黑霉菌源多肽对韭菜防御性酶活性的影响

［摘 要］ 为研究黑霉菌源多肽对韭菜抗病性相关酶活性的影响，探究多肽对韭菜抗病性的诱导作用，以大叶韭菜为试材，设置4组处理：无菌水处理、接种灰霉菌、接种灰霉菌并喷施多菌灵、接种灰霉菌并喷施黑霉菌源多肽。结果表明，多肽溶液对韭菜的防御性酶活性有显著影响，在测定时间内始终高于对照。因此，可以看出，黑霉菌源多肽可通过提高防御性酶活性，诱导韭菜对灰霉病的抗性。

［关键词］ 黑霉菌源多肽；韭菜；防御性酶；酶活性

［中图分类号］ S633.3 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-7909（2022）01--3

0 引言

活性肽（Active Peptide）又称生物活性肽，由2个或2个以上氨基酸通过肽键相连而成，分子结构不同于氨基酸和蛋白质，复杂程度不尽相同［1］。活性肽在极低的浓度条件下，即可对生物体的整个生命活动发挥有益作用或特殊的生理功能，具有较强的抗氧化、抗菌、促生长等功能，可直接被吸收利用，且吸收速度较快，也可作为载体发挥作用［2］。

植物的抗病性与其体内的防御酶系有极其密切的关系［3］。超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）、过氧化氢酶（Catalase，CAT）、过氧化物酶（Peroxidase，POD）、多酚氧化酶（Polyphenol Oxidase，PPO）和苯丙氨酸解氨酶（Phenylalanine Ammonia Lyase，PAL）是植物体内重要的防御酶，通过参与清除活性氧，降低活性氧及氧自由基对细胞膜系统的伤害，促进酚类、植保素和木质素等抗病相关物质的合成，起到增强植物抗病性的作用。

近年来，人们对多种植物感病后防御酶活性的变化规律进行了深入研究［4］，但有关活性肽对植物体内防御酶活性的影响的研究较少。笔者以受病虫害严重、使用农药较多的韭菜为研究对象，叶片喷施黑霉菌源多肽，对其叶片中具有抗病性的相关酶活性进行测定，以期开发出经济、高效、毒性小、无残留的活性肽植物保护制剂，为活性肽在植物保护中的应用提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试韭菜品种为大叶韭菜，蔬菜试验田大棚栽培。黑霉菌源多肽，鹤壁兴旺生物科技有限公司生产；愈创木酚、磷酸盐缓冲液、邻苯二酚，上海跃腾生物科技有限公司生产；双氧水（H₂O₂，分析纯），国药集团化学试剂有限公司生产；植物苯丙氨酸解氨酶试剂盒，上海源叶生物科技有限公司生产。

1.2 仪器与设备

UV-2000型紫外分光光度计，上海尤尼可仪器有限公司生产；TP-114电子分析天平，赛多利斯仪器有限公司生产；TGL-16gR型台式离心机，上海安亭科学仪器厂生产。

1.3 试验方法

1.3.1 韭菜栽培。韭菜在大棚内盆栽。培育壮苗后，选取长势一致（高20 cm左右）、健壮无损伤的韭菜移植于种植盆中，每盆定植3株（每株3棵），采取如下4种处理：①清水处理（CK₁）；②接种灰霉病菌（CK₂）；③接种灰霉病菌并喷施50%多菌灵粉剂300倍液（CT₁）；④接种灰霉病菌并喷施10 mg/L多肽溶液（CT₂）。每个处理9株，3次平均试验。喷施程度以叶面均匀布满雾状溶液为标准。

1.3.2 防御性酶活性测定方法。参照CHEN［5］等的方法稍做修改，提取植物组织内防御酶粗酶液。称取同一叶位处的叶片1.0 g，放入预冷的研钵中，加8 mL预冷的磷酸缓冲液在冰浴条件下研磨成浆，转移至10 mL离心管，4 ℃、13 000 r/min离心30 min，上清液即为粗酶液。采用吸光光度法测定超氧化物歧化酶（SOD）活性［6］、过氧化氢酶（CAT）活性［7］、过氧化物酶（POD）活性［7］、多酚氧化酶（PPO）活性［8］，参考试剂盒说明书测定苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性。

1.4 数据分析

数据采用Origin 9.1软件进行数据分析，利用Microsoft Excel 2007绘制图表。

2 结果与分析

2.1 不同处理对SOD活性的影响

病原菌侵染植物体后，最初的防御反应与活性氧（Reactive Oxygen，ROS）积累密切相关，多余的活性氧会影响植物正常的生理活动。SOD是第一个参与活性氧清除反应的酶，处于抗氧化反应的核心地位，可将O²⁻转化为H₂O₂，H₂O₂是诱导植物抗病机制的激发分子［9］。

CK₁处理后，韭菜叶片中SOD活性随时间延长无明显变化，但其他3个处理均显著提高了SOD活性，见图1。这表明SOD活性的变化与灰霉病菌的侵染有关。CK₂处理2.0 d后，SOD活性达到最大值，为170.03 U/g（FW），随后酶活性快速降低；CT₁处理12 h后，SOD活性显著升高，1.0 d后达到峰值230.14 U/g（FW），是CK₁的2.31倍，是CK₂的1.9倍；CT₂处理第2.0 d，SOD活性达到最高值232.69 U/g（FW），略高于CT₁处理，随后逐渐下降，但仍高于CK₁和CK₂，说明活性肽和多菌灵处理都能诱导提高韭菜叶片中SOD活性，但活性肽诱导达峰值时间较多菌灵处理晚，具体机制还有待进一步研究。

