引言

在自然環(huán)境中，植物必須不斷防御生物和非生物脅迫，包括病原體入侵。尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum）是最重要的植物病原體之一，對(duì)全球經(jīng)濟(jì)和食品安全有直接影響。該土壤傳播的無(wú)性真菌包括致病性和非致病性菌株。由致病性菌株引起的典型癥狀包括發(fā)育不良、萎蔫、褪綠、壞死和維管束損傷。亞麻尖孢鐮刀菌（Foln）是攻擊亞麻作物的主要病原體之一，引起亞麻枯萎病，導(dǎo)致產(chǎn)量和纖維質(zhì)量顯著下降。根系被內(nèi)生非致病性尖孢鐮刀菌菌株定殖可以減輕由致病性菌株引起的疾病癥狀。非致病性Fo47菌株是首批被證明可降低鐮刀菌枯萎病風(fēng)險(xiǎn)的內(nèi)生菌之一。內(nèi)生Fo47可減少番茄、蘆筍、鷹嘴豆和棉花等多種作物中的鐮刀菌枯萎病。在亞麻中也觀察到類似結(jié)果。然而，內(nèi)生菌介導(dǎo)的抗鐮刀菌抗性是如何實(shí)現(xiàn)的尚不清楚，文獻(xiàn)描述根據(jù)不同宿主存在不同機(jī)制。在脅迫條件下，植物細(xì)胞能夠產(chǎn)生大量活性氧（ROS），主要包括H₂O₂。研究表明，致病性和非致病性尖孢鐮刀菌菌株在定殖亞麻過(guò)程中都可能觸發(fā)瞬時(shí)的H₂O₂產(chǎn)生。植物細(xì)胞產(chǎn)生ROS，如過(guò)氧化氫（H₂O₂）、單線態(tài)氧（¹O₂）、超氧陰離子（O₂^•?）、羥基自由基（•OH），作為其正常代謝的副產(chǎn)物。ROS既可以作為有毒分子對(duì)抗病原體，也可以作為防御反應(yīng)中重要的信號(hào)分子。由ROS引起的細(xì)胞死亡可能導(dǎo)致宿主細(xì)胞壞死，從而限制感染的發(fā)育。植物對(duì)病原體攻擊的早期防御反應(yīng)稱為氧化爆發(fā)，產(chǎn)生局部和瞬時(shí)的ROS。除了對(duì)病原體存在的直接反應(yīng)外，ROS還參與與防御基因表達(dá)誘導(dǎo)相關(guān)的細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)。ROS產(chǎn)生的雙相性：第一階段通常發(fā)生在病原體攻擊后幾分鐘內(nèi)，是短暫且微弱的，而第二階段則強(qiáng)烈且持久。然而，ROS的積累必須受到抗氧化系統(tǒng)的控制以避免過(guò)度毒性。抗氧化酶如抗壞血酸過(guò)氧化物酶（APX）、超氧化物歧化酶（SOD）、NADPH氧化酶（NADPHox）和過(guò)氧化氫酶（CAT）的活性在這些過(guò)程中起著重要作用。清除H₂O₂的主要系統(tǒng)之一是抗壞血酸-谷胱甘肽循環(huán)。在該途徑中，APX使用抗壞血酸作為專用電子供體將H₂O₂還原為水。在高等植物中，不同的APX同工酶存在于各種亞細(xì)胞位置，如葉綠體、線粒體、過(guò)氧化物酶體和細(xì)胞質(zhì)中，允許在細(xì)胞器和整個(gè)細(xì)胞水平上精細(xì)控制H₂O₂濃度。APX也可能作為H₂O₂信號(hào)調(diào)節(jié)劑。SOD是一種促進(jìn)超氧自由基歧化為分子氧（O₂）和過(guò)氧化氫的酶。作為金屬酶，SOD依靠結(jié)合的金屬離子進(jìn)行這種轉(zhuǎn)化。在植物細(xì)胞中，Cu/Zn SOD通常存在于細(xì)胞質(zhì)、葉綠體，有時(shí)在質(zhì)外體中；Fe SOD位于葉綠體內(nèi)，而Mn SOD主要存在于線粒體基質(zhì)和過(guò)氧化物酶體中。SOD是抗氧化損傷的主要防御手段，對(duì)于調(diào)節(jié)非生物和生物脅迫條件下產(chǎn)生的ROS至關(guān)重要。脅迫下觀察到SOD轉(zhuǎn)錄本豐度增加。植物免疫包含病原體識(shí)別的層級(jí)，其中NADPH氧化酶是ROS的核心發(fā)生器，啟動(dòng)并塑造防御信號(hào)，從而影響多種植物系統(tǒng)的抗性。它們是催化電子從NADPH轉(zhuǎn)移到O₂從而產(chǎn)生O₂^•?的關(guān)鍵酶。過(guò)氧化氫酶是一種由四個(gè)相同亞基組成的含鐵蛋白。該酶廣泛存在于過(guò)氧化物酶體中，將過(guò)氧化氫轉(zhuǎn)化為水和氧氣。與SOD和氫過(guò)氧化物酶一起，過(guò)氧化氫酶構(gòu)成消除超氧自由基的抗氧化防御系統(tǒng)的一部分。在大多數(shù)情況下，CAT（由于其高K_M）去除了大部分轉(zhuǎn)運(yùn)到過(guò)氧化物酶體的H₂O₂，而像APX這樣具有較低K_M因而對(duì)H₂O₂有更高親和力并分布于各種亞細(xì)胞區(qū)室的酶，則精確調(diào)節(jié)這種活性分子的水平。它被認(rèn)為是主要的抗氧化酶之一，在發(fā)育和脅迫響應(yīng)中起著至關(guān)重要的作用。此外，植物擁有由天然抗氧化分子組成的非酶促防御系統(tǒng)。這些包括水溶性物質(zhì)，如抗壞血酸、谷胱甘肽、酚類化合物和類黃酮，以及脂溶性代謝物，如類胡蘿卜素和α-生育酚。這些抗氧化劑通過(guò)提供電子中和ROS，將其轉(zhuǎn)化為危害較小的形式，而在此反應(yīng)中產(chǎn)生的氧化副產(chǎn)物保持相對(duì)穩(wěn)定和無(wú)毒。由ROS水平變化或抗氧化系統(tǒng)效率改變引起的氧化還原穩(wěn)態(tài)紊亂可能在植物組織對(duì)病原體的防御反應(yīng)中起關(guān)鍵作用；因此，在這項(xiàng)工作中，我們想研究這種機(jī)制是否在通過(guò)非致病性尖孢鐮刀菌菌株獲得的亞麻對(duì)枯萎病的抗性中也起作用。

