康恩祥 朱振家 方春媛 陳年來* 孫小妹 楊世梅

（1甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱地農(nóng)業(yè)研究所，甘肅蘭州 730070；2甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，甘肅蘭州 730070）

甜瓜白粉病以甘肅、新疆等甜瓜種植地區(qū)發(fā)病最為嚴(yán)重。長期以來，對(duì)甜瓜白粉病使用化學(xué)農(nóng)藥防治的占80 %以上。大量施藥不僅污染農(nóng)產(chǎn)品和農(nóng)田環(huán)境，而且引起病菌產(chǎn)生抗藥性，防效逐年降低。

植物的系統(tǒng)誘導(dǎo)抗性是普遍存在的現(xiàn)象，利用多種天然或合成的、無殺菌作用的化學(xué)物質(zhì)可以使植物潛在的抗病性得到表達(dá)，如苯丙噻二唑（BTH）可以誘發(fā)水稻對(duì)白葉枯病的系統(tǒng)抗性（宋鳳鳴 等，2001），大多數(shù)寄主-病原物互作系統(tǒng)中，寄主抗性強(qiáng)弱與其防衛(wèi)酶的活性呈正相關(guān)（張欣，2000）。β-1, 3-葡聚糖酶（GLU）是具有直接抑菌活性的水解酶類，小麥抗銹病品種的GLU活性明顯高于感病品種，御谷不同品種種子的 GLU活性水平與其對(duì)霜霉病的抗性呈正相關(guān)（Ramachandra et al.，2000）。侯琿等（2006）研究了BTH和水楊酸（SA）對(duì)甜瓜抗白粉病的誘導(dǎo)作用，篩選了 BTH和水楊酸（SA）的最佳誘導(dǎo)濃度和誘導(dǎo)期限。陳年來等（2010）用 BTH、SA和納米硅（SiO2）處理甜瓜幼苗，研究了白粉病抗性及葉片富含羥脯氨酸糖蛋白（HRGP）和木質(zhì)素含量，研究結(jié)果證明防衛(wèi)酶增強(qiáng)表達(dá)是植物系統(tǒng)獲得抗性的基本特征之一，但不同誘導(dǎo)劑處理后相同植物的防衛(wèi)酶表達(dá)時(shí)間、活性強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間有所不同，關(guān)于系統(tǒng)獲得抗性和防衛(wèi)酶的內(nèi)在關(guān)系仍然缺乏足夠的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（張欣 等，2000）。本試驗(yàn)擬通過討論化學(xué)誘導(dǎo)物處理后甜瓜葉組織防衛(wèi)酶活性變化及其與甜瓜白粉病抗性誘導(dǎo)效果的關(guān)系，進(jìn)一步探討甜瓜白粉病抗性誘導(dǎo)的生化機(jī)制，為植物誘導(dǎo)抗性的應(yīng)用和抗病機(jī)制研究提供更多理論依據(jù)，促進(jìn)誘導(dǎo)抗病性技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試甜瓜（Cucumis meloL.）品種為黃河蜜，種子由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)瓜類研究所提供。種子于2009年春季分3批播種于甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院日光溫室肥力均一的苗床上，培育幼苗期、伸蔓期和幼果期3個(gè)生育期的甜瓜材料。每個(gè)生育期的甜瓜共30株，設(shè)3次重復(fù)，每重復(fù)10株。甜瓜白粉菌（Erysiphe cucurbitacearum）采自當(dāng)年日光溫室自然發(fā)病的甜瓜植株，在溫室甜瓜黃河蜜上回接培養(yǎng)備用。BTH由澳大利亞悉尼大學(xué)提供。

1.2 誘導(dǎo)與接種

選取葉齡相同的幼苗期、伸蔓期和幼果期甜瓜各 20片葉，在晴天的傍晚用預(yù)備試驗(yàn)篩選濃度0.25 mmol·mL-1BTH進(jìn)行涂抹處理。幼苗期材料選取第1和第2片真葉，伸蔓期材料選取第4和第5片真葉，幼果期材料每株隨機(jī)選取3個(gè)子蔓，每個(gè)子蔓上選取從頂部倒數(shù)第3、第4片真葉（正數(shù)為第10片葉），用標(biāo)記簽進(jìn)行標(biāo)記以備接種。誘導(dǎo)處理后第3天全株接種白粉菌，接種前一天將繁殖菌源的甜瓜葉片上的白粉菌老孢子彈掉，接種時(shí)用毛筆輕輕地將白粉菌孢子刷入盛有清水的燒杯中，用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)配成孢子濃度為 3×104個(gè)·ML-1的孢子懸浮液進(jìn)行噴霧接種。

1.3 誘導(dǎo)防病效果調(diào)查

接種后第 6天（對(duì)照植株普遍發(fā)病），按照方中達(dá)（1998）的方法調(diào)查所選植株發(fā)病嚴(yán)重程度，計(jì)算病葉率、病情指數(shù)及誘導(dǎo)防病效果。

