【摘 要】
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番茄灰霉病是由半知菌亚门的灰葡萄孢菌（Botrytis cinerea Pers.ex Fr.）引起的一种危害较重且常见的病害。褪黑素（Melatonin,MT）具有抗氧化的性质,可以清除有机体内的活性氧和活性氮自由基,从而抵御各种生物和非生物胁迫,增强植物抗逆性。但褪黑素增强番茄灰霉病抗性的机理尚不清晰。本文研究了MT提高番茄灰霉病抗性的生理机理,分析了茉莉酸（JA）在MT提高抗灰霉病中的作用。
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（31872157）； 河南省自然科学基金项目（202300410152）；
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番茄灰霉病是由半知菌亚门的灰葡萄孢菌（Botrytis cinerea Pers.ex Fr.）引起的一种危害较重且常见的病害。褪黑素（Melatonin,MT）具有抗氧化的性质,可以清除有机体内的活性氧和活性氮自由基,从而抵御各种生物和非生物胁迫,增强植物抗逆性。但褪黑素增强番茄灰霉病抗性的机理尚不清晰。本文研究了MT提高番茄灰霉病抗性的生理机理,分析了茉莉酸（JA）在MT提高抗灰霉病中的作用。主要研究结果如下:1.外源褪黑素浓度的筛选褪黑素对番茄灰霉病菌有直接抑制作用,随MT浓度的升高对番茄灰霉病菌的抑制作用逐渐增强。不同浓度外源MT预处理番茄植株,随褪黑素浓度的升高发病率和病情指数逐渐降低。MT浓度为100μmol·L-1时番茄植株的发病率和病情指数与200、600、800μmol·L-1时无显著差异。因此,选用褪黑素浓度100μmol·L-1开展生理机理分析。2.外源褪黑素通过调控JA合成进而降低活性氧产生活体组织化学染色表明,接种灰霉病导致了番茄叶片中H2O2与O2-的过量累积,而外源喷施MT可有效降低灰霉病害胁迫下番茄叶片H2O2与O2-的积累。与只接种番茄灰霉病原菌（B）处理相比,外源MT预处理植株再接种番茄灰霉病菌（MT+B）的番茄叶片中H2O2、O2-、MDA的含量显著降低,分别降低了17.63%、29.27%和28.71%,表明MT能减少活性氧的过度积累从而缓解细胞膜过氧化从而提高植株的抗性。外源MT处理显著提高了番茄叶片SOD、POD、CAT活性和JA、12-OPDA、JA-ILE含量。与只接种灰霉病菌相比,MT+B处理CAT、SOD、POD活性和JA、12-OPDA、JA-ILE分别提高了30.36%、38.94%、34.51%和46.12%、88.46%、54.92%。只接种灰霉病菌处理和MT+B处理的SA含量无显著差异。3.外源褪黑素通过调控次生代谢进而提高对灰霉病的抗性外源褪黑素处理显著提高了番茄植株肉桂醇脱氢酶（CAD）、多酚氧化酶（PPO）、L-苯丙氨酸解氨酶（PAL）、愈创木酚过氧化物酶（G-POD）、咖啡酸过氧化物酶（CA-POD）和绿原酸过氧化物酶（CGA-POD）等次生代谢酶的活性。与对照相比,MT处理CAD、PPO、PAL、G-POD、CA-POD和CGA-POD的活性分别提高了138.69%、90.45%、77.42%、148.42%、134.38%、27.68%。与只接种灰霉病处理相比,MT+B处理CAD、PPO、PAL、G-POD、CA-POD和CGA-POD的活性分别提高了66.24%、55.77%、49.85%、118.49%、144.44%和34.38%。同时,MT显著提高了葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PDH）和莽草酸脱氢酶（SKDH）活性。与对照相比,MT处理SKDH和G6PDH的活性提高了46.19%、88.49%,差异显著。与只接种灰霉病处理相比,MT+B处理SKDH和G6PDH的活性提高了86.22%和52.63%。外源褪黑素能够显著提高番茄总酚、类黄酮、木质素含量和DPPH自由基清除活性。和对照相比,MT处理分别提高了64.32%、72.32%、160.40%和19.57%。与只接种灰霉病处理相比,MT+B处理总酚、类黄酮、木质素含量和DPPH自由基清除活性提高了82.82%、137.19%、285.37%和19.16%。4.褪黑素在茉莉酸上游调控对灰霉病的抗性MT、JA均提高了番茄对番茄灰霉病的抗性,显著降低了因接种灰霉病导致的番茄叶片细胞死亡。与只接种灰霉病菌（B）相比,MT预处理番茄植株Fv/Fm显著提高。与只接种灰霉病菌处理相比,预喷施外源MT再接种灰霉病菌处理LOXD、OPR1、COI1的表达量分别上调了1.81倍、1.67倍、1.81倍,但JA+B处理对褪黑素合成相关基因ASMT、COMT、SNAT的表达量无显著差异。外源MT处理提高了番茄体内JA、MT的含量,但外源茉莉酸处理对番茄体内MT的含量无显著影响。外源褪黑素诱导了番茄体内LOXD、OPR1、COI1的表达量上调,但外源茉莉酸对ASMT、COMT、SNAT表达无影响。这表明明褪黑素能调节植株体内茉莉酸的产生,且在茉莉酸的上游起作用,从而诱导植株对番茄灰霉病菌产生抗性。
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