果实对酵母拮抗菌和外源水杨酸诱导的抗病性应答机理
用生物和非生物因子来进行采后病害的防治，是一个非常有效的方法。诱导抗性作为控制果蔬采后病害的生物技术，已成为该领域的一个研究热点。然而诱导抗性的机制非常复杂，涉及到寄主、病原菌、激发子之间的相互作用关系。本研究主要利用酵母拮抗菌Pichia membranefaciens和SA处理果实，观察其抗性诱导表达和对采后青霉病菌(Penicillium expansum)的抑制作用，并从蛋白质组学水平上对诱导抗性的机理进行了分析。研究结果表明：
1、酵母拮抗菌P.membranefaciens(5×107cells·ml-1)和SA(0.5 mM)处理采后甜樱桃果实，能够明显地降低病害的发病率和病斑直径。酵母菌和SA处理影响到了果实抗氧化酶的活性，同时还改变了POD同工酶谱和甜樱桃果实的总蛋白含量，并诱导了新的蛋白质条带产生。用光学显微镜和扫描电子显微镜技术观察发现，在in vitro条件下P.membranefaciens能够紧密地结合与病原菌的菌丝，而在in vivo条件下这种结合较为松散。
2、借鉴其它模式植物的方法，我们建立了一整套适用于多汁类植物材料的蛋白质组学研究方法。对于芒果，桃，甜樱桃、苹果以及冬枣等果实，都取得了重复性非常好的2-D图谱。我们应用该技术进一步研究了P.membranefaciens(1×108 cells·ml-1)以及SA(0.5 mM)处理对桃果实蛋白质组的诱导影响。结果显示，两种激发子处理都能够诱导桃果实产生抗性，从而减轻青霉病引起的腐烂。在诱导处理1 d以后，酵母拮抗菌和SA分别诱导22和16个蛋白的差异表达。质谱鉴定的蛋白属于6大类：代谢，防御反应，转录，能量途径以及细胞结构。有6个蛋白受到两种激发子的共同调控。其中，4种蛋白(包括glutathioneperoxidase，polyphenol oxidase precursor,catalase和methionine sulfoxide reductase)属于抗氧化蛋白，涉及到活性氧代谢。另2个蛋白(Major allergen Pru av1和peroxidase)是病程相关蛋白，直接参与植物的防御反应。同时一些磷酸化酶和转录因子也受到两种激发子的调节从而参与果实的抗病反应。酶学测定和Northern杂交的结果表明,拮抗菌与SA处理均能影响过氧化氢酶活性及其基因的表达。
3、采前用较高浓度SA(2 mM)短时间(10s)处理不同成熟期的甜樱桃果实，能够明显降低果实青霉病的病斑直径，并能减轻较低成熟度果实的发病率。在没有接菌的情况下，SA诱导了33个差异表达的蛋白，其中用质谱鉴定出了26个。而在接种病原菌的情况下，SA诱导了19个差异表达的蛋白，并鉴定出了其中的12个。这些蛋白分别涉及到代谢、防御反应、转录、能量途径、信号转导等过程。在没有接种病原菌的情况下，SA处理诱导了Putative DnaJ heatshock protein，PR1-like protein，Peroxidase，Major allergen Pru av1(Pru a1)和Catalase等与抗病有关的蛋白。而在接种病原菌的情况下，诱导了PR1-like protein,Peroxidase和Catalase蛋白的差异表达。通过酶活性测定以及对细胞学定位的研究，我们发现在没有接种病原菌的情况下，POD的活性受到SA的诱导。但是在接种病原菌以后，诱导效果不明显。
酵母拮抗
中国科学院植物研究所
博士
植物学
田世平
2006
中文
S609.3
141
2011-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）