材料與方法

亞麻種子（Linum usitatissimumL., cv. Nike）來(lái)自波蘭天然纖維和藥用植物研究所的亞麻和大麻收集庫(kù)。種子滅菌后播種在補(bǔ)充有Murashige和Skoog培養(yǎng)基（MS培養(yǎng)基）的蛭石上。幼苗在受控環(huán)境的植物生長(zhǎng)室中生長(zhǎng)14天，然后用于實(shí)驗(yàn)。使用的真菌菌株是非致病性尖孢鐮刀菌（Fo47）和致病性尖孢鐮刀菌f. sp. lini(Foln)，在PDA培養(yǎng)基上28°C培養(yǎng)。孢子懸液稀釋至10⁶spores/ml用于接種。

建立了兩種體外研究模型。模型1：兩周齡亞麻植株用0.5 mL非致病性菌株（10⁶spores/ml）處理，4天后用相同濃度的致病性菌株處理。模型2：兩周齡亞麻植株同時(shí)用0.5 mL非致病性和致病性菌株（均為10⁶spores/ml）處理。設(shè)置了適當(dāng)?shù)膶?duì)照。在模型1中，在以下時(shí)間點(diǎn)收集樣本：處理Fo47后2天（2 dptN）、處理Fo47后4天/處理Foln前（4 dptN/0 dptP）、處理Fo47后6天/處理Foln后2天（6 dptN/2 dptP）、8 dptN/4 dptP、10 dptN/6 dptP和8 dptN/14 dptP。在模型2中，在處理Foln和Fo47菌株后2、4、6和14天（dptP/N）收集樣本。所有收獲的材料立即在液氮中冷凍并儲(chǔ)存在-80°C直至分析。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了三次生物學(xué)重復(fù)。

通過(guò)顯微鏡觀察評(píng)估真菌菌絲在亞麻根組織中的進(jìn)展，并建立了5點(diǎn)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)癥狀嚴(yán)重程度計(jì)算病害指數(shù)（DI）。使用CTAB法分離植物和真菌DNA。通過(guò)特異性PCR和qPCR鑒定和定量真菌DNA，特別是針對(duì)Fo47和Foln的特異性片段以及murein transglycosylase基因和致病菌的six7基因。使用TRIzol試劑或商業(yè)試劑盒分離總RNA。通過(guò)qPCR分析PR基因（幾丁質(zhì)酶和β-1,3-葡聚糖酶）和抗氧化系統(tǒng)相關(guān)基因（NADPH oxidase D, F, C、SOD Cu/Zn, Mn, Fe、catalase、ascorbate peroxidase）的mRNA水平。使用商業(yè)試劑盒測(cè)定超氧化物歧化酶（SOD）和過(guò)氧化氫酶（CAT）的活性。使用Amplex Red試劑盒測(cè)定過(guò)氧化氫（H₂O₂）含量。通過(guò)DPPH法測(cè)定抗氧化潛力。通過(guò)NBT染色和提取物吸光度測(cè)定超氧陰離子（O₂^•–）含量。使用UPLC分析酚類化合物（香草醛、反式阿魏酸、對(duì)香豆酸）的含量。所有數(shù)據(jù)均以三次重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，使用Statistica 13軟件進(jìn)行單因素方差分析和Fisher事后檢驗(yàn)，p< 0.05認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)果

表型觀察顯示，用非致病性菌株處理的植物沒(méi)有顯示出顯著的表型變化。在用致病性菌株處理的植物中，接種后28天，植物變黃或變褐，葉片卷曲，莖開(kāi)始彎曲，并且在蛭石表面和植物表面觀察到菌絲體生長(zhǎng)。42天后，這些癥狀加劇。預(yù)激活的植物在處理后28和42天出現(xiàn)感染跡象，但不如僅用致病性菌株處理的植物廣泛。同時(shí)用非致病性和致病性菌株處理的植物變得彎曲，葉片開(kāi)始卷曲并變?yōu)辄S褐色，并且在其表面也注意到菌絲生長(zhǎng)。然而，這些變化比僅用Foln菌株處理的植物輕，但比預(yù)激活的植物更嚴(yán)重。病害指數(shù)分析證實(shí)了植物組間的顯著差異。

真菌菌絲可視化顯示，在未處理的植物根組織中沒(méi)有觀察到真菌菌絲。在僅用非致病性菌株Fo47處理的植物中，首次在4 dptP（8 dptN）觀察到少量真菌菌絲。在6和14 dptP（10和18 dptN），菌絲數(shù)量顯著增加。在僅用致病性菌株Foln處理的植物中，在4 dptP檢測(cè)到單個(gè)菌絲。在6 dptP，觀察到菌絲數(shù)量快速增加，在大多數(shù)分析的橫切面中存在大量菌絲。到14 dptP，在大多數(shù)檢查的樣品中可見(jiàn)非常高密度的菌絲。在預(yù)激活的植物中，在4 dptP觀察到單個(gè)菌絲。到6 dptP，菌絲密度顯著增加，在許多分析的橫切面中達(dá)到高水平。然而，到14 dptP，菌絲數(shù)量沒(méi)有進(jìn)一步增加，并保持在與6 dptP觀察到的相當(dāng)?shù)乃�平。在同時(shí)用Fo47和Foln處理的植物中，在6 dptP檢測(cè)到單個(gè)真菌菌絲。到14 dptP，菌絲數(shù)量增加，并在大多數(shù)分析的橫切面中可見(jiàn)。

通過(guò)PCR和qPCR確認(rèn)了致病性和非致病性尖孢鐮刀菌菌株在亞麻植物中的存在。在預(yù)激活植物的根中，與僅用致病性菌株處理的植物相比，F(xiàn)oln的豐度顯著降低。同時(shí)接種兩種真菌菌株也導(dǎo)致Foln水平降低，但高于預(yù)激活植物。預(yù)激活植物的地上部Foln豐度也較低。qPCR分析murein transglycosylase基因顯示，隨著時(shí)間推移，亞麻根和地上部真菌DNA含量增加，證實(shí)兩種菌株在植物組織中繁殖。在預(yù)激活植物和同時(shí)用兩種菌株處理的植物的根中，該基因的數(shù)量隨時(shí)間增加，在第14天比在2 dptP用Foln處理的根中的真菌DNA量高出500倍以上。致病菌特異性six7基因拷貝數(shù)分析表明，預(yù)激活植物根中的拷貝數(shù)低于僅用致病性菌株處理的植物。同時(shí)接種的植物根中也觀察到拷貝數(shù)減少。

PR基因和抗氧化酶基因的轉(zhuǎn)錄水平分析顯示，用Fo47和Foln單獨(dú)處理的植物中，幾丁質(zhì)酶和β-1,3-葡聚糖酶的mRNA水平隨時(shí)間增加，但用Foln處理的植物從4 dptP開(kāi)始表現(xiàn)出比用Fo47或同時(shí)接種兩種菌株的植物更高的轉(zhuǎn)錄水平。在預(yù)激活植物的根中，幾丁質(zhì)酶基因的mRNA水平在4、6和14 dptP顯著增加，但在6和14 dptP與Foln處理的植物相比降低。抗氧化相關(guān)基因（NADPH oxidase D, F, C、SOD Cu/Zn, Mn, Fe、catalase、ascorbate peroxidase）的轉(zhuǎn)錄水平顯示出復(fù)雜的時(shí)間動(dòng)態(tài)變化。在預(yù)激活植物的根和地上部，許多基因的轉(zhuǎn)錄本在早期時(shí)間點(diǎn)（如2 dptP）被誘導(dǎo)。同時(shí)接種的植物也顯示出轉(zhuǎn)錄水平的變化，但模式不同。

SOD和CAT活性測(cè)定顯示，最顯著的變化發(fā)生在預(yù)激活植物的根中，而地上部沒(méi)有檢測(cè)到變化。在預(yù)激活植物的根中，與僅用Foln處理的植物相比，在2 dptP時(shí)根SOD活性增加1.8倍，而在4、6和14 dptP分別降低27%、34%和49%。在同時(shí)用兩種菌株處理的植物組中，僅在用Foln處理的植物的根中在14 dptP觀察到SOD活性增加1.6倍。在預(yù)激活植物組中，根中的過(guò)氧化氫酶活性僅在用Fo47處理的植物在2 dptP增加2.3倍。在地上部，在2 dptP，預(yù)激活植物的CAT活性與未處理植物相比增加2.65倍，與Foln處理的地上部相比增加2倍。

H₂O₂和O₂^•–含量分析顯示，在預(yù)激活植物和Foln處理植物的根中，H₂O₂含量在14 dptP高2.3倍。在預(yù)激活植物的根中，與未處理植物相比，O₂^•–含量在2和14 dptP分別低33%和52%，而與Foln處理的植物相比，在2、4、6和14 dptP分別高1.5、1.9、2.4和3.6倍。

酚類化合物含量分析表明，在預(yù)激活并用Foln處理的植物的根中，在6 dptP觀察到阿魏酸含量增加1.7倍，在4 dptP對(duì)香豆酸含量降低32%。在地上部，預(yù)激活并用Foln處理的植物在4 dptP香草醛含量增加2.5倍。抗氧化潛力測(cè)定顯示，含有游離酚類化合物的提取物的抗氧化潛力在預(yù)激活植物和處理同時(shí)用兩種菌株的植物的根和地上部在不同時(shí)間點(diǎn)升高。

討論

植物在其自然環(huán)境中必須激活專門的適應(yīng)機(jī)制以增強(qiáng)對(duì)脅迫因素的抗性。其中一種機(jī)制是預(yù)激活，短期暴露于輕度脅迫會(huì)觸發(fā)防御機(jī)制的激活，從而能夠?qū)�后續(xù)脅迫做出更快、更強(qiáng)的反應(yīng)。在準(zhǔn)備植物防御的各種因素中，非致病性微生物菌株可以通過(guò)作用于種子或植物來(lái)增強(qiáng)植物免疫力。

本研究的目的在于確認(rèn)非致病性菌株尖孢鐮刀菌Fo47通過(guò)根系定殖作為預(yù)激活劑，顯著限制由致病性菌株尖孢鐮刀菌Foln引起的亞麻病害發(fā)展。此外，我們旨在確定Fo47是否通過(guò)激活抗氧化系統(tǒng)來(lái)誘導(dǎo)抗性。

進(jìn)行了兩種獨(dú)立的植物處理。在第一種處理中，為了評(píng)估尖孢鐮刀菌Fo47是否作為預(yù)激活劑，亞麻植株先用Fo47處理，4天后添加致病性菌株Foln。在第二種處理中，為了確認(rèn)這種效果，亞麻植株同時(shí)接種兩種菌株（非預(yù)激活植物）。受感染植物的表型分析以及計(jì)算的病害指數(shù)顯示，非致病性尖孢鐮刀菌顯著抑制了亞麻枯萎病的進(jìn)展。值得注意的是，在預(yù)激活植物中，疾病癥狀抑制明顯大于Fo47與Foln同時(shí)引入基質(zhì)的植物。這些發(fā)現(xiàn)表明，F(xiàn)o47作為預(yù)激活劑，顯著增強(qiáng)亞麻對(duì)枯萎病的抗性，同時(shí)在與Foln共同施用時(shí)可發(fā)揮中等抑制效果。

為了闡明非致病性Fo47的預(yù)激活機(jī)制，我們定量了致病性和非致病性尖孢鐮刀菌菌株的水平，分析了PR基因和抗氧化系統(tǒng)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平，測(cè)量了過(guò)氧化氫酶和超氧化物歧化酶活性，并評(píng)估了預(yù)激活植物和同時(shí)用兩種菌株處理的植物中的過(guò)氧化氫和超氧陰離子水平、酚類化合物含量和抗氧化潛力。

顯微鏡分析顯示，單個(gè)Foln菌絲早在4 dptP就出現(xiàn)在根中，而Fo47菌絲僅在8 dptN可檢測(cè)到。此外，在14 dptP，觀察到致病性尖孢鐮刀菌的存在顯著高于非致病性Fo47。這表明Foln的穿透速率更快，根定殖更廣泛。針對(duì)Fo47和Foln特異性DNA片段的PCR分析以及murein transglycosylase的相對(duì)表達(dá)表明，兩種菌株早在4 dptP/N就存在于亞麻根中。盡管如此，F(xiàn)o47在根中的豐度低于Foln，進(jìn)一步支持Foln更快地滲透植物組織。此外，F(xiàn)oln表現(xiàn)出更快的定殖速率，這體現(xiàn)在用Foln處理的植物根和地上部在6和14 dptP的murein transglycosylase水平高于用Fo47處理的植物。

除了真菌生物量的差異外，尖孢鐮刀菌病原體和內(nèi)生菌株的根定殖模式也不同。我們的結(jié)果表明兩種菌株都存在于亞麻地上部，這與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)不同，文獻(xiàn)表明致病性菌株通常具有入侵木質(zhì)部導(dǎo)管的能力，從而實(shí)現(xiàn)地上部組織的系統(tǒng)定殖，而Fo47在豌豆中的定殖限于根表面和最外層皮質(zhì)細(xì)胞層；致病性尖孢鐮刀菌f. sp. pisi積極穿透更深的根組織，包括維管系統(tǒng)。類似地，在番茄中，F(xiàn)o47和尖孢鐮刀菌f. sp. lycopersici最初都定殖根表面，隨后向伸長(zhǎng)區(qū)和根尖進(jìn)展。然而，只有致病性菌株廣泛入侵更深的根組織并最終到達(dá)維管系統(tǒng)，而Fo47僅限于表皮和皮層。重要的是，根組織的穿透可以通過(guò)激活活周維細(xì)胞中的抗氧化系統(tǒng)來(lái)限制，限制其中的氧化損傷，從而防止感染向木質(zhì)部擴(kuò)散。相反，有報(bào)道稱Fo47定殖桉樹(shù)的木質(zhì)部導(dǎo)管，而內(nèi)生菌株Fo CS-20在黃瓜的木質(zhì)部中被檢測(cè)到。Fo47的菌絲也在擬南芥和番茄根的維管系統(tǒng)中觀察到，盡管它們的存在限于側(cè)根的維管系統(tǒng)和初生根伸長(zhǎng)區(qū)。相反，只有致病性菌株成功定殖初生成熟區(qū)上方的木質(zhì)部。廣泛的根皮層和維管系統(tǒng)定殖是致病性菌株的標(biāo)志，這種能力與細(xì)胞壁降解酶分泌增加有關(guān)。

植物預(yù)激活是通過(guò)首先將尖孢鐮刀菌Fo47孢子引入基質(zhì)，4天后添加尖孢鐮刀菌Foln孢子進(jìn)行的。在Foln接種時(shí)，F(xiàn)o47菌絲已經(jīng)存在于植物根中，這減少了Foln的穿透和定殖。在預(yù)激活植物的根和地上部，F(xiàn)oln豐度顯著低于僅用Foln處理的植物。有趣的是，同時(shí)接種兩種真菌菌株也導(dǎo)致Foln水平相對(duì)于僅用Foln處理的植物降低。然而，F(xiàn)oln豐度仍然高于預(yù)激活植物。這表明競(jìng)爭(zhēng)性宿主定殖，在預(yù)激活植物中，F(xiàn)o47的較早建立可能限制了Foln的入侵。根表面空間或營(yíng)養(yǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也被假設(shè)是非致病性尖孢鐮刀菌菌株F2對(duì)抗茄子中大麗輪枝菌的主要作用機(jī)制，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)施用F2降低了植物中大麗輪枝菌的DNA水平。

在預(yù)激活植物中，F(xiàn)o47在根中局部抑制Foln定殖92%，而在系統(tǒng)上將其在地上部的存在減少87%。此外，當(dāng)植物同時(shí)用兩種菌株處理時(shí)，F(xiàn)o47在局部將Foln定殖減少50%，但不抑制其系統(tǒng)傳播。

在用Fo47和Foln單獨(dú)處理的植物中，幾丁質(zhì)酶的mRNA水平隨時(shí)間增加，從2 dptN/P開(kāi)始。然而，從4 dptN/P開(kāi)始，用Foln處理的植物表現(xiàn)出比用Fo47或同時(shí)接種兩種菌株的植物更高的轉(zhuǎn)錄水平。這些結(jié)果與接種強(qiáng)毒尖孢鐮刀菌f. sp. lycopersici和生防菌株尖孢鐮刀菌Fo47的番茄植物的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究一致，其中兩種幾丁質(zhì)酶同工型和兩種β-葡聚糖酶同工型的mRNA水平在最初幾小時(shí)較低，但在隨后幾小時(shí)，感染致病性菌株的植物中顯著高于用非致病性菌株處理的植物。這表明在預(yù)激活植物中，在Foln接種時(shí)，幾丁質(zhì)酶轉(zhuǎn)錄水平已經(jīng)顯著高于對(duì)照植物。這些差異在2 dptP和4 dptP尤其明顯，而從6 dptP開(kāi)始，幾丁質(zhì)酶轉(zhuǎn)錄水平在用Foln處理的植物中變得顯著高于預(yù)激活植物。總之，F(xiàn)o47的預(yù)激活效果在2至4 dptP之間最為明顯。對(duì)于β-葡聚糖酶轉(zhuǎn)錄本也觀察到與幾丁質(zhì)酶相似的趨勢(shì)。文獻(xiàn)數(shù)據(jù)也證明了用Fo47預(yù)激活植物的類似關(guān)系。

