外源水杨酸诱导烟草抗青枯病的作用及机理研究

【摘要】烟草作为我国重要的经济作物,近年来,烟草青枯病的发生在我国主要种植烟区逐年蔓延并且呈现加重趋势,该病是由雷尔氏菌属的青枯雷尔氏菌(Ralstoniasolanacearum)造成的细菌性土传病害,其繁殖及侵染速度快,具有爆发性与破坏性,损害烟农利益,也对烟叶生产构成严重威胁,在中国长江流域及其以南烟区普遍发生,其中以长江流域以南的大部分地区危害较为严重,个别年份常常暴发流行,造成毁灭性损失,目前已居各类病害的第4位。植物青枯病的防治一直以来备受国内外科学家的高度重视,目前,在我国关于烟草青枯病的防控体系还不够完善,生产上还存在若干问题,首先在生产上采用单一重复利用的杀菌剂已经很难从根本上控制该病的发生与蔓延,由于常规杀菌剂的长期使用,土壤微生态遭到破坏的同时也导致病原菌产生抗药性。另外化学科学工作者和植保专家进行了许多室内和田间的试验筛选尝试,但至今没有开发出高效而环境友好的商品诱导化学物质,有些也不便于在大田中应用推广,严重制约了烟叶生产和烟草行业的可持续发展,而作物诱导抗性作为一项新兴植物保护技术,在最近几年成为目前防治青枯病的重点和热点,具有良好的应用前景,面对这种情况,且符合国家现代绿色环保农业的趋势下,通过植物“诱导-防治-系统控制”新植保体系的思想来提高系统诱导植物抗病性,即通过阻止病原菌苗期入侵、推迟发病时间、延长潜伏期、减缓发病速度、降低死亡率来充分挖掘其潜在的应用价值,为此我们相继开展了关于烟草青枯病防控的系统研究工作,主要包括：1、几种外源物质诱导烟草幼苗对青枯病的抗性2、水杨酸对烟草种子发芽活力及其对幼苗抗青枯病能力的影响3、水杨酸诱导烟草抗青枯病的田间效果研究4、烟株组织在不同浓度水杨酸中的吸收能力的研究5、水杨酸对烟苗细胞壁和木质素含量的影响6、水杨酸、核黄素复配处理诱导烟草抗青枯病7、混配物的不同处理方式对烟草青枯病的控制作用,通过对以上试验结果进行精炼、集成,形成关于指导烟草青枯病的预防保健的系统控制体系,最终,初步形成了关于烟草青枯病的“诱导-防治-系统控制”新植保防控体系。1.几种外源物质诱导烟草幼苗对青枯病的抗性明确所选诱导物质是否有抑菌效果的基础上,以水杨酸、维生素类物质核黄素、草酸作为对比,采用淋根烟草幼苗的方法,探求水杨酸应用浓度对诱导抗性的效果,结果表明,草酸在0.1mg/ml到10mg/ml之间,抑菌效果随浓度增加而增强,核黄素各个浓度均无抑菌效果,水杨酸只有当浓度达到设计最高浓度时才有一定的抑菌效果；在诱导抗病性方面,对烟草青枯病有较好诱导效果的诱导剂水杨酸,且在浓度为0.50mg/mL时的诱导效果最好为57.78%,其次为核黄素,在浓度为0.40mg/mL时的诱导效果较好为48.57%。且验证了外源物质水杨酸和核黄素在相应浓度的处理下,能一定程度提高烟株的生物学性状。2.水杨酸对烟草种子发芽活力及其对幼苗抗青枯病能力的影响通过不同浓度的水杨酸溶液对烟草种子进行处理后,研究对种子的萌发和烟苗的生长情况及其抗青枯病侵染能力的影响,结果表明,1.00mg/ml水杨酸浸种处理后,烟草种子的发芽率受到一定程度的抑制,发芽率仅为75%,同时其发芽指数和活力指数分别为：7.48和50.34,而0.25mg/mL水杨酸可以在一定程度上提高烟苗种子的发芽率,可以达到96.77%。