CN114946860A - 一种提高拟南芥抗病性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高拟南芥抗病性的方法,属于生物刺激剂技术领域。本发明以四种多糖(螺旋藻多糖、藜麦多糖、燕麦多糖和岩藻多糖)为对象,首先鉴定了四种多糖的体外抗氧化特性,其次评价了四种多糖对病原菌的抑菌活性,最后评估了四种多糖对拟南芥抗丁香疫病的增强效应并探讨了分子机制。本发明为螺旋藻多糖和岩藻多糖作为功能产品以及环境友好的生物刺激剂研发和应用提供了科学基础。

Description

一种提高拟南芥抗病性的方法
技术领域
本发明属于生物刺激剂技术领域,尤其涉及一种提高拟南芥抗病性的方法。
背景技术
植物病害严重制约着现代农业的绿色安全及可持续发展。传统化学农药对病害防治效果好,但易造成农药残留和病原菌产生耐药性等问题。目生物刺激剂是一种新型的、高效的、环境友好型的能够通过诱导作物自身免疫力从而提高抗病能力的一大类物质或微生物,在农业上引起广泛的关注。多糖类物质具有调节免疫、抗氧化及抑菌等多种生理活性,已经成为开发具有提高植物抗病性等功效的新型生物刺激剂的重要天然原料。
发明内容
本发明的目的之一在于提供螺旋藻多糖和/或岩藻多糖在提高拟南芥抗病性中的应用。
优选地,所述抗病性是指抗丁香假单胞菌。
本发明的目的之二在于提供螺旋藻多糖和/或岩藻多糖在制备提高拟南芥抗病性制剂中的应用。
优选地,所述抗病性是指抗丁香假单胞菌。
本发明的目的之三在于提供一种生物刺激剂,所述生物刺激剂包含螺旋藻多糖和/或岩藻多糖。
本发明的目的之四在于提供上述生物刺激剂在提高拟南芥抗病性中的应用。
优选地,所述抗病性是指抗丁香假单胞菌。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明以四种多糖(螺旋藻多糖、藜麦多糖、燕麦多糖和岩藻多糖)为对象,首先鉴定了四种多糖的体外抗氧化特性,其次评价了四种多糖对病原菌的抑菌活性,最后评估了四种多糖对拟南芥抗丁香疫病的增强效应并探讨了分子机制。本发明为螺旋藻多糖和岩藻多糖作为功能产品以及环境友好的生物刺激剂研发和应用提供了科学基础。
附图说明
图1为实施例1中PSP、QPS、OGS、FSP对超氧阴离子的清除率结果图。
图2为实施例1中FSP、QPS、OGS、FSP对ABTS+自由基的清除率结果图。
图3为实施例1中PSP、QPS、OGS、FSP对羟基自由基的清除率结果图。
图4为实施例1中PSP、QPS、OGS、FSP对DPPH自由基的清除率结果图。
图5为实施例2中四种多糖对金黄色葡萄球菌、涅斯捷连科氏菌、大肠杆菌、盐单胞菌、丁香假单胞菌五种菌的抑菌圈。
图6为实施例2中四种多糖对金黄色葡萄球菌、涅斯捷连科氏菌、大肠杆菌、盐单胞菌、丁香假单胞菌五种菌的抑制率,其中(a)金黄色葡萄球菌;(b)大肠杆菌;(c)盐单胞菌;(d)涅斯捷连科氏菌;(e)丁香假单胞菌。
图7为实施例3中Pst DC3000接种4d后的症状图。
图8为实施例3中Pst DC3000接种4d后的发病率病情指数图。
图9为实施例3中Pst DC3000接种4d后的诱抗效果图。
图10为实施例3中叶片菌落值变化图。
图11为实施例3中叶片叶绿素含量变化图。
图12为实施例3中叶片丙二醛的含量变化图。
图13为实施例3中NO含量变化图。
图14为实施例3中苯丙氨酸解氨酶活性变化图。
图15为实施例3中SOD、CAT和POD的活性变化图。
图16为实施例3中叶片木质素含量变化图。
图17为实施例3中叶片总黄酮含量变化图。
