基因水稻品系CO39(不含已知抗基因)、C101LAC(含Pi-1(t)基因)、C101A51(含Pi-2(t)基因)和C104PKT(含Pi-3(t)基因),分別與廣東省稻瘟菌優(yōu)勢生理小種ZC13(菌株97-151a)組成了親和性互作、中度非親和性互作、高度非親和性和完全非親和性互作組合。從稻瘟菌菌絲和培養(yǎng)濾液中分別采用高溫高壓法和乙醇沉淀法獲得了兩種激發(fā)子。對(duì)它們的處理對(duì)水稻抗稻瘟病及水稻中過氧化物酶(POD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的誘導(dǎo)活性進(jìn)行了研究。 結(jié)果表明,所得的濾液激發(fā)子的葡萄糖含量為41.88mg/ml,熱解激發(fā)子的糖含量為176.83mg/ml,基本不含蛋白質(zhì)成分。分別用0.084mg/ml(葡萄糖當(dāng)量)的濾液激發(fā)子和0.36mg/ml(葡萄糖當(dāng)量)的熱解激發(fā)子對(duì)水稻進(jìn)行噴霧處理然后再接種稻瘟菌,結(jié)果表明,兩種處理的病情指數(shù)均比對(duì)照有顯著下降,熱解激發(fā)子的誘導(dǎo)抗性效果更強(qiáng)些。 兩種激發(fā)子對(duì)稻瘟菌的菌絲生長和孢子萌發(fā)均無明顯抑制作用,表明兩種激發(fā)子本身沒有殺菌或抑菌活性,其處理后水稻對(duì)稻瘟病的抗性提高是由于其誘導(dǎo)水稻增強(qiáng)了抗病性所致。
用激發(fā)子稀釋液以壓傷斑法處理水稻葉片后接種稻瘟菌,發(fā)現(xiàn)濾液激發(fā)子和熱解激發(fā)子分別在葡萄糖當(dāng)量為0.42mg/ml-4.20mg/ml和1.77mg/ml-17.68mg/ml范圍內(nèi)明顯誘導(dǎo)水稻對(duì)稻瘟菌的抗性,并且濃度越大,誘導(dǎo)效果越好。激發(fā)子處理后接種稻瘟菌,免疫品系C101A51出現(xiàn)了典型的過敏性反應(yīng)。
水處理后抗感病性不同的近等基因水稻品系的POD酶活性變化不大,僅于處理后的第6小時(shí)或12小時(shí)出現(xiàn)一個(gè)小峰,其余時(shí)刻無大的活性峰出現(xiàn)。濾液激發(fā)子處理水稻后,四個(gè)品系的POD誘導(dǎo)活性變化不一致。高感品系CO39在18小時(shí)出現(xiàn)一個(gè)高峰,高抗品系C101LAC在6小時(shí)有一高峰,中抗和免疫品系與對(duì)照相比差異不明顯,無峰值。熱解激發(fā)子對(duì)四個(gè)品系的POD活性的影響很明顯:在高感品系CO39和中抗品系C104PKT中,該激發(fā)子處理后,POD活性明顯增加,并分別于24小時(shí)和12小時(shí)達(dá)到一個(gè)高峰,但在免疫品系C101A51和高抗品系C101LAC中,POD活性與空白對(duì)照相似,其活性最高峰均出現(xiàn)在后期(168小時(shí)),說明感病品系較抗病品系對(duì)激發(fā)子的敏感性更高。
濾液激發(fā)子處理后使CO39的PAL活性于6小時(shí)達(dá)到一個(gè)高峰;中抗品系C104PKT的峰值至96小時(shí)才出現(xiàn);在高抗品系C101LAC中,除了12小時(shí)有一個(gè)小峰外,一直無大峰出現(xiàn),但酶活平穩(wěn)上升;免疫品系C101A51分別于48小時(shí)和120小時(shí)出現(xiàn)峰值。熱解激發(fā)子對(duì)水稻PAL誘導(dǎo)活性變化的影響更明顯,四個(gè)品系誘導(dǎo)的PAL活性峰值均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于濾液激發(fā)子處理和空白對(duì)照。高感品系CO39和中抗品系C104PKT的酶活性高峰出現(xiàn)較早,分別為18小時(shí)和24小時(shí);免疫品系C101A51的活性峰值至48小時(shí)才出現(xiàn),且最高峰值低于其它品系;高抗品系C101LAC的活性高峰則推遲至144小時(shí)才出現(xiàn)。
濾液激發(fā)子誘導(dǎo)的POD比活力增值與水稻品系的感病性無明顯相關(guān)性。熱解激發(fā)子可以迅速提高CO39的POD酶活性,其酶活力增值在18小時(shí)、24小時(shí)和48小時(shí)分別比空白對(duì)照增強(qiáng)了10.49、9.76和4.39倍;C104PKT的POD比活力增加也較明顯;C101LAC、C101A51的增值很小,說明熱解激發(fā)子誘導(dǎo)的水稻POD酶活增值的動(dòng)態(tài)變化同水稻的抗感稻瘟性有一定的關(guān)系,即誘導(dǎo)抗病程度與酶比活力增值相關(guān)。
熱解激發(fā)子處理后,CO39的PAL的酶比活力分別在6小時(shí)、12小時(shí)、18小時(shí)、24小時(shí)和48小時(shí)比空白對(duì)照增加了2.70、3.26、13.01、3.39和4.94倍;C104PKT的PAL比活力增值分別在6小時(shí)、12小時(shí)、18小時(shí)、24小時(shí)和48小時(shí)比空白對(duì)照增加了3.17、3.43、9.17、7.93和4.20倍;C101LAC和C101A51的PAL酶比活力增值一般為1倍左右,可見熱解激發(fā)子處理后PAL比活力增值與水稻誘導(dǎo)抗病性呈正相關(guān)。