ROS分析表明，H₂O₂的初始增加發(fā)生在Foln處理植物約2 dptP和Fo47處理植物約6 dptN，隨后在任一種處理約14天后出現(xiàn)第二次增加。類似的早期H₂O₂波動(dòng)在亞麻細(xì)胞懸浮液中有報(bào)道，其中Foln3和Fo47在相互作用的最初幾分鐘內(nèi)都觸發(fā)了瞬時(shí)的H₂O₂產(chǎn)生，但非致病性菌株也在接種后3小時(shí)誘導(dǎo)了第二次氧化爆發(fā)，導(dǎo)致Fo47處理中死細(xì)胞數(shù)量更多。有趣的是，在預(yù)激活植物中，在根中在2和14 dptP檢測(cè)到兩個(gè)H₂O₂峰，類似于Foln處理的根。這種模式表明典型的兩相氧化爆發(fā)，其中第一個(gè)峰可能作為信號(hào)或預(yù)激活事件，準(zhǔn)備細(xì)胞進(jìn)行防御，然而需要進(jìn)一步研究。第二個(gè)更強(qiáng)的峰可能對(duì)應(yīng)于通過(guò)細(xì)胞器如線粒體和葉綠體中ROS產(chǎn)生加強(qiáng)誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡。在花生中證實(shí)了早期H₂O₂積累的類似模式，其中B3預(yù)接種植物的地上部和根在Fo感染時(shí)表現(xiàn)出H₂O₂產(chǎn)生增加，類似于僅用Fo處理的植物。在水稻中，在2 dptP也檢測(cè)到H₂O₂增加，盡管在B3預(yù)接種植物的根和地上部中顯著低于共同接種（B3 + F. proliferatum）或F. proliferatum處理的植物。在鷹嘴豆中觀察到類似趨勢(shì)，其中單獨(dú)用尖孢鐮刀菌f. sp. ciceris(Foc)處理導(dǎo)致H₂O₂含量增加高于預(yù)先用Streptomyces araujoniae(TN)預(yù)激活的植物。在這些植物中，盡管與未處理植物相比SOD活性顯著增加，但在Foc處理和Foc + TN處理的植物之間未觀察到SOD和CAT活性的顯著差異。在茄子中也報(bào)道了SOD活性增加，在感染Alternaria solani前用Aspergillus terreus預(yù)激活的植物中效果比僅用病原體處理的植物更明顯。然而，感染和預(yù)激活植物之間的CAT活性相當(dāng)。在感染尖孢鐮刀菌f. sp. lycopersici的番茄中，抗氧化系統(tǒng)（酚類化合物含量增加、H₂O₂濃度增加、以及抗氧化酶SOD、CAT、GPX和APX活性增加）的初始激活隨時(shí)間減弱（特別是CAT活性降低），表明抗氧化系統(tǒng)不夠強(qiáng)以阻礙病原體向宿主的穿透和傳播。然而，我們的研究表明，用Fo47處理亞麻會(huì)誘導(dǎo)這些植物中的抗氧化系統(tǒng)，在感染致病性Foln后，比僅感染Foln的植物更快、更有效地發(fā)揮作用，不僅是局部地而且是系統(tǒng)地。

Fo47處理植物根中H₂O₂水平的增加與6和14 dptN時(shí)過(guò)氧化氫酶活性升高以及18 dptN時(shí)超氧化物歧化酶活性增加相關(guān)。6 dptN時(shí)H₂O₂的上升可能源于4 dptN時(shí)NADPH oxidase D轉(zhuǎn)錄本的上調(diào)，而隨后在8 dptN時(shí)NADPHox F、NADPHox C、sodMn和sodFe轉(zhuǎn)錄本的增加，以及10 dptN時(shí)catmRNA水平的降低，支持在這些時(shí)間點(diǎn)維持ROS穩(wěn)態(tài)。此外，14 dptN時(shí)NADPHox C的上調(diào)和cat的下調(diào)，隨后18 dptN時(shí)sodCu和apxmRNA水平的增加，可能有助于抵消氧化應(yīng)激和平衡H₂O₂水平。在Fo47處理植物的地上部，未觀察到抗氧化酶活性的顯著變化。然而，檢測(cè)到這些基因轉(zhuǎn)錄水平的變化。早在2 dptN就明顯出現(xiàn)NADPHox F轉(zhuǎn)錄本顯著下降。從8到18 dptN，觀察到NADPHox D轉(zhuǎn)錄本水平增加，同時(shí)sod和apx轉(zhuǎn)錄本水平先下降后上升。

在Fo47處理植物根中觀察到的相關(guān)性在Foln處理的根中不存在，后者僅在4和14 dptP時(shí)SOD活性增加。ROS代謝相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄本分析揭示了時(shí)間波動(dòng)，在14 dptP時(shí)所有分析轉(zhuǎn)錄本顯著上調(diào)。在Foln處理植物的地上部，未檢測(cè)到抗氧化酶活性的顯著變化。然而，觀察到轉(zhuǎn)錄水平的變化，包括