第45卷第1期 2022年1月 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) JOURNAL OF HEBEI AGRICULTURAL UNIVERSITY Vol 45 No 1 Jan 2 0 2 2 幾種農(nóng)用抗生素誘導(dǎo)植物對(duì)灰霉病的抗性及其 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑研究 安 康 1 韓 興 2 劉海濤 1 王 嬌 1 李亞寧 1 劉大群 1 2 1 河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院 河北省農(nóng)作物病蟲(chóng)害生物防治技術(shù)創(chuàng)新中心 國(guó)家北方山區(qū)農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 研究中心 河北 保定 071001 2 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 研究生院 北京 100081 摘 要 為探索申嗪霉素 多抗霉素 春雷霉素等3 種農(nóng)用抗生素在誘導(dǎo)植物灰霉病抗性中的作用 本試驗(yàn)通過(guò) 溫室條件下對(duì)煙草等植物葉片噴霧后 再用離體葉片接種灰霉病菌的方法檢測(cè)了這3 種抗生素在不同植物上對(duì) 灰霉病的誘抗效果 另外 采用熒光定量 PCR 技術(shù)檢測(cè)了3 種抗生素誘抗處理后 煙草植株抗病信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 中相關(guān)基因 NPR1 CTR1 ETR1 表達(dá)量的變化 結(jié)果表明 分別使用申嗪霉素40 mg L 4 d 多抗霉素5 mg L 4 d 春雷霉素 80 mg L 3 d 誘導(dǎo)處理本氏煙 茄子 番茄 辣椒 黃瓜 草莓等不同植物后 再離體葉片接種灰霉病 菌的病斑直徑減小了25 86 55 56 25 17 45 41 20 17 51 26 同時(shí) 噴施3 種抗生素均可 激發(fā)煙草系統(tǒng)抗病標(biāo)志基因 NPR1 的表達(dá) 激活 SA 和 JA ET 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 并抑制乙烯 ET 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 中負(fù)調(diào)控基因 CTR1 和 ETR1 的表達(dá) 從而誘導(dǎo)煙草植株產(chǎn)生系統(tǒng)抗病性 關(guān) 鍵 詞 申嗪霉素 多抗霉素 春雷霉素 植物灰霉病 誘導(dǎo)抗病性 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 中圖分類號(hào) S476 8 開(kāi)放科學(xué) 資源服務(wù) 標(biāo)志碼 OSID 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A Analysis of agricultural antibiotics effects on plant resistance to gray mold and their signal transduction pathways AN Kang 1 HAN Xing 2 LIU Haitao 1 WANG Jiao 1 LI Yaning 1 LIU Daqun 1 2 1 National Engineering Research Center for Agriculture in Northern Mountainous Areas Innovation Center for Biological Control of Crop Diseases and Insect Pests of Hebei Province College of Plant Protection Hebei Agricultural University Baoding 071001 Hebei Province China 2 Graduate School Chinese Academy of Agricultural Sciences Beijing 100081 China Abstract In order to explore the role of shenqinmycin polyoxin and chunleimycin in plant resistance to gray mold the antibiotics were sprayed on the leaves of different plants followed by inoculating of Botrytis cinerea on detached leaves of tobacco eggplant tomato pepper cucumber strawberry Then the expression of NPR1 CTR1 ETR1 in signal transduction pathway were detected in tobacco leaves after treatments The phenotypic