图18为实施例3中叶片过氧化氢含量变化图。
具体实施方式
实施例1四种多糖体外抗氧化活性的测定
1.实验设计及方法
(1)取pH值为8.2的Tris-HCL缓冲溶液2.45mL和2.1mL ddH2O混合,25℃预热0.5h,加入1mL不同浓度的螺旋藻多糖(PSP)(福清市新大泽螺旋藻有限公司购买)、藜麦多糖(QPS)(斯诺特生物公司购买)、燕麦多糖(OGS)(西安佰斯特生物科技有限公司购买)、岩藻多糖(FSP)(青岛明月海藻集团有限公司购买)溶液(1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mg/mL),与0.4mL的25mmol/L邻苯三酚避光处反应5min,加入0.5mL 8mmol/L HCL溶液终止反应,320nm波长处测吸光值。每组试验做3个平行,其中A0水代替样品、A1多糖的溶液吸光度、VC作为阳性对照,按公式计算清除率。
超氧阴离子自由基清除率(%)=(1-A1/A0)*100%。
(2)7mmol/L ABTS+与2.45mmol/L过硫酸钾溶液1:1(V/N)混合24h制得ABTS+溶液,用蒸馏水稀释25倍至在734nm波长处吸光值为0.700左右,取0.4mL不同浓度的螺旋藻多糖、藜麦多糖、燕麦多糖、岩藻多糖溶液(1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mg/mL),加入0.6mL稀释过的ABTS+溶液,避光静止反应105min后,734nm波长处测吸光值,每组试验做3个平行,其中A0水代替样品、A1多糖的溶液吸光度、以Vc作为阳性对照。按公式计算清除率。
ABTS+自由基清除率(%)=(1-A0)/A1*100%。
(3)在管中加入0.5mL不同浓度的螺旋藻多糖、藜麦多糖、燕麦多糖、岩藻多糖四种多糖溶液(1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mg/mL)后加入0.5mL 6mmol·L-1 FeSO4溶液及0.5mL 6mmol·L-1的水杨酸—乙醇混匀后立即加入0.5mL 2.4mmol·L-1H2O2溶液,在常温避光静止下反应30min。于510nm波长处测定其吸光度值,每组试验具有3个平行,其中A0水代替样品、A1多糖的溶液吸光度、A2乙醇代替水杨酸—乙醇溶液测得的吸光度、VC作为阳性对照。
羟基自由基清除率(%)=(1-(A1-A2/A0))*100%。
(4)将等体积1mL的不同浓度螺旋藻多糖、藜麦多糖、燕麦多糖、岩藻多糖(1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mg/mL)与0.2mmoL/L的DPPH·乙醇溶液混合后,室温条件下避光静止放置反应30min。于517nm波长处测定每组的吸光度,每组试验具有3个平行,A0水代替样品、A1多糖的溶液吸光度、A2多糖+无水乙醇测得的吸光度、以VC为阳性对照。按下列公式计算清除率。
DPPH清除率(%)=(1-(A1-A2/A0))*100%。
2.研究结果
(1)结果(四种多糖超氧阴离子自由基清除的效率):四种多糖的超氧阴离子自由基清除能力随着多糖浓度增加都呈逐渐增强的趋势,但均小于对照组VC的自由基清除能力。其中岩藻多糖的各个浓度清除能力均强于其他多糖,效果最好。螺旋藻多糖的清除能力稍微弱于岩藻多糖,但强于燕麦多糖和藜麦多糖。螺旋藻多糖和岩藻多糖在6.0-8.0mg/mL时自由基清除率增加最快,之后趋于平稳,藜麦多糖和燕麦多糖在8.0-10.0mg/mL时自由基清除率增加最快,在浓度为10mg/mL时自由基清除率最高,但比藻类多糖1mg/mL时对超氧阴离子的清除率低。具体结果参见图1。
