硅對(duì)不同抗感紋枯病水稻品種的生理生化和分子機(jī)制影響.pdf

1、目前大量的研究證明硅能促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育，尤其是增強(qiáng)植物抗病能力。但其作用機(jī)制尚未弄清。傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為硅是通過(guò)“機(jī)械或物理屏障”的作用來(lái)增強(qiáng)的植株的抗病能力。但最近一些研究指出，硅可能是參與了植物抗性相關(guān)的生理代謝過(guò)程，誘導(dǎo)了抗性相關(guān)生理生化反應(yīng)的發(fā)生，激活了植物的防衛(wèi)反應(yīng)，從而對(duì)傳統(tǒng)的觀念提出了質(zhì)疑。本試驗(yàn)以紋枯病感病品種Lemont和中抗品種ZH5為材料，采用水培試驗(yàn)，研究了紋枯菌接種后施硅與不施硅對(duì)水稻的抗性相關(guān)生理生化物質(zhì)和抗病相

2、關(guān)基因的影響。得到以下主要結(jié)論：
　　 1、外源施硅對(duì)水稻植株硅含量及抗病效果的影響施硅顯著增強(qiáng)了感紋枯病品種Lemont與中抗紋枯病品種ZH5對(duì)紋枯病的抗性，接種后施硅比不施硅的植株病級(jí)下降一級(jí)。施硅后，兩個(gè)水稻品種植株體內(nèi)硅含量均顯著升高。感病品種Lemont硅含量提高了10.0％-13.0％，中抗品種ZH5的硅含量提高了10.2％-10.8％。
　　 2、外源施硅對(duì)水稻抗紋枯病生理生化指標(biāo)的影響接種紋枯菌后，施硅與

3、不施硅相比，Lemont植株體內(nèi)的H2O2顯著下降了20％-50％、MDA含量下降1.3％-7.0％；CAT活性在接種0-48h比不施硅提高了2.0％-51.0％；接種24h后LOX活性提高7.0％-42.0％；總可溶性酚與木質(zhì)素含量，接種后均高于不施硅處理的。ZH5植株中，接種處理后施硅較不施硅，H2O2顯著下降44.7％-165.0％，MDA含量下降1.3％-7.0％，CAT活性提高25.7％-45.6％，LOX活性提高1.64％-

4、19.8％，木質(zhì)素含量提高14.6％-70.0％，PAL24-72h提高20.3％-66.7％、PPO提高43.3％-193.9％，接種紋枯菌0-24h內(nèi)，施硅處理的總可溶性酚含量高于不施硅處理。
　　 不接種紋枯菌時(shí)，外源施硅促進(jìn)水稻的生長(zhǎng)。Lemont植株中MDA含量從60h開(kāi)始，施硅處理較不施硅處理下降了1.3％-28.0％；總可溶性酚含量于48h，72h時(shí)施硅處理較不施硅處理分別提高18.0％和17.0％；木質(zhì)素含量在0

5、-60h始終高于不施硅處理，H2O2含量在0-24h內(nèi)提高2.1％-20.0％；LOX活性在24h-72h內(nèi)提高1.0％-42.0％；總可溶性酚含量在12h-24h內(nèi)提高3.6％-25.0％。ZH5植株中，0-24h內(nèi)不施硅較施硅處理H2O2含量提高了11.4％-61.8％，CAT活性提高了3.1％-32.9％，LOX活性提高了7.1％-34.5％，總可溶性酚含量提高0.3％-17.5％，ZH5木質(zhì)素含量提高了14.6％-70.0％，不

6、施硅處理PAL活性在0-24顯著提高，在24時(shí)達(dá)到最大值557.8μg/ml。
　　 3、施硅與不施硅處理對(duì)抗性相關(guān)基因表達(dá)的影響水稻施硅和不施硅處理后接種紋枯病菌，采用RT-PCR技術(shù)檢測(cè)與抗病性相關(guān)的水稻基因PAL、Rcht、AOS、NPR和PR4表達(dá)的影響。結(jié)果表明，施硅處理能誘導(dǎo)和加強(qiáng)水稻與抗性相關(guān)基因的表達(dá)。上述大部分基因在感紋枯病品種Lemont中的表達(dá)較中抗紋枯病品種ZH5中的表達(dá)強(qiáng)。PAL基因在Lemont和ZH

7、5品種的各時(shí)間段均有表達(dá)，但表達(dá)量差異不顯著。紋枯病菌接種處理后36h、48h和60h，Rcht在Lemom中的表達(dá)量都有明顯加強(qiáng)，表達(dá)量明顯高于ZH5，且加硅處理較不加硅處理更顯著。AOS在Lemont中表達(dá)強(qiáng)于PAL和其他基因，不加硅處理接種紋枯菌后36h，AOS的表達(dá)開(kāi)始加強(qiáng)。不加硅處理接種紋枯菌后AOS在ZH5中表達(dá)量差異不明顯。NPR和PR4在Lemont中的表達(dá)明顯強(qiáng)于在ZH5中的表達(dá)。
　　 采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR