了40 個(gè)百分點(diǎn)(P<0.05),病斑面積也顯著減少。
圖2 不同濃度2,4-D 處理下獼猴桃果實(shí)感染灰霉病的情況Fig.2 Infection of actinidia fruit with B.cinerea under different concentrations of 2,4-D
2.1.3 不同2,4-D 誘導(dǎo)時(shí)長對獼猴桃果實(shí)灰霉病抗性的誘導(dǎo)作用
在灰霉菌侵染72 h 后,不同2,4-D 誘導(dǎo)時(shí)長條件下獼猴桃果實(shí)感染灰霉病的情況如圖3所示。由圖3可以看出,2,4-D 誘導(dǎo)時(shí)長可影響獼猴桃灰霉病的發(fā)生和發(fā)展。使用50 mg/L 的2,4-D 處理后直接接種,不能抑制獼猴桃果實(shí)傷口處灰霉菌的侵染。當(dāng)誘導(dǎo)時(shí)長為12、24 和48 h 時(shí),2,4-D 能在一定程度上抑制灰霉病的發(fā)生和發(fā)展。與對照無菌水處理相比,當(dāng)誘導(dǎo)時(shí)長為12 h 時(shí)發(fā)病率降低了51.5 個(gè)百分點(diǎn)(P<0.05),當(dāng)誘導(dǎo)時(shí)長為24 h時(shí)發(fā)病率降低了50 個(gè)百分點(diǎn)(P<0.05),當(dāng)誘導(dǎo)時(shí)長為48 h 時(shí)發(fā)病率降低了58 個(gè)百分點(diǎn)(P<0.05)。與對照相比較,當(dāng)誘導(dǎo)時(shí)長為12 h 時(shí)病斑面積平均減少0.429 cm2,當(dāng)誘導(dǎo)時(shí)長為24 h 時(shí)病斑面積平均減少0.397 cm2,當(dāng)誘導(dǎo)時(shí)長為48 h時(shí)病斑面積平均減少0.367 cm2。
圖3 不同2,4-D 誘導(dǎo)時(shí)長處理下獼猴桃果實(shí)感染灰霉病的情況Fig.3 Infection of kiwifruit fruit with B.cinerea under different 2,4-D induction duration treatments
2,4-D 處理下獼猴桃果實(shí)防御酶活性的變化如圖4所示。由圖4可以看出,使用2,4-D 處理獼猴桃果實(shí)可誘導(dǎo)獼猴桃果實(shí)防御酶活性的增強(qiáng)。獼猴桃果實(shí)SOD 活性在2,4-D 處理24 h 時(shí)顯著升高并達(dá)到峰值,約為對照組活性的1.10 倍,雖然之后活性降低,但至120 h 時(shí)活性仍然高于對照組,約是對照組的1.05 倍。獼猴桃果實(shí)CAT 活性在2,4-D 處理后呈波動上升,且在處理72 h 時(shí)達(dá)到峰值,約為對照組活性的1.19 倍,雖然之后活性降低,但至120 h 時(shí)仍然高于對照組,約是對照組的1.08倍。獼猴桃果實(shí)POD 活性在2,4-D 處理后72 h 時(shí)達(dá)到峰值,約為對照組活性的1.14 倍,雖然之后活性降低,但至120 h 時(shí)仍然高于對照組,約是對照組的1.03 倍。
圖4 2,4-D 處理下獼猴桃果實(shí)防御酶活性的變化Fig.4 Changes of defense enzyme activities in kiwifruit treated with 2,4-D
2,4-D 處理下獼猴桃果實(shí)抗病相關(guān)基因PR1、PR4和PAL表達(dá)的變化如圖5所示。由圖5可以看出,使用2,4-D 處理獼猴桃果實(shí)可誘導(dǎo)獼猴桃抗病相關(guān)基因上調(diào)表達(dá)。在使用2,4-D 處理24 h時(shí),PR1和PR4的表達(dá)量迅速增加,與對照組相比表達(dá)量分別上調(diào)了9.33 和2.27 倍,隨后兩者均有逐漸降低的趨勢。與對照組相比,PAL的表達(dá)量在2,4-D 處理24 h 時(shí)也出現(xiàn)了上調(diào),在處理48 h 時(shí)表達(dá)量最高,是對照的5.27 倍,隨后表達(dá)量下調(diào)。
研究結(jié)果顯示,濃度適宜的內(nèi)源生長素IAA和IBA 以及合成生長素NAA 和2,4-D,均可誘導(dǎo)獼猴桃果實(shí)對灰霉菌產(chǎn)生抗性,但誘導(dǎo)抗性的強(qiáng)度存在差異。使用相同濃度的4 種生長素誘導(dǎo)相同時(shí)長后,受灰霉菌侵染的獼猴桃果實(shí)的發(fā)病率以2,4-D 處理的為最低。抑制獼猴桃果實(shí)灰霉病的最適2,4-D 質(zhì)量濃度為50 mg/L,在此濃度下可顯著降低灰霉病的發(fā)病率和平均病斑面積,在誘導(dǎo)12 ~48 h 后2,4-D 均能抑制灰霉病的發(fā)生和發(fā)展。為了解生長素2,4-D 誘導(dǎo)獼猴桃果實(shí)抗病的機(jī)制,檢測了防御相關(guān)酶活性和抗病相關(guān)基因表達(dá)量,結(jié)果表明生長素2,4-D 可能通過增加防御酶活性及調(diào)控抗病相關(guān)基因的表達(dá),誘導(dǎo)獼猴桃對灰霉病的抗性響應(yīng)。因此,生長素2,4-D 處理是誘導(dǎo)獼猴桃果實(shí)自然抗性和抑制灰霉病的有效方法。