(2)结果(四种多糖清除ABTS+自由基的效率):不同浓度的螺旋藻多糖、藜麦多糖、燕麦多糖、岩藻多糖四种多糖对ABTS+自由基清除效果不同,且在浓度范围1.0-10.0mg/mL内呈剂量依赖性增强,当多糖浓度达到10.0mg/mL时,四种多糖对ABTS+自由基清除率都达到80%以上。岩藻多糖的ABTS+自由基清除效果始终保持较高状态,螺旋藻多糖、藜麦多糖、燕麦多糖三种多糖的ABTS+自由基清除效果差异不大,在都随浓度的增加而增加。具体结果参见图2。
(3)结果(四种多糖羟基自由基清除的效率):试验通过Fenton法测定螺旋藻多糖、藜麦多糖、燕麦多糖、岩藻多糖四种多糖对羟基自由基清除效果。结果如图3所示,在1.0-10.0mg/mL浓度时螺旋藻多糖、藜麦多糖、燕麦多糖、岩藻多糖四种多糖对·OH清除作用随着浓度的增大而增大,其中螺旋藻多糖和燕麦多糖表现出浓度依赖性,螺旋藻多糖对羟基自由基清除率效果最好,当达到6.0mg/mL时清除能力甚至接近抗坏血酸,总体趋势PSP>OGS>QPS>FSP,抗坏血酸在各个浓度对羟基自由基清除率都达到了99%以上。
(4)结果(四种多糖清除DPPH自由基的效率):从图4可得出,不同浓度的螺旋藻多糖、藜麦多糖、燕麦多糖、岩藻多糖四种多糖对DPPH自由基清除效果不同,且在1.0-10.0mg/mL浓度范围内呈剂量依赖性增强,当多糖浓度达到10mg/mL时,螺旋藻多糖、藜麦多糖、燕麦多糖、岩藻多糖对DPPH自由基的清除率都大于95%以上。岩藻多糖的DPPH自由基清除效果始终保持较高效果,螺旋藻多糖的自由基清除效果受浓度变化影响较大,1.0mg/mL时低于其他多糖,10mg/mL时高于其他多糖接近抗坏血酸对DPPH自由基清除能力。
综上所述:结果发现四种多糖对超氧阴离子自由基、DPPH自由基、羟基自由基及ABTS+自由基均具有一定清除能力。随着多糖浓度的增加,螺旋藻多糖和岩藻多糖比藜麦多糖和燕麦多糖对超氧阴离子自由基清除能力较强。总还原力、羟基自由基、ABTS+自由基和DPPH自由基清除率都随着浓度增加而提高。整合分析显示,螺旋藻多糖和岩藻多糖的体外自由基清除能力强于藜麦多糖和燕麦多糖。
实施例2四种多糖抑菌效应的研究
1.实验设计及方法
(1)取100μL活化24h的五种菌(金黄色葡萄球菌、涅斯捷连科氏菌、大肠杆菌、盐单胞菌、丁香假单胞菌)悬液用涂布器均匀的涂布于应用培养基,采取二倍稀释法,吸取10μL的螺旋藻多糖、藜麦多糖、燕麦多糖、岩藻多糖四种多糖溶液(1.0、2.0、4.0、8.0mg/mL)或阳性对照噻霉酮阴性对照ddH2O滴到滤纸片上(打孔器直径为6mm),通风三十分钟,滤纸片干后放到涂有指示菌的培养基,每组试验设3个重复,置于培养箱中培养24h。取用游标卡尺测量抑菌圈的直径取其平均值。
(2)取活化24h的供试五种菌悬液30mL在4500rpm下离心10min,舍弃上清液后,采取二倍稀释法加入30mL多糖溶液(1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、16.0mg/mL)后120rpm恒温摇床培养12小时后测定波长为600nm处吸光度值,每个浓度梯度设置三个重复计算平均值,按下列公式计算抑制率。重复以上试验,时间增加24h其中在澄清与浑浊的分界处,此稀释浓度即为MIC,对每个浓度做3组平行试验。
抑制率(%)=(A0-A1)/A0*100%;