observation showed that the lesion diameter of all the detached leaves reduced under treatments of shenzinomycin 40 mg L for 4 d polyoxin 5 mg L for 4 d and kasugamycin 80 mg L for 3 d Meanwhile The three agricultural antibiotics stimulated 收稿日期 2021 09 24 基金項(xiàng)目 國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目 31972316 河北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目 HBCT2018060204 第一作者 安 康 1995 男 河北石家莊人 碩士研究生 從事植物病害生物防治研究 E mail 907333686 通信作者 李亞寧 1974 女 河北石家莊人 博士 教授 從事植物病害生物防治研究 E mail yaning22 本刊網(wǎng)址 http hauxb hebau edu cn 文章編號(hào) 1000 1573 2022 01 0097 08 DOI 10 13320 ki jauh 2022 0014 98 第 45 卷 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) the expression of disease resistant marker gene NPR1 to activate the SA and JA ET signal transduction pathway and inhibitd the negative regulator of CTR1 gene and ETR1 gene in ethylene signaling indicating the activation of systemic disease resistance of tobacco plants byantibiotics Keywords shenzinomycin polyoxin kasugamycin plant gray mold induced disease resistance signal transduction pathwayy 農(nóng)用抗生素是微生物發(fā)酵產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物 能有效抑制或殺滅農(nóng)作物病原物以及調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng) 發(fā)育 1 農(nóng)用抗生素種類繁多 分布廣泛 主要來(lái) 自真菌 細(xì)菌 放線菌以及其他微生物 2 與傳統(tǒng) 化學(xué)農(nóng)藥相比具有毒性低 易降解等特點(diǎn) 在農(nóng)作 物病蟲(chóng)害綜合防控中起到重要作用 其防治作用機(jī) 理包括破壞病原物的細(xì)胞結(jié)構(gòu) 抑制病原菌物質(zhì)能 量代謝以及提高植物抗病性等 3 探明農(nóng)用抗生素 防治植物病害的作用機(jī)制 是合理 有效使用這些 藥劑進(jìn)行病蟲(chóng)害防控的重要前提 以往的研究中更 多只關(guān)注農(nóng)用抗生素對(duì)病原菌的直接殺滅作用 隨 著植物免疫學(xué)的迅速發(fā)展 農(nóng)用抗生素對(duì)植物本身 抗病性的誘導(dǎo)作用也越來(lái)越受到研究者們的關(guān)注 胡能 4 發(fā)現(xiàn)水稻經(jīng)15 mg L 農(nóng)抗702 誘導(dǎo)處理后 可提高植株內(nèi)防御酶活性 促進(jìn)抗病相關(guān)蛋白的表 達(dá) 增強(qiáng)水稻對(duì)紋枯病 白葉枯病的抗病性 王志 坤 5 發(fā)現(xiàn)使用12 5 mg L 武夷菌素處理盆栽茶樹(shù) 可以促進(jìn)其葉綠素可溶性糖含量的增長(zhǎng) 誘導(dǎo)茶樹(shù) 體內(nèi)丙二醛含量的下降及抗病相關(guān)酶活性的增強(qiáng) Shimizu 等 6 從杜鵑花中分離到的 R 5 菌株能產(chǎn)生 放線菌類與多烯類抗生素 可誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗病性 申嗪霉素是銅綠假單胞桿菌 M18 菌株代謝產(chǎn) 生的一類26 位大環(huán)內(nèi)酯類抗生素 7 其作用機(jī)制 是在病原菌發(fā)生還原反應(yīng)的生理過(guò)程中產(chǎn)生 O 2 H 2 O 2 氧化谷胱甘肽和轉(zhuǎn)鐵蛋白 破壞細(xì)胞正常代謝 從而抑制病原菌的生長(zhǎng) 8 錢(qián)艷杰等 9 發(fā)現(xiàn)水稻 分蘗期施用申嗪霉素 可促進(jìn)水稻根系生長(zhǎng)以及提 高作物產(chǎn)量 朱祥 7 發(fā)現(xiàn)申嗪霉素與水楊酸復(fù)配后 誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗病性要顯著高于單獨(dú)藥劑誘導(dǎo)的處 理 多抗霉素是金色鏈霉菌分泌的一類肽嘧啶核苷 酸抗生素 其對(duì)病菌的殺滅作用主要是抑制病原菌 細(xì)胞壁幾丁質(zhì)合成 抑制病原菌芽管和菌絲體局部 擴(kuò)展 從而導(dǎo)致病原菌死亡 10 春雷霉素是春日 鏈霉菌分泌的一類氨基糖苷類抗生素 可通過(guò)干擾 病原菌的代謝 破壞蛋白質(zhì)的生物合成 抑制菌絲 生長(zhǎng) 使病原菌喪失侵染和繁殖能力 11 本實(shí)驗(yàn)室前期選取生產(chǎn)上常用的一些農(nóng)用抗生 素 通過(guò)溫室試驗(yàn)和離體葉片接種試驗(yàn)檢測(cè)這些農(nóng) 用抗生素誘導(dǎo)煙草對(duì)灰霉病的抗性 篩選出申嗪霉 素 多抗霉素 春雷霉素這3 種對(duì)植物灰霉病誘抗 效果較好的抗生素 檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其分別在40 mg L 4 d 5 mg L 4 d 80 mg L 3 d 處理?xiàng)l件下對(duì)灰霉病的誘 抗效果較好 在此前期研究的基礎(chǔ)上 本研究進(jìn)一 步檢測(cè)了這3 種農(nóng)用抗生素對(duì)不同植物灰霉病的誘 導(dǎo)抗病性效果 同時(shí)對(duì)其誘抗煙草灰霉病的信號(hào)轉(zhuǎn) 導(dǎo)途徑相關(guān)基因表達(dá)量的變化進(jìn)行了檢測(cè)和分析 為拓展這些農(nóng)用抗生素的使用范圍及豐富其防治作 用機(jī)理提供重要的依據(jù) 1 材料與方法 1 1 供試材料 供試藥劑 95 申嗪霉素 Shenzinomycin 原 藥來(lái)自上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院 70 多抗 霉素 Polyoxin 原藥來(lái)自上海源葉生物科技有限公 司 73 春雷霉素 Kasugamycin 原藥來(lái)自石家莊 深泰化工有限公司 供試植物 本氏煙 茄子 番茄 辣椒 黃瓜 草莓 供試菌株 灰霉病菌 Botrytis cinerea 菌株由 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)植物病害生物防治實(shí)驗(yàn)室保存 1 2 農(nóng)用抗生素誘導(dǎo)植物對(duì)灰霉病抗性的效果檢測(cè) 將濃度為40 mg L 申嗪霉素 5 mg L 多抗霉素 80 mg L 春雷霉素分別噴霧處理煙草 草莓 黃瓜 番茄 辣椒 茄子植株的下部葉片 因原藥不易溶 于水 配置抗生素溶液時(shí)先用1 mL 甲醇溶解 再 加水稀釋至相應(yīng)濃度 為避免噴霧處理時(shí)對(duì)上部葉 片的影響 操作時(shí)使用塑料袋將上部葉片包裹好 每個(gè)處理重復(fù)10 次 每棵苗取1 片葉 3 種抗生素 分別在處理后的第4 天 第 4 天 第 3 天 取上部 未處理的葉片 置于水瓊脂培養(yǎng)皿中 每個(gè)培養(yǎng)皿 中放1 片葉 將直徑為0 7 cm 的灰霉病菌菌塊接種 于葉片左側(cè) 注 其中番茄葉片較小 所以番茄葉 99 第1期 安 康 等 幾種農(nóng)用抗生素誘導(dǎo)植物對(duì)灰霉病的抗性及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑研究 片接種直徑為0 5 cm 的菌餅 右側(cè)接種 PDA 培 養(yǎng)基塊為對(duì)照 21 培養(yǎng)3 d 觀察并記錄病斑大小 計(jì)算病斑減小率 病斑減少率 對(duì)照區(qū)病斑大小 處理區(qū)病斑大小 對(duì)照區(qū)病斑大小 100 1 3 抗病信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)基因表達(dá)量的檢測(cè) 選取10 12 葉期的煙草 按照1 2 方法進(jìn)行 噴霧處理 分別于施藥后的24 48 72 96 120 144 和 168 h 用消毒的剪刀剪下處理葉與系 統(tǒng)葉 注 下部噴霧處理的葉片為處理葉 上部未 處理的葉片為系統(tǒng)葉 稱重 用錫箔紙包好后迅速 置于液氮中冷卻 80 保存?zhèn)溆?每次剪下處理 葉與系統(tǒng)葉的一部分 保證上述7 個(gè)時(shí)間點(diǎn)采取的 為同一葉片 1 3 1 RNA 的 提 取 煙草葉片 RNA 的提取采用全 式金生物技術(shù)有限公司 TransZol Up Plus RNA Kit 試劑盒 1 3 2 cDNA 的 合 成 采用全式金生物技術(shù)有限公 司 TransScript One Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix 試劑盒 1 3 3 熒光定量 q P C R 檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)基因 的表達(dá)量 抗病信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)基因及內(nèi)參基因 的引物序列參考 Alizadeh 12 和 Shoresh 13 具體 見(jiàn)表1 表 1 抗病信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)基因及內(nèi)參基因引物 Table 1 