外源誘抗劑對(duì)煙草青枯病的誘抗效果

外源誘抗劑對(duì)煙草青枯病的誘抗效果

0煙草青枯病的防治草坪感染是影響草坪的最大疾病之一，通常被稱為“煙虱”和“邊緣燒傷”。如果發(fā)生，所有植物都將死亡，這是牧草生產(chǎn)的毀滅性疾病。青枯病主要在中國南方煙區(qū)發(fā)生,華南的部分煙田發(fā)病率達(dá)30%~50%,近年來,煙草青枯病有由南向北蔓延的趨勢(shì)。煙草青枯病防治一直是世界性的難題,國內(nèi)外專家通過農(nóng)業(yè)、化學(xué)和生物及品種等措施來防治煙草青枯病方面做了大量研究,并取得了一定的進(jìn)展。植物具有抵抗病害的潛在能力,當(dāng)被某種因子刺激后,這種能力便可被激活,從而產(chǎn)生對(duì)病菌再次侵染的有效抵抗力。通過物理、化學(xué)或生物因素的誘導(dǎo)來激發(fā)植物的潛在抗病能力已成為植物病害防治的新途徑,成為植物病理學(xué)研究的一個(gè)全新的熱點(diǎn)領(lǐng)域。為了探索煙草對(duì)青枯病菌的潛在抵抗能力,筆者研究了水楊酸、核黃素和草酸等3種誘導(dǎo)劑激發(fā)煙草抵抗青枯病潛在能力的效果,探討了其誘抗機(jī)理,以期為生產(chǎn)上防治煙草青枯病提供較為有效的途徑。1材料和方法1.1煙草青枯病菌株的誘導(dǎo)與接種試驗(yàn)于2013年在西南大學(xué)溫室內(nèi)進(jìn)行,供試品種為‘云煙87’。在煙苗5葉1心時(shí),分別用水楊酸(0.5mmol/L)、草酸(10mmol/L)、核黃素(2mmol/L)噴淋于葉片上進(jìn)行誘導(dǎo),至全部葉片濕潤且水滴下為止,每隔2天誘導(dǎo)1次,共3次。第3次誘導(dǎo)后3天,在煙株根部?jī)蓚?cè)切深度2~4mm、長(zhǎng)約1~2cm切口,然后用10mL濃度為3×108cfu/mL的強(qiáng)病力煙草青枯病菌株菌(Ralstoniasolanacearum)懸液接種,3次重復(fù)。以噴淋清水為對(duì)照。煙株保濕培養(yǎng),接種后5天開始調(diào)查發(fā)病情況,每隔3天調(diào)查1次,共3次。1.2準(zhǔn)確名稱及處理酶活性測(cè)定于接種后2天開始取樣,每隔2天取樣1次,共6次。取樣時(shí)由下至上依次剪取各處理葉片,取樣后根據(jù)試驗(yàn)要求立即準(zhǔn)確稱量,并及時(shí)處理。苯丙氨酸解氨酶活性的測(cè)定采用分光光度計(jì)法,過氧化物酶(POD)活性測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法,多酚氧化酶活性的測(cè)定采用鄰苯二酚法,過氧化氫酶活性測(cè)定采用過氧化氫氧化法,可溶性蛋白含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)(G-250)法。2結(jié)果與分析2.1品種及微生物誘抗效果3種誘抗物質(zhì)誘導(dǎo)煙草對(duì)青枯病抗性的效果見表1。由表1可知,3種誘抗劑對(duì)煙草青枯病均有一定的誘抗效果,且隨時(shí)間的推移這種效果有逐漸下降的趨勢(shì)。處理后第5天即青枯病發(fā)病初期,誘抗效果以核黃素較好,其平均相對(duì)防效達(dá)55.71%,平均病情指數(shù)為6.48;其次為水楊酸,平均相對(duì)防效為50.95%,平均病情指數(shù)為7.41;草酸的誘抗效果最差。處理后第8天,水楊酸的誘抗效果最好,平均相對(duì)防效為42.2%;其次為核黃素;草酸的誘抗效果最差。由處理后第11天的誘抗效果可知,水楊酸誘導(dǎo)煙草對(duì)青枯病抗性的效果最高,平均相對(duì)防效達(dá)到了33.67%,平均病情指數(shù)為54.63;其次為核黃素,平均相對(duì)防效為30.29%;草酸的平均相對(duì)防效和平均病情指數(shù)均較差。