其中,A0空白对照培养基吸光度,A1为受试培养基的吸光度。
2.研究结果
结果(四种多糖抑菌圈):试验研究四种多糖对不同细菌的抑菌活性,通过抑菌圈直径大小与判定多糖对供试细菌的抑制活性强弱,四种多糖对金黄色葡萄球菌、涅斯捷连科氏菌、大肠杆菌、盐单胞菌、丁香假单胞菌五种菌的抑菌圈如图5所示。随着多糖浓度(1-4为1.0、2.0、4.0、8.0mg/mL,5为阳性对照噻霉酮,6为阴性对照ddH2O)的增加,当多糖浓度为8mg/mL时,均出现抑菌圈。其中金黄色葡萄球菌对螺旋藻多糖不敏感,其他四种菌对于螺旋藻多糖敏感程度几乎一致,即使螺旋藻多糖浓度8mg/mL时,抑菌圈也相对较小;对于藜麦多糖和燕麦多糖来说,金黄色葡萄球菌对多糖不敏感,涅斯捷连科氏菌和丁香假单胞菌对于藜麦多糖较敏感;对于岩藻多糖来说,五种菌对岩藻多糖都较为敏感。总体来看五种菌中对多糖最敏感的菌是丁香假单胞菌。
结果(四种多糖抑制效应的分析):四种多糖对金黄色葡萄球菌、涅斯捷连科氏菌、大肠杆菌、盐单胞菌、丁香假单胞菌五种菌的抑制率如图6所示。随着多糖浓度(1.0、2.0、4.0、8.0、16.0mg/mL)的增加,四种多糖对金黄色葡萄球菌、涅斯捷连科氏菌、大肠杆菌、盐单胞菌、丁香假单胞菌五种菌的抑制率都有增加,四种多糖对革兰氏阳性菌大于革兰氏阴性菌,岩藻多糖对五种菌的抑制效果最好,螺旋藻次之,藜麦多糖和燕麦多糖效果大致相同。总体来看,丁香假单胞菌对多糖最为敏感,容易受到抑制,当多糖浓度仅为1mg/mL时,对丁香假单胞菌的抑制率就达到了50%左右。
实施例3四种多糖提高拟南芥抗病性的效应分析
1.实验设计及方法
将拟南芥种子在4℃进行春化两天后加入1mL溶液过氧化氢与75%酒精(1:5),摇晃10min后ddH2O冲洗三次后吸出接种拟南芥1/2MS培养基黑暗条件下3天后培养基置于常温培养箱培养7d,并移栽至土中,置于温室22℃、相对湿度50%的培养箱中光周期16D:8L培养至莲座期。
上述条件培养至莲座期的拟南芥植株叶片在同一时间喷施10μL无菌水1mg/mL的螺旋藻多糖、藜麦多糖、燕麦多糖、岩藻多糖四种多糖溶液预处理48h后进行Pst DC3000接种试验,其中阳性对照为1mg/mL壳寡糖溶液,阴性对照为ddH2O。
为了确保Pst DC3000菌种具有优良性状和较强的致病性,试验对菌株进行复壮。取番茄组织涂抹适量Pst DC3000菌液,5天后,番茄腐烂后用灭菌的剪刀,剪取番茄组织经75%酒精消毒5min后进行研磨,加入少量的无菌水浸泡30min,取200μL均匀涂布含有利福平(50μg/mL)的KB固体培养基上,反复纯化Pst DC3000。
挑取活化24h的Pst DC3000单菌落接种于含有25mg/L利福平的KB液体培养振荡培养至12h后离心并收集菌体,用10mmol/L MgCl2溶液重悬Pst DC3000菌体至OD600为0.0002,用无菌注射器从叶片背面注入10μL菌液,收集Pst DC3000接4天后植物叶片拍照记录,每组10株,每组试验设3个重复。
基于活化的Pst DC3000单菌液对于拟南芥的处理,对表型特征进行评价,并统计其发病情况,其中病情分级:
0级,生长良好无病症;
1级,叶片出现小面积轻微的发黄;
2级,叶片大面积发黄;
3级,叶片有大面积发黄同时出现轻微腐烂;
4级,叶片完全腐烂。
每组随机统计10株试验拟南芥,计算发病率、病情指数和防治效果。
