采后ASM处理对马铃薯愈伤的促进作用及其机理研究

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马铃薯块茎在自然条件下完全愈伤需约4周,有效提高愈伤速率是马铃薯生产中亟待解决的问题。本研究以―陇薯3号‖马铃薯块茎为材料,采用100mg/L的ASM对人工损伤的块茎进行处理,并结合质膜过氧化氢阻断剂DPI处理。观察块茎愈伤期间愈伤组织中软木脂及木质素的变化,测定愈伤组织中活性氧及苯丙烷代谢关键酶及产物的变化,及在愈伤中的作用。结果表明:1.ASM处理其愈伤效果优于对照:ASM处理能有效抑制马铃薯块茎愈伤过程中接种F.sulphureum的病情指数,保持较低的发病率并显著低于结合DPI处理组;采后ASM处理能使愈伤块茎维持较低失重率;2.ASM处理明显增强马铃薯块茎愈伤组织中NOX、SOD的活性;进而促进了马铃薯愈伤过程中O2-、H2O2积累并分别在8h、14d和12h、14d出现高峰,而对照组的O2-峰值是在24h;结合DPI处理能够显著抑制由ASM诱导的NOX和SOD的活性,降低块茎愈伤组织中ROS的积累。说明ASM处理能够促进并加速愈伤组织中ROS的积累。3.ASM处理可有效提高马铃薯愈伤组织的苯丙烷代谢途径关键酶的活性,并能促进POD、PPO的活性,从而促进苯丙烷代谢产物的积累,并且PAL和C3H分别在24h和14d,C4H在3d和14d,4CL在3d,CAD和F5H在14d出现高峰;结合活性氧的积累和苯丙烷代谢来看,活性氧积累时间8h和12h先于苯丙烷代谢活动时间,说明活性氧可能作为信号分子在愈伤过程中发挥重要作用。结合DPI处理的PAL、4CL、C4H、CAD苯丙烷代谢酶活性明显低于ASM处理组;对苯丙烷代谢有明显的抑制作用。4.ASM处理增加了愈伤组织细胞层数,加速SPP(聚酚软木脂)和SPA(聚脂软木脂)的积累,促进块茎愈伤。综上所述,ASM处理能诱导马铃薯块茎愈伤组中ROS的积累,一方面H2O2和POD介导愈伤组织细胞壁交联,强化细胞壁,促进愈伤,另一方面ROS作为上游信号诱导激发愈伤过程中苯丙烷代谢加快愈伤组织中酚类及木质素的积累促进栓化作用进而加快马铃薯愈伤作用,增强愈伤效果。
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