Primers of genes related to disease resistance signal transduction pathway and the internal reference gene 基因名稱 Gene name 正向引物 5 3 Forward primer 5 to 3 反向引物 5 3 Reverse primer 5 to 3 NPR1 TTACTGATAAGGGCAAGAAGGCC AAAGTTCACAAAGAGCAGGATGG CTR1 AAACACGTCGGATAAATATGGCTT CATCCATTCAGGCGTTCCAG ETR1 GCCATTGTTGCAAAAGCAGA GCCAAAGACCACTGCCACA Actin TCCACGAGACTACCTACAACTC GCTCATACGGTCAGCGAT 以反轉(zhuǎn)錄的 cDNA 為模板 使用全式金生物技 術(shù)有限公司的 qPCR mix 在伯樂(lè) BIO RAD CFX96 實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 儀中對(duì) NPR1 CTR1 ETR1 這 3 個(gè)抗病相關(guān)基因的表達(dá)量進(jìn)行檢測(cè)分析 根據(jù)儀 器檢測(cè)到的 CT 值 按照公式2 CT 計(jì)算所測(cè)基 因的相對(duì)表達(dá)量 2 結(jié)果與分析 2 1 農(nóng)用抗生素誘導(dǎo)的不同植物對(duì)灰霉病的抗性 2 1 1 申嗪霉素誘導(dǎo)的植物抗病性 如圖1 所示 利用40 mg L 申嗪霉素誘導(dǎo)煙草 茄子 草莓 番 茄 辣椒 黃瓜對(duì)灰霉病的抗性 處理后的6 種植 物葉片上的灰霉病病斑直徑均顯著低于甲醇對(duì)照 P 0 05 病斑減小率從高到低依次為煙草 55 56 番茄 47 18 黃 瓜 45 41 茄 子 38 71 草莓 35 62 辣椒 25 85 表明申嗪霉 素能夠誘導(dǎo)這6 種植物對(duì)灰霉病產(chǎn)生抗性 作物種類 Crop species 申嗪霉素處理 對(duì)照 番茄 黃瓜 煙草 茄子 草莓 辣椒 2 5 2 0 1 5 1 0 0 5 0 0 病斑直徑 cm Disease spot diameter 注 圖中 號(hào)表示申嗪霉素處理與對(duì)照之間差異顯著 P 0 05 圖 1 申嗪霉素誘導(dǎo)不同植物對(duì)灰霉病的抗性 Fig 1 Resistance of different plants against tobacco gray mold after induced by shenzinomycin 100 第 45 卷 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2 1 2 多抗霉素誘導(dǎo)的植物抗病性 如圖2 所示 利用5 mg L 多抗霉素誘導(dǎo)煙草 茄子 草莓 番茄 辣椒 黃瓜對(duì)灰霉病菌的抗病性 處理后的6 種植 物葉片上的灰霉病病斑直徑均顯著低于甲醇對(duì)照 P 0 05 病斑減小率從高到低依次為番茄 46 48 黃瓜 45 41 茄 子 41 29 草 莓 39 73 煙草 37 57 辣椒 25 17 表明多抗霉 素能夠誘導(dǎo)這6 種植物對(duì)灰霉病產(chǎn)生抗性 作物種類 Crop species 多抗霉素處理 對(duì)照 番茄 黃瓜 煙草 茄子 草莓 辣椒 2 5 2 0 1 5 1 0 0 5 0 0 病斑直徑 cm Disease spot diameter 注 圖中 號(hào)表示多抗霉素處理與對(duì)照之間差異顯著 P 0 05 圖 2 多抗霉素誘導(dǎo)不同植物對(duì)灰霉病的抗性 Fig 2 Resistance of different plants against tobacco gray mold after induced by polyoxin 2 1 3 春雷霉素誘導(dǎo)的植物抗病性 結(jié)果如圖3 所 示 利用80 mg L 春雷霉素誘導(dǎo)煙草 茄子 草莓 番茄 辣椒 黃瓜對(duì)灰霉病菌的抗病性 處理后的 6 種植物葉片上灰霉病的病斑直徑均顯著低于甲醇 對(duì)照 P 0 05 病斑減小率從高到低依次為番 茄 51 26 黃瓜 39 51 煙草 34 07 茄子 32 59 草 莓 23 47 辣 椒 20 17 表明春雷霉素能夠誘導(dǎo)這6 種植物對(duì)灰霉病產(chǎn)生 抗性 作物種類 Crop species 春雷霉素處理 對(duì)照 番茄 黃瓜 煙草 茄子 草莓 辣椒 2 5 2 0 1 5 1 0 0 5 0 0 病斑直徑 cm Disease spot diameter 注 圖中 號(hào)表示春雷霉素處理與對(duì)照之間差異顯著 P 0 05 圖 3 春雷霉素誘導(dǎo)不同植物對(duì)灰霉病的抗性 Fig 3 Resistance of different plants against tobacco gray mold after induced by kasugamycin 2 2 抗病信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)基因表達(dá)量的變化 2 2 1 NPR1 基因表達(dá)量的變化 NPR1 基因是植物 