取Pst DC3000侵染后连续4天内,每天采取拟南芥叶片各0.3g,吸干表面水分,液氮研磨后置于装3mL 80%丙酮溶液的离心管中,4℃黑暗24h,测定OD663和OD645的吸光值,根据公式叶绿素a(mg/g)=(12.7×OD663-2.69×OD645)Va/Vb,叶绿素b(mg/g)=(22.9×OD645-4.86×OD663)Va/Vb,计算叶绿素a和叶绿素b的含量(Va和Vb分别代表95%乙醇和微藻样品的体积)和总的叶绿素含量,每组试验设3个重复。
将Pst DC3000侵染后4天的拟南芥叶片剪下,用6mm打孔器获取叶盘,加入1mL无菌水研钵内研磨获得菌液,稀释10000后均匀涂布于含有25mg/L利福平的固体KB平板培养基上,28℃培养两天后计数单菌落,每组试验设3个重复。菌落数按以下计算公式换算成cfu/cm2
cfu/cm2=(菌落数x稀释倍数x10)/叶盘面积。
取Pst DC3000侵染后连续4天内,每天采取拟南芥叶片0.1g,加入2mL的10%TCA研磨后加10%TCA定容至10mL之后在4500r/min条件下离心5min,取离心后上清液2mL,加入2mL的0.6%TBA溶液,80℃条件下反应时间15min,迅速冷却后4500r/min离心5min取上清液测OD 532、OD600和OD450吸光度,NO的含量使用Griess法测定。
侵染后连续4天内,每天称取0.5g拟南芥叶片,加入5mL(pH为8.8的含0.05mmol/L的硼酸缓冲液、5.0mmol/L巯基乙醇、1.0mmol/LEDTA-NA、2.5%的甘油、5%PVP)研钵内液氮研磨均匀后装入离心管8000rmp离心10min去上清液。1mL上清液加入加1mL 0.02mmol/L苯丙氨酸、2mL硼酸缓冲液。常温避光条件下反应60min后加入0.2mL的6mmol/L HCL溶液终止反应,每组试验设3个重复。
POD活性采用愈创木酚法测定以Pst DC3000侵染后连续4天内,每天称取拟南芥叶片1g(鲜重)每分钟OD470处的吸光度增加0.01作为一个酶活单位;CAT活性采用高锰酸钾滴定法测定,以Pst DC3000侵染的拟南芥叶片1g(鲜重)1min内OD240降低0.1作为一个酶活单位;SOD活性采用氮蓝四唑(NBT)光化还原法测定,每组试验设3个重复。
称取Pst DC3000侵染后连续4天内,每天称取拟南芥叶片1g鲜样加入95%的乙醇,液氮冷冻条件下下研磨成匀浆,8000rpm 5min后收集沉淀95%乙醇冲洗沉淀后再用乙醇:正已烷=1:1(VN)冲洗后收集沉淀并干燥。用0.5mL 25%溴乙酰(溶剂冰乙酸)溶解70℃水浴30min后加入0.9mL2.0 mol/L NaOH终止反应,加5mL冰乙酸和0.1mL 7.5mol/L盐酸羟胺混匀4000rpm离心10min,吸取上清液0.1mL加3.0mL冰乙酸稀释,测定OD280吸光度,每组试验设3个重复。
称取Pst DC3000侵染后连续4天内,每天称取拟南芥叶片1g鲜样用60mL60%乙醇,70℃条件下回流提取1h。过滤后定容至100mL。吸取定容后样品1mL,吸取6mL无水乙醇5%亚硝酸钠溶液0.5mL 6min后加入0.5mL 10%的硝酸铝溶液6min后加入4.0mL 4%氢氧化钠溶液后用60%乙醇定容至50mL,避光静止放置15min,测定OD510吸光度。根据所得标准曲线计算总黄酮的含量,每组试验设3个重复。
称取Pst DC3000侵染后连续4天内,每天称取拟南芥叶片1g,液氮冷冻条件下加入1mL4℃下预冷的丙酮和石英砂研磨成匀浆后4000rmp离心10min舍弃去残渣,取上清液1mL,加入一定量的5%硫酸钛和浓氨水混合液5000rpm/min条件下离心10min弃去上清液,沉淀用丙酮去除植物色素后加入硫酸完全溶解后,测得OD415吸光度,每组试验设3个重复。
2.研究结果
结果(四种多糖对拟南芥抗病性效果比较分析):丁香假单胞菌-拟南芥是研究病原和植物互作的模式系统。1mg/mL的螺旋藻多糖、藜麦多糖、燕麦多糖、岩藻多糖四种多糖溶液的预处理拟南芥,两天后接种Pst DC3000。对照为无菌水和1mg/mL的壳寡糖溶液处理的拟南芥叶片,图7为Pst DC3000接种4d后出现的症状,经无菌水处理的和燕麦多糖和藜麦多糖处理的,黄斑几乎布满了接种的叶面;螺旋藻处理的植株,Pst DC3000接种的叶片出现黄化症状,但局限小部分面积;壳寡糖和岩藻多糖处理的植株,Pst DC3000侵染症状不明显,仅为少数肉眼可见的小黄点。图8为发病率病情指数,图9为诱抗效果,可见经过多糖处理后的拟南芥发病率均低于ddH2O。高于壳寡糖处理,但就病情指数来说,燕麦多糖处理后的病情指数高于ddH2O处理的,这与试验结果相同,试验中发现燕麦多糖喷施后,接种丁香假单胞菌后,植株更容易感染丁香疫病,叶片会变黄且腐烂现象。四种多糖中效果最好的为岩藻多糖其诱抗效果甚至接近壳寡糖。
结果(接种Pst DC3000后拟南芥叶片菌落值和叶绿素含量变化):对四种多糖、壳寡糖及ddH2O喷施后经Pst DC3000侵染拟南芥叶片进行细菌分离培养。如图10所示,发现经壳寡糖、螺旋藻多糖和岩藻多糖的处理后的叶片细菌积累量与无菌水处理相比显著下降;经燕麦多糖与无菌水处理组相比,Pst DC3000有显著积累。结果表明四种多糖中,螺旋藻多糖、藜麦多糖和岩藻多糖可诱发拟南芥对PstDC3000抗性。由于丁香假单胞菌的特点,侵染拟南芥叶片后,拟南芥叶片会出现黄斑黄点等特点,如图11所示,测得叶绿素变化也可以在一定程度上反应拟南芥中Pst DC3000的积累情况。当Pst DC3000侵染后两天叶片发生变化,莲座期的拟南芥正处于生长旺盛时期,叶绿素也会有所增加,试验第一天时与接种时相比叶绿素含量均有所增加。阳性对照壳寡糖叶绿素含量一直增加,ddH2O组叶绿素含量下降较快,随着时间增加第四天时,燕麦多糖处理后的拟南芥叶片叶绿素含量甚至低于ddH2O组。螺旋藻多糖和岩藻多糖处理后的叶片总体来说,叶绿素含量有提高趋势,经藜麦多糖处理后的叶片与对照ddH2O接近,但都低于壳寡糖组。
结果(接种Pst DC3000后拟南芥丙二醛含量变化):图12为叶片丙二醛的含量变化图,图13为NO含量变化图,由图12、13所示,随着时间增加,MDA呈增长趋势,第四天达到最大值。第四天时,喷施壳寡糖的MDA含量最低喷施燕麦多糖多糖的MDA含量最高,四种多糖中岩藻多糖的变化最小,说明其处理过的拟南芥清除活性氧能力强于其他三种多糖和ddH2O组,其次是螺旋藻多糖,但螺旋藻多糖处理组与藜麦多糖和ddH2O组相似,说明他们清除活性氧能力都不强,燕麦多糖MDA含量显著提高甚至明显高于ddH2O组,甚至是壳寡糖处理组的5.4倍,诱发活性氧能力积累较多。NO是植物体内气体形式存在的一种激素,在植物生长和抗病中起到重要的作用。当接种Pst DC3000后壳寡糖、岩藻多糖、螺旋藻多糖处理组的拟南芥中NO含量均呈现先增加后降低的趋势,第二天达到最大值其中壳寡糖处理组增加最为明显,藜麦多糖、燕麦多糖和ddH2O组NO含量一直有增趋势,第二天时壳寡糖处理组的NO含量是ddH2O组的27.3倍,四种多糖中处理均比ddH2O组高,岩藻多糖处理组增加最为明显其次螺旋藻多糖,藜麦多糖组稍低,燕麦多糖最低。
结果(接种Pst DC3000后拟南芥抗氧化酶活性变化):如图14所示,当接种PstDC3000后ddH2O、燕麦多糖处理组拟南芥中苯丙氨酸解氨酶活性逐渐增加;螺旋藻多糖及藜麦多糖处理组在第二天后保持平稳趋势;壳寡糖和岩藻多糖增加较为明显,在第二天后不再增加,第三天至第四天有下降趋势。
SOD、CAT和POD位于植物细胞细胞质,SOD被认为与植物细胞内过氧化氢的产生有关,CAT和POD都具有清除过氧化氢的能力,当植物某一部分发生病害时,植物会产生过氧化氢,使得发生病害区域积累过氧化物,杀死本身植物细胞,避免病菌在植物中扩散,当植物中过氧化物积累,CAT和POD就会逐渐增加,如图15所示,当接种Pst DC3000后各个处理组的拟南芥中抗氧化酶活性均呈现先增加后降低的趋势,其中壳寡糖处理组增加最为明显,POD活性是ddH2O组的6.3倍,四种多糖中螺旋藻多糖、藜麦多糖和岩藻多糖处理均比ddH2O组高,岩藻多糖处理组增加最为明显其次螺旋藻多糖,藜麦多糖组稍低,燕麦多糖低于ddH2O组。
壳寡糖、螺旋藻多糖和岩藻多糖处理组的CAT活性均是先增加后减少,燕麦多糖和ddH2O处理组均是一直增加,但即使第四天仍就低于前三种处理组,其中岩藻多糖高于螺旋藻多糖处理组。藜麦多糖处理组的CAT活性是先增加后降低,第三天时与燕麦多糖、ddH2O处理组的几乎一致。SOD活性与CAT和POD活性变化趋势类似,都是先增加后降低,但SOD活性在第二天就增加至最高。
结果(接种Pst DC3000后拟南芥木质素和总黄酮含量变化):如图16所示壳寡糖处理组积累的木质素是ddH2O组的4.2倍,四种多糖里,螺旋藻多糖、藜麦多糖和岩藻多糖处理组的木质素均比ddH2O组多,其中岩藻多糖处理组增加最多,其次是螺旋藻多糖处理组,藜麦多糖处理组与水几乎一致,燕麦多糖积累量不如ddH2O组。
黄酮类物质在植物体内能够防止病原微生物侵害,植物在木质素积累的过程中也会有黄酮类物质的积累,如图17所示,壳寡糖处理组总黄酮含量是ddH2O组的1.4倍,四种多糖里,螺旋藻多糖、藜麦多糖和岩藻多糖处理组的总黄酮含量均比ddH2O组多,其中岩藻多糖处理组含量最多,其次是螺旋藻多糖处理组,藜麦多糖处理组与水几乎一致,燕麦多糖总黄酮含量比ddH2O组少。
结果(接种Pst DC3000后拟南芥过氧化氢含量变化):如图18所示,壳寡糖、岩藻多糖和螺旋藻多糖处理组的H2O2含量产生速率在第二天增加较快,第三天开始下降。与第0天相比,接种Pst DC3000导致拟南芥中H2O2含量明显增加。经过藜麦多糖、燕麦多糖和ddH2O处理组H2O2含量增加不明显,但一直保持增加的趋势。这可能是由于病菌一直侵染叶片,叶片抵抗病害能力开始丧失。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.螺旋藻多糖和/或岩藻多糖在提高拟南芥抗病性中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述抗病性是指抗丁香假单胞菌。
3.螺旋藻多糖和/或岩藻多糖在制备提高拟南芥抗病性制剂中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,所述抗病性是指抗丁香假单胞菌。
5.一种生物刺激剂,其特征在于,所述生物刺激剂包含螺旋藻多糖和/或岩藻多糖。
6.权利要求3所述的生物刺激剂在提高拟南芥抗病性中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述抗病性是指抗丁香假单胞菌。
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