6-磷酸-海藻糖对普通菜豆籽粒产量和镰孢菌枯萎病抗性的影响

摘要

6-磷酸-海藻糖是调控植物生长发育和响应胁迫的重要信号分子。为研究6-磷酸-海藻糖调控普通菜豆生长发育和抗病反应的功能,采用外源6-磷酸-海藻糖溶液喷施方法,揭示其对普通菜豆籽粒产量和镰孢菌枯萎病抗性的影响。结果表明,龙饭豆1号和红芸豆的百粒质量分别达到42.7 g和43.2 g,分别比对照(蒸馏水)提高18.6%和20.7%,产量可达2250.5 kg/hm^(2)和2549.6 kg/hm^(2),分别提高14.5%和19.2%。6-磷酸-海藻糖处理后,普通菜豆叶片可溶性糖类含量显著提升,红芸豆海藻糖、葡萄糖、蔗糖和淀粉水平最高,分别达37.4 nmol/g、4.3μmol/g、5.5μmol/g、3.6μmol/g;龙饭豆1号果糖含量最高,达到8.4μmol/g。龙饭豆1号叶片净光合速率、胞间CO_(2)浓度和蒸腾速率最高,分别达到18.6、249.6、6.5μmol/(m^(2)·s),红芸豆气孔导度最大,达0.57μmol/(m^(2)·s)。外源6-磷酸-海藻糖的喷施促进了植株生长发育和碳水化合物的合成,同时显著提高叶片光合效率,促进营养物质向籽粒转运。此外,接菌48 h后,6-磷酸-海藻糖处理的菜豆根中防御因子活性或含量达到最高,过氧化物酶活性、超氧化物歧化酶活性和苯丙氨酸解氨酶活性分别达到78.3、32.9、0.054 nk at/mg,H_(2)O_(2)含量达到0.33 ng/mg。PR1、PR2、PR5基因的相对表达量达到最高,分别为接种0 h基因表达量的8.3、13.2、9.4倍。接菌28 d后植株发病级别显著低于对照,仅为4.2。综上,6-磷酸-海藻糖可能通过调节可溶性糖含量、叶片光合效率促进产量提升,通过诱导植物防御因子的表达激活寄主抗病性。