抗病信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的關(guān)鍵基因 14 15 是調(diào)節(jié) SA 和 JA ET 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的重要調(diào)控因子 如圖4 所示 處理葉中 申嗪霉素處理在 120 h 多抗霉素處理在 72 h 春雷霉素處理在96 h 時(shí) NPR1 基因表達(dá)量 最高 顯著高于清水對(duì)照 分別為對(duì)照的9 82 倍 5 02 倍 4 13 倍 隨后 NPR1 基因表達(dá)量有所下降 但依然顯著高于清水對(duì)照 系統(tǒng)葉中 NPR1 基因表 達(dá)量呈現(xiàn)出相似的趨勢(shì) 但存在一定的滯后性 申 嗪霉素處理在120 h 多抗霉素處理在96 h 春雷霉 素處理在120 h 時(shí) NPR1 基因表達(dá)量最高 分別為 清水對(duì)照的11 48 倍 3 36 倍 4 10 倍 隨后 NPR1 基因表達(dá)量開(kāi)始下降 但仍顯著高于清水對(duì)照 表 明申嗪霉素 多抗霉素 春雷霉素均可激發(fā)煙草植 株系統(tǒng)抗病過(guò)程中 NPR1 標(biāo)志基因的表達(dá) 從而激 活 SA 和 JA ET 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 誘導(dǎo)植株產(chǎn)生系統(tǒng) 抗病性 101 第1期 安 康 等 幾種農(nóng)用抗生素誘導(dǎo)植物對(duì)灰霉病的抗性及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑研究 NPRI 相對(duì)表達(dá)量 倍 NPRI relative expression NPRI 相對(duì)表達(dá)量 倍 NPRI relative expression NPRI 相對(duì)表達(dá)量 倍 NPRI relative expression NPRI 相對(duì)表達(dá)量 倍 NPRI relative expression NPRI 相對(duì)表達(dá)量 倍 NPRI relative expression NPRI 相對(duì)表達(dá)量 倍 NPRI relative expression 取樣時(shí)間 h Sample time 取樣時(shí)間 h Sample time 申嗪霉素 處理葉 處理葉 處理葉 對(duì)照葉 對(duì)照葉 對(duì)照葉 系統(tǒng)葉 系統(tǒng)葉 系統(tǒng)葉 對(duì)照葉 對(duì)照葉 對(duì)照葉 申嗪霉素 多抗霉素 多抗霉素 春雷霉素 春雷霉素 24 48 72 96 120 144 168 14 12 10 8 6 4 2 0 6 5 4 3 2 1 0 6 5 4 3 2 1 0 6 5 4 3 2 1 0 6 5 4 3 2 1 0 24 48 72 96 120 144 168 24 48 72 96 120 144 168 24 48 72 96 120 144 168 24 48 72 96 120 144 168 24 48 72 96 120 144 168 取樣時(shí)間 h Sample time 取樣時(shí)間 h Sample time 取樣時(shí)間 h Sample time 取樣時(shí)間 h Sample time 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 注 不同小寫(xiě)字母表示不同時(shí)間點(diǎn)差異顯著 P 0 05 圖 4 申嗪霉素 多抗霉素 春雷霉素誘導(dǎo)后煙草 NPR1 基因表達(dá)量的變化 Fig 4 Changes in NPR1 gene expression in tobacco after induced by shenzinomycin polyoxin and kasugamycin 2 2 2 CTR1 基因表達(dá)量的變化 CTR1 基因位于乙 烯 ET 受體下游 是 ET 信號(hào)通路中關(guān)鍵的負(fù)調(diào) 控因子 如圖5 所示 處理葉中 申嗪霉素處理 多抗霉素處理 春雷霉素處理均在120 h 時(shí) CTR1 基因表達(dá)量最低 清水對(duì)照分別為三者的2 27 倍 5 倍 20 倍 系統(tǒng)葉中 CTR1 基因表達(dá)量呈現(xiàn)出類 似的趨勢(shì) 但存在一定的滯后性 申嗪霉素和春雷 霉素在96 h 之后 多抗霉素在72 h 之后 CTR1 基 因表達(dá)量開(kāi)始低于對(duì)照 表達(dá)量最低時(shí) 清水對(duì)照 分別為三者的1 61 倍 2 04 倍 2 44 倍 其中多抗 霉素在144 h 之后 CTR1 基因表達(dá)量又趨于正常水 平 表明申嗪霉素 多抗霉素 春雷霉素可抑制 ET 下游負(fù)調(diào)控基因 CTR1 的表達(dá) 從而誘導(dǎo)植株產(chǎn)生 系統(tǒng)抗病性 102 第 45 卷 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) CTRI 相對(duì)表達(dá)量 倍 CTRI relative expression