2.2 不同处理对CAT活性的影响

CAT可将H₂O₂还原为水（H₂O）和氧气（O₂），在清除H₂O₂和维持H₂O₂正常水平中起重要作用，是植物体内重要的活性氧清除剂。由图2可知，无菌水处理后CAT活性无明显变化；CK₂处理后，CAT活性逐渐增强，3.0 d达到最大值11.90 U/（g·min）（FW）；CT₁处理后，CAT活性迅速增加，2.0 d达到峰值22.54 U/（g·min）（FW），是CK₂的1.89倍，之后降低，4.0 d时有所回升，随后降低；CT₂处理后第3.0 d，CAT活性达到最大值21.63 U/（g·min）（FW），是CK₂的1.81倍，比CT₁少0.91个活性单位，随后降低，但仍高于CK₂，说明活性肽对CAT具有积极的诱导作用。

2.3 不同处理对POD活性的影响

POD除具有清除活性氧的作用外，还能促进酚类物质的氧化和木质素的形成，可有效抑制病原菌的侵染。由图3可知，与CK₁处理相比，其他3个处理均显著提高了叶片内POD的活性，并在第3.0 d分别达到最大值，CT₂最高值为92.93 U/（g·min）（FW），CT₁最高值为76.63 U/（g·min）（FW），CK₂最高值为71.68 U/（g·min）（FW），CT₂最高值分别比CT₁、CK₂、CK₁高出1.21、1.29、1.76倍，随后POD活性逐渐降低，但CT₂处理的酶活性仍然高于其他处理，说明活性肽对POD的诱导力高于其他处理。

2.4 不同处理对PPO活性的影响

PPO可促进细胞壁木质化，降低病原菌侵染对植物造成的损伤，是酚类物质被氧化、木质素积累、植保素合成等过程的关键性酶，在植物的防御机制中发挥着重要作用。图4表明，韭菜叶片受到灰霉病菌侵染后，PPO活性在第3.0 d最高，为5.83 U/（g·min）（FW）；CT₁处理后，PPO活性也在第3.0 d达到峰值，为7.66 U/（g·min）（FW）；CT₂处理在第2.0 d达最高值，为7.68 U/（g·min）（FW）。这说明活性肽对PPO活性具有一定的诱导作用。

2.5 不同处理对PAL活性的影响

PAL是苯丙烷类代谢途径中的第一关键酶和限速酶，在植物抗病性酚类物质、木质素和植保素等物质的合成中发挥着重要作用。结果显示，灰霉病菌侵染导致韭菜叶片中PAL活性显著上升，可能诱导产生更多的酚类和植保素，从而抑制灰霉病菌的生长繁殖。活性肽处理在1.0 d和3.0 d出现了2个峰值，最高值为4.24 U/g（FW），高于其他处理，表明活性肽在诱导PAL活性上具有积极作用（见图5）。

3 结论

笔者对活性肽诱导韭菜叶片中防御性酶活性的变化进行了初步研究，发现韭菜叶片受到灰霉病菌侵染后（CK₂），叶片中的SOD、CAT、POD、PAL和PPO活性均比无菌水（CK₁）处理显著增强；施用多肽后这5种防御性酶活性比CK₂处理有不同程度升高，说明多肽与防御性酶活性诱导具有正相关性，在提高植物抗病能力上有积极作用。活性肽在生物防治真菌性病害中具有一定的应用前景，但具体诱导植物产生抗病性反应的机制有待进一步研究。

参考文献：

［1］杨闯.生物活性肽在营养保健中的应用［J］.食品科学，2003（11）：153.

［2］燕妍.生物活性肽促进植物生长的活性研究［D］.福州：福州大学，2015：25.

［3］张树生，胡蕾，刘忠良，等.植物体内抗病相关酶与植物抗病性的关系［J］.安徽农学通报，2006（13）：48-49.

［4］李方球，官春云.油菜菌核病抗性鉴定、抗性机理及抗性遗传育种研究进展［J］.作物研究，2001（3）：85-92.

［5］CHEN F，WANG M，ZHENG Y，et al. Quantitative changes of plant defense enzymes and phytohormone in biocontrol of cucumber fusarium wilt by Bacillus subtilis B579［J］.World Journal of Microbiology and Biotechnology，2010（4）：675-684．

［6］张杰，孙叶烁，薛一花，等.贮藏温度对白菜叶片SOD、POD活性及MDA含量的影响［J］.西北农林科技大学学报，2019（10）：113-119.

［7］史萌，郑秋丽，高丽朴，等.1-MCP处理对韭菜采后贮藏生理和品质的影响［J］.保鲜与加工，2019（3）：58-63.

［8］王晓敏，吕瑞娜，黄静，等.不同干燥方式对金针菇品质及多酚氧化酶活性的影响［J］.食品工业科技，2019（22）：77-81.

［9］谷医林，王远宏，常若葵，等.解淀粉芽孢杆菌LJ1诱导黄瓜抗白粉病的研究［J］.农药学学报，2013（3）：293-298.