近年來,生長素在植物抗病及植物激素互作中的作用逐漸被關(guān)注[13,21-23]。如在玉米Zea mays中發(fā)現(xiàn)的抗病基因座qRfg2,可以預(yù)防玉米赤霉病以及真菌類病害如赤霉病等,qRfg2 的致病基因ZmAuxRP1可促進(jìn)IAA 的生物合成,IAA 可以及時(shí)有效地調(diào)節(jié)生長-防御平衡,從而優(yōu)化植物的適應(yīng)性等[22]。然而關(guān)于生長素對采后果實(shí)的抗病作用機(jī)制的研究鮮有報(bào)道。Zhang 等[21]在研究生長素誘導(dǎo)梨果實(shí)抗性中的作用時(shí),發(fā)現(xiàn)使用100 ~500 mg/L 的IAA 誘導(dǎo)24 ~48 h 時(shí),梨果實(shí)對藍(lán)霉腐病的抗性明顯增強(qiáng),表明IAA 在誘導(dǎo)梨果實(shí)對病原菌產(chǎn)生抗性方面具有顯著作用,通過對防御酶活性及抗病相關(guān)基因的表達(dá)水平進(jìn)行檢測,推測該機(jī)制可能與誘導(dǎo)防御相關(guān)酶和調(diào)節(jié)基因表達(dá)密切相關(guān)。植物受到外源因素刺激后,不能立刻獲得抗性,而是需要一定時(shí)長才能發(fā)生響應(yīng)[24]。在前期試驗(yàn)中,將不同濃度生長素2,4-D添加至PDA 培養(yǎng)基對灰霉菌進(jìn)行接種培養(yǎng),未發(fā)現(xiàn)顯著的抑制作用。這些結(jié)果表明,生長素可能通過誘導(dǎo)獼猴桃果實(shí)產(chǎn)生抗性,抵御灰霉菌的侵染??梢詫⑸L素2,4-D 作為有效防治果實(shí)采后病害的手段。
生物和非生物脅迫因子誘導(dǎo)植物組織產(chǎn)生過量的活性氧。SOD、POD 和CAT 是植物組織中重要的抗氧化酶,在清除活性氧方面起重要作用[25]。例如,2年生赤皮青岡幼苗較1年生幼苗具備更強(qiáng)的抗氧化能力,脅迫狀態(tài)下赤皮青岡幼苗POD、SOD 的響應(yīng)也更為迅速,間接說明赤皮青岡能通過POD 等抗氧化物來適應(yīng)一定程度下的脅迫環(huán)境[26]。本研究結(jié)果顯示,使用無菌水處理獼猴桃果實(shí)時(shí),由于造成傷口且與空氣接觸,果實(shí)中SOD、POD 及CAT 活性均有所增加。使用2,4-D處理后,獼猴桃果實(shí)的SOD、POD 活性可在短時(shí)間內(nèi)(24 h)被誘導(dǎo)迅速增加,顯著高于對照組,但在誘導(dǎo)72 h 時(shí)出現(xiàn)下降的趨勢。
植物在受到生物或非生物脅迫時(shí)會誘發(fā)病原相關(guān)蛋白(PRs)的表達(dá),在較多植物物種中PR1被用作系統(tǒng)獲得抗性的分子標(biāo)記[27]。本研究結(jié)果顯示:在2,4-D 誘導(dǎo)處理24 h 時(shí)獼猴桃PR1和PR4基因的表達(dá)量迅速增加,與無菌水處理相比分別上調(diào)了9.33 和2.27 倍,隨后其表達(dá)量有逐漸降低的趨勢;在2,4-D 處理24 h 時(shí),PAL基因的表達(dá)量也出現(xiàn)了上調(diào),在處理48 h 時(shí)表達(dá)量最高,是對照的5.27 倍,隨后表達(dá)量下調(diào)。這與前人研究結(jié)果相一致,例如:外源2,4-D 處理可導(dǎo)致PR4基因在柑橘類果實(shí)的上調(diào)表達(dá),并顯著減少水果腐敗的發(fā)生[19];Gamma 輻射可誘導(dǎo)梨果實(shí)產(chǎn)生對病原真菌擴(kuò)展青霉Penicillium expansu的抗性,并可上調(diào)表達(dá)PR1和PR4基因[28];苯丙烷代謝途徑關(guān)鍵酶基因PAL可促進(jìn)植物產(chǎn)生木質(zhì)素等抗性次生代謝產(chǎn)物,與植物抗病息息相關(guān)[29];采用不同灰霉菌菌種侵染番茄果實(shí),可誘導(dǎo)果實(shí)產(chǎn)生生長素IAA、水楊酸,并伴隨著PAL 酶活性的顯著提升[30]。但其具體作用機(jī)制有待進(jìn)一步探索。
本研究結(jié)果證明了生長素在植物與真菌的相互作用中具有一定的重要性[31],但尚未闡明病毒蛋白與生長素調(diào)節(jié)因子之間的相互作用。后續(xù)可研究2,4-D 對未受傷獼猴桃果實(shí)自然腐爛的影響,以及在生化和分子水平上IAA 信號通路與獼猴桃果實(shí)防御機(jī)制之間的潛在相互作用。闡明生長素精確防御病毒侵染的機(jī)制,明確生長素信號通路在宿主防御反應(yīng)中的作用及其被病毒破壞的機(jī)制,將有助于為提高植物的抗病毒能力提供新思路。