CTRI 相對(duì)表達(dá)量 倍 CTRI relative expression CTRI 相對(duì)表達(dá)量 倍 CTRI relative expression CTRI 相對(duì)表達(dá)量 倍 CTRI relative expression CTRI 相對(duì)表達(dá)量 倍 CTRI relative expression CTRI 相對(duì)表達(dá)量 倍 CTRI relative expression 取樣時(shí)間 h Sample time 取樣時(shí)間 h Sample time 申嗪霉素 處理葉 處理葉 處理葉 對(duì)照葉 對(duì)照葉 對(duì)照葉 系統(tǒng)葉 系統(tǒng)葉 系統(tǒng)葉 對(duì)照葉 對(duì)照葉 對(duì)照葉 申嗪霉素 多抗霉素 多抗霉素 春雷霉素 春雷霉素 24 48 72 96 120 144 168 2 0 1 5 1 0 0 5 0 0 2 5 2 0 1 5 1 0 0 5 0 0 1 5 1 0 0 5 0 0 1 5 1 0 0 5 0 0 24 48 72 96 120 144 168 24 48 72 96 120 144 168 24 48 72 96 120 144 168 24 48 72 96 120 144 168 24 48 72 96 120 144 168 取樣時(shí)間 h Sample time 取樣時(shí)間 h Sample time 取樣時(shí)間 h Sample time 取樣時(shí)間 h Sample time 2 0 1 5 1 0 0 5 0 0 2 0 1 5 1 0 0 5 0 0 注 不同小寫(xiě)字母表示不同時(shí)間點(diǎn)差異顯著 P 0 05 圖 5 申嗪霉素 多抗霉素 春雷霉素誘導(dǎo)后煙草 CTR1 基因表達(dá)量的變化 Fig 5 Changes in CTR1 gene expression in tobacco after induced by shenzinomycin polyoxin and kasugamycin 2 2 3 ETR1 基因表達(dá)量的變化 ETR1 基因是乙烯 ET 信號(hào)通路中關(guān)鍵的負(fù)調(diào)控因子 如圖6 所示 處理葉中 申嗪霉素處理在 120 h 多抗霉素處理在 48 h 春雷霉素處理在120 h 時(shí) ETR1 基因表達(dá)量 最低 清水對(duì)照分別為三者的4 倍 2 13 倍 1 69 倍 系統(tǒng)葉中 ETR1 基因表達(dá)量呈現(xiàn)出類似的趨勢(shì) 但 存在一定的滯后性 申嗪霉素處理在120 h 多抗霉 素處理在96 h 春雷霉素處理在144 h 時(shí) ETR1 基 因表達(dá)量最低 清水對(duì)照分別為三者的2 08 倍 3 36 倍 2 08 倍 表明申嗪霉素 多抗霉素 春雷霉素 可抑制 ETR1 基因在 ET 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的表達(dá) 從 而誘導(dǎo)植株產(chǎn)生系統(tǒng)抗病性 103 第1期 安 康 等 幾種農(nóng)用抗生素誘導(dǎo)植物對(duì)灰霉病的抗性及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑研究 ETRI 相對(duì)表達(dá)量 倍 ETRI relative expression ETRI 相對(duì)表達(dá)量 倍 ETRI relative expression ETRI 相對(duì)表達(dá)量 倍 ETRI relative expression ETRI 相對(duì)表達(dá)量 倍 ETRI relative expression ETRI 相對(duì)表達(dá)量 倍 ETRI relative expression ETRI 相對(duì)表達(dá)量 倍 ETRI relative expression 取樣時(shí)間 h Sample time 取樣時(shí)間 h Sample time 申嗪霉素 處理葉 處理葉 處理葉 對(duì)照葉 對(duì)照葉 對(duì)照葉 系統(tǒng)葉 系統(tǒng)葉 系統(tǒng)葉 對(duì)照葉 對(duì)照葉 對(duì)照葉 申嗪霉素 多抗霉素 多抗霉素 春雷霉素 春雷霉素 24 48 72 96 120 144 168 1 5 1 0 0 5 0 0 2 5 2 0 1 5 1 0 0 5 0 0 1 5 1 0 0 5 0 0 24 48 72 96 120 144 168 24 48 72 96 120 144 168 24 48 72 96 120 144 168 24 48 72 96 120 144 168 24 48 72 96 120 144 168 取樣時(shí)間 h Sample time 取樣時(shí)間 h Sample time 取樣時(shí)間 h Sample time 取樣時(shí)間 h Sample time 2 0 1 5 1 0 0 5 0 0 2 0 1 5 1 0 0 5 0 0 1 5 1 0 0 5 0 0 注 不同小寫(xiě)字母表示不同時(shí)間點(diǎn)差異顯著 P 0 05 圖 6 申嗪霉素 多抗霉素 春雷霉素誘導(dǎo)后煙草 