3種物質(zhì)均能誘導(dǎo)煙草對(duì)青枯病的抗性潛能,但前期以核黃素較好,后期以水楊酸較好,草酸的誘抗效果最差。2.2抗誘導(dǎo)物質(zhì)對(duì)酶系統(tǒng)誘導(dǎo)活性的影響2.2.1不同誘導(dǎo)物質(zhì)對(duì)煙草葉片pal活性的影響3種誘抗物質(zhì)對(duì)煙草葉片PAL活性的影響見圖1。由圖1可知,核黃素處理后煙草葉片PAL的活性呈先上升后下降的趨勢(shì),第4天呈現(xiàn)小高峰,至第8天時(shí)達(dá)到高峰,而后又逐漸降低;水楊酸處理的葉片PAL活性在前期低于核黃素處理,其峰值明顯高于核黃素處理(第8天時(shí));草酸處理的葉片PAL活性也呈先升后降的趨勢(shì),其活性相對(duì)平穩(wěn)。3種誘導(dǎo)物質(zhì)處理后,煙草葉片PAL活性的變化均呈先升高后逐漸降低的趨勢(shì),第8天的活性最高,分別較對(duì)照提高了73.61%、128.45%、107.17%(草酸、水楊酸和核黃素);第12天,水楊酸、核黃素和草酸處理后煙草葉片的PAL活性分別較對(duì)照增加了48.19%、55.62%和40.82%。2.2.2煙草葉片pod活性的變化3種誘抗物質(zhì)對(duì)煙草葉片POD活性的影響見圖2。圖2顯示,3種誘抗物質(zhì)處理后煙草葉片的過氧化物酶(POD)活性均較對(duì)照高。水楊酸處理后煙草葉片的POD活性呈逐漸上升趨勢(shì),于第12天達(dá)到峰值,此時(shí)比對(duì)照增加了134.36%;核黃素處理后葉片的POD活性變化呈先上升后下降的趨勢(shì);第6天時(shí)POD活性達(dá)峰值,較對(duì)照增加了50.70%;第12天比對(duì)照增加了24.27%。草酸處理后POD的活性變化相對(duì)平緩,峰值出現(xiàn)在第8天,增加了23.72%;第12天較對(duì)照增加了22.82%。2.2.3激素對(duì)葉片ppo活性的影響3種誘抗物質(zhì)對(duì)煙草葉片PPO活性的影響結(jié)果見圖3。由圖3可知,3種物質(zhì)處理后對(duì)煙草葉片的PPO活性有不同程度的影響。水楊酸處理葉片后,PPO活性有2個(gè)高峰,分別較對(duì)照提高了109.68%(第6天)、219.23%(第10天)。核黃素處理后,葉片的PPO活性呈下降、上升、下降、上升的趨勢(shì),第2天PPO的活性最高,較對(duì)照提高了132.20%;第8天的效果最明顯,較對(duì)照提高了215.38%。草酸處理后煙草葉片的PPO活性變化較小,PPO活性以第6天最強(qiáng),較對(duì)照提高了30.65%;處理效果以第8天最明顯,較對(duì)照提高了105.13%。第12天,水楊酸、核黃素、草酸處理后PPO活性分別比對(duì)照增加了240.41%、125.52%和57.44%。2.2.4不同處理對(duì)煙草葉片cat活性的影響3種誘抗物質(zhì)對(duì)煙草葉片CAT活性的影響見圖4。由圖4可以看出,這3種誘抗物質(zhì)處理后,均在一定程度上降低了煙草葉片的CAT活性;各處理煙草葉片的CAT活性均以第2天最高,之后各處理的CAT活性均呈緩慢變化。3種誘導(dǎo)物質(zhì)對(duì)煙草葉片CAT活性表現(xiàn)為,第4天以核黃素處理最高,第6、8、10和12天均以草酸處理最高。2.2.5對(duì)煙草葉片可溶性蛋白的影響3種誘抗物質(zhì)對(duì)煙草葉片可溶性蛋白含量的影響見圖5。如圖5顯示,3種誘抗物質(zhì)處理后煙草葉片的可溶性蛋白含量在6個(gè)測(cè)定時(shí)期均高于對(duì)照,且不同誘抗物質(zhì)處理效果間有明顯差異。水楊酸誘導(dǎo)后煙草葉片的可溶性蛋白的含量呈先下降后上升再下降的趨勢(shì),第8天達(dá)到高峰,較對(duì)照提高了160.86%,12天較對(duì)照提高了91.34%。