其发芽指数和活力指数也分别达到：11.80、87.79,且与对照处理存在显著性差异,其在烟苗素质方面最优,但与0.10mg/mL水杨酸处理不存在显著性差异,0.25mg/mL水杨酸处理组烟苗在抵抗细菌侵染方面有一定的优势,通过对烟株根系内部的细菌数量的检测显示：经水杨酸诱导处理的幼苗根组织内的细菌生长量明显减少,水杨酸处理后,对照植株体内的细菌量较高,其中0.25mg/mL水杨酸的细菌量最少,在36h后对照烟株体内的细菌数量约为对照处理的烟株体内细菌数量的60倍。3.水杨酸诱导烟草抗青枯病的田间效果研究本实验主要比较分析烟株在大田环境条件下,通过不同浓度水杨酸前期诱导,对比研究水杨酸的诱导效果,结果表明：水杨酸只有在合适的浓度时才能促进烟株的生长及提高其抗性,1.00mg/mL时整体上表现出比较好的效果,其中在最后一次调查时,其防效达到61.72%,在有效叶数、叶面积、株高、茎围指标上,处理3(水杨酸：1.00mg/mL)优于其他浓度水杨酸。4.烟株组织在不同浓度水杨酸中的吸收能力的研究通过外施水杨酸来提高体内水杨酸含量,最终作为激活体内各种防御反应提高植物的抗性,但不同作用方式有一定差异,对烟株组织对水杨酸吸收能力测定,结果显示：烟草叶片组织对水杨酸有一定的吸收,由于烟草叶片组织自身结构原因,对不同浓度的水杨酸吸收程度不同,本实验所选用的浓度范围内,随着浓度的升高,其对水杨酸的吸收能力增强,随着叶片组织的增大,水杨酸的吸收能力增大,在这方面可以间接证明：植物叶片组织本身就能吸收水杨酸。且根系对水杨酸的吸收比较叶片来说能力较强,在烟苗移栽时,由于烟苗叶片较小,我们可以通过灌根处理来提高烟株的抗性。为了明确大田中根系吸收是否与水杨酸调控土壤微生物有关,通过测定水杨酸对烟株根系周围有益菌的影响,由于枯草芽孢杆菌其具有易培养、易保存、定殖力强等特点,是针对目前烟区青枯菌较好的生防菌,因此本实验主要测定了对枯草芽孢杆菌的影响,结果表明,在本实验浓度范围内水杨酸对这种细菌的生长有一定的促进作用。我们推测,水杨酸促进这种细菌的生长是其灌根方式较喷雾方式优越的其中一个方面。5.水杨酸对烟苗细胞壁和木质素含量的影响通过对水杨酸诱导烟苗生理反应的测定,结果表明：水杨酸处理后的烟苗木质素在较短时间内提高最快,说明SA处理后能一定程度提高植物细胞壁木质化、栓化,在其作用下,烟苗细胞壁hyp水平及POD、PAL活性与木质素含量的变化趋势基本一致,在第6d达到顶峰,均较对照升高,且与对照差异显著,这些结果表明水杨酸处理后烟草POD、PAL酶活性和hyp、木质素含量的变化可能与其诱发烟草幼苗抗青枯病性有一定关系。6.水杨酸、核黄素混配处理诱导烟草抗青枯病比较水杨酸和核黄素对烟草青枯病的生物活性和联合作用,获得了一些对青枯病具有良好诱导效果的混配外源诱导物质,通过对水杨酸、核黄素单一及减量混配对于诱导烟草抗青枯病的防效研究,结果表明：水杨酸0.50mg/mL+核黄素0.40mg/mL减量混配,)发病率最低,其防效可以达到57.95%,且与其他处理存在显著性差异,表现为增效。7.混配物的不同处理方式对烟草青枯病的控制作用两种作用机理不同的诱导物质在提高烟株抗性方面起到协同作用,两者减量混配优于单独使用水杨酸或者核黄素的防治效果,在最后一次调查中,水杨酸0.50mg/mL+核黄素0.40mg/mL减量混配,外源混配诱抗物质前期灌根处理后期喷雾处理,效果最优,其发病率和病情指数最低,分别为：20.00%、4.89,防效达到67.16%,且其农艺性状在株高、茎围、叶面积优于其他处理。
【作者】程小龙；
【导师】丁伟；
【作者基本信息】西南大学，农药学，2014，硕士
【关键词】烟草青枯病；诱导抗性；水杨酸；系统控制；作用机理；

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