ETR1 基因表達(dá)量的變化 Fig 6 Changes in ETR1 gene expression in tobacco after induced by shenzinomycin polyoxin and kasugamycin 3 討論與結(jié)論 本研究通過(guò)對(duì)申嗪霉素 多抗霉素 春雷霉素這 3 種農(nóng)用抗生素誘導(dǎo)煙草 草莓 黃瓜 番茄 辣椒 茄子等不同植物灰霉病抗性試驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)這3 種抗生 素處理后葉片的病斑面積均顯著低于對(duì)照 表明它 們可以誘導(dǎo)不同植物產(chǎn)生對(duì)灰霉病的抗性 為拓展 這些抗生素的使用范圍及其合理有效利用 以及豐 富農(nóng)用抗生素的防治作用機(jī)理提供了重要依據(jù) 抗病信號(hào)通過(guò)復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑促進(jìn)或刺激 植物潛在防御基因的表達(dá) 是植物誘導(dǎo)抗性分子機(jī) 制的關(guān)鍵之一 目前研究比較深入的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 有水楊酸途徑 SA 茉莉酸途徑 JA 與乙烯途 徑 ET 16 18 NPR1 是 SA 信號(hào)通路關(guān)鍵基因 可以調(diào)節(jié) PR1 PR5 等多個(gè)抗病相關(guān)基因的表達(dá) 誘導(dǎo)植物獲得抗病性 是 SA 和 JA ET 信號(hào)通路的 協(xié)同交叉過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵調(diào)控基因 19 張薇等 20 報(bào)道煙草經(jīng)蛋白激發(fā)子 PeaT1 處理后 其體內(nèi) SA 含量增加 與誘導(dǎo)抗性相關(guān)的 PR1a PR1b NPR1 基因均顯著上調(diào) JA ET 是植物誘導(dǎo)系統(tǒng)獲得抗病 104 第 45 卷 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 性 SAR 的第2 信使 21 CTR1 基因是 ET 轉(zhuǎn)導(dǎo) 途徑中下游的負(fù)調(diào)控因子 22 SA 和 JA ET 信號(hào)轉(zhuǎn) 導(dǎo)途徑是一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 既相互獨(dú)立又 相互聯(lián)系 彭金英等 23 報(bào)道番茄植株被昆蟲(chóng)取食后 可以激活植物體內(nèi) SA 和 JA ET 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 誘 導(dǎo)植物產(chǎn)生抗病性 本研究發(fā)現(xiàn) 40 mg L 申嗪霉素 5 mg L 多抗霉素 80 mg L 春雷霉素誘導(dǎo)處理植物 后 均能抑制煙草體內(nèi) ETR1 和 CTR1 基因的表達(dá) 促進(jìn) NPR1 抗病基因表達(dá) 從而誘導(dǎo)植株產(chǎn)生抗病 性 另外 系統(tǒng)葉中的基因表達(dá)量相對(duì)于處理葉存 在一定的滯后性 因此推測(cè)申嗪霉素 多抗霉素 春雷霉素的誘導(dǎo)處理 激活了煙草 SA 信號(hào)通路與 JA ET 信號(hào)通路 從而誘導(dǎo)植株產(chǎn)生抗病性 參考文獻(xiàn) 1 朱將偉 生物農(nóng)藥的應(yīng)用與研究進(jìn)展 生防菌及其 相關(guān)的生物農(nóng)藥 J 綠色科技 2019 22 203 205 2 任興超 農(nóng)用抗生素類型及在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的 應(yīng) 用 J 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014 42 17 5465 5466 5544 3 劉亞苓 于營(yíng) 雷慧霞 等 植物病害生防因子的作 用機(jī)制及應(yīng)用進(jìn)展 J 中國(guó)植保導(dǎo)刊 2019 39 3 23 28 4 胡能 新型多烯大環(huán)內(nèi)酯抗生素農(nóng)抗702 誘導(dǎo)水稻抗 瘟性及其誘抗機(jī)理研究 D 南昌 江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017 5 王志坤 武夷菌素對(duì)茶樹(shù)主要葉部病害的控制作用 D 重慶 西南大學(xué) 2008 6 Shimizu M Furumai T Igarashi Y et al Association of induced disease resistance of rhododendron seedlings with inoculation of Streptomyces sp R 5 and treatment with Actinomycin D and Amphotericin B to the tissue culture medium J