核黃素處理后葉片的可溶性蛋白含量呈先上升后下降的趨勢(shì),第8天達(dá)到高峰,較對(duì)照提高了120.98%,第12天僅比對(duì)照增加19.15%。草酸對(duì)煙草葉片可溶性蛋白含量的影響較前2種物質(zhì)小,處理后可溶性蛋白含量呈先下降后上升再降低的趨勢(shì),峰值出現(xiàn)在第8天,較對(duì)照增加了69.72%;第2天的效果最明顯,比對(duì)照提高了84.11%。3不同處理的楊、酸、pal和葉綠素活性檢測(cè)為了提高煙草對(duì)青枯病菌侵染的抵抗能力,本研究利用3種外源誘抗物質(zhì)處理煙苗。結(jié)果表明,水楊酸、核黃素、草酸處理煙草葉片均能提高抗性相關(guān)酶的活性。前期的PPO活性以核黃素處理較高,后期以水楊酸處理較高;POD活性和可溶性蛋白含量以水楊酸處理較高;CAT活性以草酸處理較高,且3種處理均低于對(duì)照;PAL活性則以核黃素處理較高。由相對(duì)防效可以看出,第5天時(shí),核黃素的防效顯著高于草酸,而草酸與水楊酸間的防效沒有顯著差異。第8天時(shí),水楊酸的防效顯著高于其他2種物質(zhì),核黃素顯著高于草酸。第11天的平均相對(duì)防效以水楊酸最高(33.67%),顯著高于草酸(28.07%),水楊酸與核黃素(30.29%)間不具顯著差異;核黃素與草酸間不具顯著差異。因此,在誘導(dǎo)煙草對(duì)青枯病的抗性時(shí),以水楊酸誘導(dǎo)效果最好,其次為核黃素,草酸的誘導(dǎo)效果最差。4外源水楊酸對(duì)煙草抗性能的影響目前,解決煙草青枯病危害的主要手段是抗病育種,但抗病育種具有周期長(zhǎng)、抗性喪失快等缺點(diǎn),因此,只通過抗病育種來防治青枯病是不現(xiàn)實(shí)的。合理輪作及藥劑和生物等措施來防治青枯病雖然起到了一定的效果,但仍未從根本上解決青枯病對(duì)煙葉生產(chǎn)的危害。要徹底解決煙草的青枯病危害,還必須從提高煙草自身的抵抗力入手。在提高植物抵抗病原物侵害的能力方面學(xué)者們做了大量研究,筆者嘗試性研究了利用誘抗物質(zhì)提高煙草對(duì)青枯病的抵抗力。水楊酸是一種植物自身能夠合成的、類似植物激素的酚類化合物,是誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)獲得抗性的關(guān)鍵信號(hào)分子之一,能誘導(dǎo)植物對(duì)病毒、真菌和細(xì)菌產(chǎn)生抗性,進(jìn)而抵抗各種病原物的入侵。在1979年,White曾報(bào)道施用外源水楊酸可提高煙草對(duì)病原物侵染的抗性。本研究表明,用濃度為0.5mmol/L的外源水楊酸處理煙苗葉片后,能明顯降低煙苗青枯病的病情指數(shù),提高相對(duì)防效。這主要是因?yàn)樗畻钏崽幚砗筇岣呷~片了的POD、PAL、PPO和CAT的活性及可溶性蛋白含量,增強(qiáng)了煙株對(duì)病源微生物入侵的抵抗能力。師金鴿等也報(bào)道了外源水楊酸處理煙苗能提高煙草體內(nèi)抗性關(guān)鍵酶的活性,顯著提升煙苗的抗性。劉太國等、趙明敏的報(bào)道也驗(yàn)證了水楊酸的這種功效。外源水楊酸也可誘導(dǎo)辣椒、白菜、小麥等多種作物對(duì)病原菌的抵抗能力。核黃素作為植物抗病性的激發(fā)子,能夠激發(fā)植物的防御反應(yīng)使其對(duì)病原菌產(chǎn)生抗性。有研究發(fā)現(xiàn),核黃素能顯著提高小麥、番茄、馬鈴薯等作物的抗病性。本研究顯示,核黃素處理煙苗后,煙葉的PAL、POD和PPO的活性及可溶性蛋白含量有明顯的提高,但對(duì)CAT活性影響不大;接種青枯病菌后煙苗的病情指數(shù)明顯降低。這說明核黃素能提高煙苗對(duì)青枯病病菌侵染的抵抗能力,降低了青枯