Abstract Common bacterial blight (CBB), caused by Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli (Xap) (known also as X. campestris pv. phaseoli and its variant Xap var. fuscans (Xapf)), is the most important bacterial disease of common bean worldwide. Information regarding Xap-common bean interaction and the mechanisms of host resistance involved needs to be elucidated. In the present study, we investigated physiological and biochemical responses in a susceptible (Ouro Negro) and a resistant (Diamante Negro) cultivar of common bean to CBB. To this end, analyses of gas exchange and chlorophyll (Chl) a fluorescence, activities of antioxidant enzymes (superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POX), and ascorbate peroxidase (APX)) as well as concentrations of photosynthetic pigments, hydrogen peroxide (H2O2), and malondialdehyde (MDA) were performed in cotyledonary leaves that were either infiltrated with a saline solution (control) or with a Xapf suspension. The CBB severity and lesion area were lower in plants from the resistant cultivar than in plants from the susceptible cultivar. The Xapf infection reduced gas exchange parameters and concentration of photosynthetic pigments but such decreases were significantly higher for the susceptible cultivar than for the resistant cultivar. Higher SOD, POX, and APX activities were recorded in the Xapf-infiltrated cotyledonary leaves than in control but greater activities occurred for the resistant cultivar than for the susceptible cultivar. The Xapf-infiltrated cotyledonary leaves, particularly those of the susceptible cultivar, displayed higher concentrations of H2O2 and MDA than plants from the control treatment. Images of Chl a fluorescence showed that changes stemmed from Xapf infection were evident as early as 6 h after inoculation and became more expressive as CBB progressed, mainly for the susceptible cultivar. Area under the curve of Chl a fluorescence parameters was lower for inoculated plants than for plants from the control treatment but it was higher for the susceptible cultivar than for the resistant cultivar. Results of the present study suggest that the antioxidant system played a major role in common bean resistance to CBB limiting Xapf-triggered generation of reactive oxygen species, cellular damage as well as photosynthetic and photochemical dysfunctions.

中文翻译：

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对常见豆类对常见细菌性枯萎病的抗性的生理和抗氧化见解

摘要 常见细菌性枯萎病 (CBB)，由 Xanthomonas axonopodis pv 引起。Phaseoli (Xap)（也称为 X. campestris pv. phaseoli 及其变种 Xap var. fuscans (Xapf)），是世界范围内常见豆类最重要的细菌病害。需要阐明有关 Xap 与普通 bean 相互作用的信息以及所涉及的宿主抗性机制。在本研究中，我们研究了易感 (Ouro Negro) 和抗性 (Diamante Negro) 普通豆品种对 CBB 的生理和生化反应。为此，对气体交换和叶绿素 (Chl) a 荧光、抗氧化酶（超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POX) 和抗坏血酸过氧化物酶 (APX)）的活性以及光合色素、过氧化氢的浓度进行了分析。 H2O2), 和丙二醛 (MDA) 在用盐水溶液（对照）或 Xapf 悬浮液浸润的子叶叶中进行。来自抗性品种的植物的 CBB 严重程度和损伤面积低于来自易感品种的植物。Xapf 感染降低了气体交换参数和光合色素的浓度，但敏感品种的这种降低明显高于抗性品种。在 Xapf 渗透的子叶叶片中记录到的 SOD、POX 和 APX 活性高于对照，但抗性品种的活性高于易感品种。Xapf 渗透的子叶叶，特别是易感品种的叶，显示出比对照处理的植物更高浓度的 H2O2 和 MDA。Chl a 荧光图像显示，早在接种后 6 小时，Xapf 感染引起的变化就很明显，并且随着 CBB 的进展而变得更具表现力，主要针对易感品种。接种植物的 Chl a 荧光参数曲线下面积低于对照处理的植物，但敏感品种的面积高于抗性品种。本研究的结果表明，抗氧化系统在普通豆类对 CBB 的抗性方面发挥了重要作用，限制了 Xapf 引发的活性氧的产生、细胞损伤以及光合作用和光化学功能障碍。Chl a 荧光图像显示，早在接种后 6 小时，Xapf 感染引起的变化就很明显，并且随着 CBB 的进展而变得更具表现力，主要针对易感品种。接种植物的 Chl a 荧光参数曲线下面积低于对照处理的植物，但敏感品种的面积高于抗性品种。本研究的结果表明，抗氧化系统在普通豆类对 CBB 的抗性方面发挥了重要作用，限制了 Xapf 引发的活性氧的产生、细胞损伤以及光合作用和光化学功能障碍。Chl a 荧光图像显示，早在接种后 6 小时，Xapf 感染引起的变化就很明显，并且随着 CBB 的进展而变得更具表现力，主要针对易感品种。接种植物的 Chl a 荧光参数曲线下面积低于对照处理的植物，但敏感品种的面积高于抗性品种。本研究的结果表明，抗氧化系统在普通豆类对 CBB 的抗性方面发挥了重要作用，限制了 Xapf 引发的活性氧的产生、细胞损伤以及光合作用和光化学功能障碍。接种植物的 Chl a 荧光参数曲线下面积低于对照处理的植物，但敏感品种的面积高于抗性品种。本研究的结果表明，抗氧化系统在普通豆类对 CBB 的抗性方面发挥了重要作用，限制了 Xapf 引发的活性氧的产生、细胞损伤以及光合作用和光化学功能障碍。接种植物的 Chl a 荧光参数曲线下面积低于对照处理的植物，但敏感品种的面积高于抗性品种。本研究的结果表明，抗氧化系统在普通豆类对 CBB 的抗性方面发挥了重要作用，限制了 Xapf 引发的活性氧的产生、细胞损伤以及光合作用和光化学功能障碍。