The Journal of Antibiotics 2001 54 6 501 505 7 朱祥 申嗪霉素 苯甲酸耦合物的合成及生物活性初 步研究 D 荊州 長(zhǎng)江大學(xué) 2018 8 Wu D Q Ye J Ou H Y et al Genomic analysis and temperature dependent transcriptome profiles of the rhizosphere originating strain Pseudomonas aeruginosa M18 J BMC Genomics 2011 12 1 1 17 9 錢(qián)艷杰 廖少龍 馬呈瑞 等 申嗪霉素對(duì)水稻紋枯 病的防病增產(chǎn)效果 J 湖北植保 2018 3 5 6 10 李莉 劉曉梅 姜兆遠(yuǎn) 等 三種藥劑復(fù)配劑對(duì)誘導(dǎo) 水稻稻瘟病抗性的影響 J 吉林農(nóng)業(yè)科學(xué) 2015 40 3 59 61 11 張林普 農(nóng)用抗生素作用機(jī)制 J 國(guó)外藥學(xué) 抗生 素分冊(cè) 1982 2 134 140 12 Alizadeh H Behboudi K Ahmadzadeh M et al Induced systemic resistance in cucumber and Arabidopsis thaliana by the combination of Trichoderma harzianum Tr6 and Pseudomonas sp Ps14 J Biological Control 2013 65 1 14 23 13 Shoresh M Yedidia I Chet I Involvement of jasmonic acid ethylene signaling pathway in the systemic resistance induced in cucumber by Trichoderma asperellum T203 J Phytopathology 2005 95 1 76 84 14 Sun Y Detchemendy T W Pajerowska Mukhtar K M et al NPR1 in JazzSet with pathogen effectors J Trends in Plant Science 2018 23 6 469 472 15 Skelly M J Furniss J J Grey H et al Dynamic ubiquitination determines transcriptional activity of the plant immune coactivator NPR1 J Elife 2019 8 e47005 16 Zu H Signal network of plant disease resistance J Acta Phytophysiologica Sinica 2001 27 4 281 290 17 Pieterse C M J Zamioudis C Berendsen R L et al Induced systemic resistance by beneficial microbes J Annual Review of Phytopathology 2014 52 347 375 18 張艷俊 張家瑞 栗小英 等 不同濃度信號(hào)分子誘導(dǎo) 的小麥 TaLr19TLP1 基因的表達(dá)分析 J 河北農(nóng)業(yè) 大學(xué)學(xué)報(bào) 2015 38 4 13 17 19 Annemart K Adriaan V Antonio L R et al Towards a reporter system to identify regulators of cross talk between salicylate and jasmonate signaling pathways in Arabidopsis J Plant Signaling Behavior 2008 3 8 543 546 20 張薇 楊秀芬 邱德文 等 激活蛋白 PeaT1 誘導(dǎo)煙 草對(duì) TMV 的系統(tǒng)抗性 J 植物病理學(xué)報(bào) 2010 40 3 290 299 21 Eilert U Constabel F Kurz W G W Elicitor stimulation of monoterpene indole alkaloid formation in suspension cultures of Catharanthus roseus J Journal of Plant Physiology 1986 126 1 11 22 22 趙利輝 邱德文 劉崢 植物 SAR 和 ISR 中的乙烯 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò) J 生物技術(shù)通報(bào) 2006 3 28 32 23 彭金英 黃勇平 植物防御反應(yīng)的兩種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 及其相互作用 J 植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報(bào) 2005 4 347 353 責(zé)任編輯 李 川