1.4 酶活性的測(cè)定

于BTH處理前和處理后3﹑6﹑9、12 d，摘取各處理植株標(biāo)記葉10片，液氮速凍，測(cè)定酶活性。GLU活性測(cè)定參照李學(xué)文等（2004）的方法；苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性測(cè)定參照李合生（2000）的方法。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS10軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 BTH的誘導(dǎo)防病效果

研究結(jié)果表明，3個(gè)生育期甜瓜 BTH誘導(dǎo)植株病情指數(shù)均低于對(duì)照（表1），表明BTH對(duì)3個(gè)生育期甜瓜都有誘導(dǎo)防病作用。3個(gè)生育期對(duì)照植株的病情指數(shù)之間無顯著性差異，而經(jīng)BTH處理后，幼苗期和伸蔓期甜瓜植株病情指數(shù)均顯著低于幼果期，表明BTH對(duì)不同生育期植株的誘導(dǎo)防病效果存在一定的差異，對(duì)幼苗期和伸蔓期甜瓜植株的誘導(dǎo)防病效果高于幼果期。

表1 BTH處理對(duì)不同生育期甜瓜誘導(dǎo)防病效果

2.2 BTH誘導(dǎo)后GLU活性的變化

由圖1可知，3個(gè)生育期甜瓜BTH誘導(dǎo)+接種植株與對(duì)照只接種植株相比，前者葉片中GLU活性在接種后第6天達(dá)到了高峰，而后者在接種后第9天出現(xiàn)了高峰，且前者的峰值較后者大，表明3個(gè)生育期甜瓜都可通過BTH誘導(dǎo)來提高GLU活性；3個(gè)生育期甜瓜相比，經(jīng)BTH誘導(dǎo)后，幼苗期植株葉片中GLU活性在接種后增幅最大，伸蔓期次之，幼果期最??；而只接種的植株GLU活性增幅差異不大。

2.3 BTH誘導(dǎo)后PAL活性的變化

BTH誘導(dǎo)對(duì)3個(gè)生育期甜瓜葉片中PAL活性的影響如圖2所示。3個(gè)生育期甜瓜BTH誘導(dǎo)+接種植株與對(duì)照只接種植株葉片中的PAL活性變化相似。從幼苗期、伸蔓期到幼果期，隨著苗齡的增大，葉片中PAL活性高峰出現(xiàn)的時(shí)間不斷推遲；BTH誘導(dǎo)+接種植株與對(duì)照只接種植株相比，3個(gè)生育期的甜瓜植株都表現(xiàn)出前者的PAL活性高峰出現(xiàn)較早，增幅較大的現(xiàn)象。

圖1 BTH誘導(dǎo)+接種對(duì)不同生育期甜瓜GLU活性的影響

圖2 BTH誘導(dǎo)+接種對(duì)不同生育期 甜瓜PAL活性的影響

3 結(jié)論與討論

王偉等（2000）研究發(fā)現(xiàn)，BTH對(duì)厚皮甜瓜玉金香進(jìn)行采前噴霧處理不但能有效防治甜瓜白粉病和細(xì)菌性角斑病，還能降低采后病害的發(fā)生率。另外采收前7 d用激發(fā)子處理后，葡萄果皮PAL活性顯著增強(qiáng)，貯藏期發(fā)病率明顯降低（關(guān)文強(qiáng) 等，2005）。本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)甜瓜誘導(dǎo)處理的抗病效果也和葉片PAL活性變化有關(guān)，GLU可以通過水解病原菌細(xì)胞壁的方式直接抑制真菌的生長。陳年來等（2010）用白粉菌侵染和 BTH、SA誘導(dǎo)處理均可以誘導(dǎo)甜瓜植株系統(tǒng)積累HRGP和木質(zhì)素，說明BTH和SA處理后甜瓜幼苗對(duì)白粉病抗性的提高與葉細(xì)胞中這兩種抗性物質(zhì)的產(chǎn)生有關(guān)。侯琿等（2006）研究結(jié)果表明，BTH與SA誘導(dǎo)劑處理甜瓜不僅用量少，持久期長，而且供試濃度在植株體外均無抑菌作用，可有效誘導(dǎo)甜瓜植株產(chǎn)生系統(tǒng)獲得抗性。本試驗(yàn)BTH誘導(dǎo)劑對(duì)甜瓜白粉病抗性的誘導(dǎo)效果整體上與GLU活性呈正線性關(guān)系。噴施從山藥中提取的幾丁質(zhì)酶（CHI）和GLU，可控制草莓白粉病達(dá)14 d以上（Shuji et al.，2003）。本試驗(yàn)BTH誘導(dǎo)劑處理不同生育期甜瓜葉片3 d后接種白粉菌，幼果期甜瓜植株葉片中GLU活性增幅較小，PAL活性增長較緩慢，相應(yīng)的病情指數(shù)也較幼苗期和伸蔓期植株顯著增大，表明BTH誘導(dǎo)劑處理對(duì)甜瓜白粉病抗性的系統(tǒng)誘導(dǎo)與植物防衛(wèi)酶有關(guān)，防衛(wèi)酶活性增強(qiáng)是誘導(dǎo)處理甜瓜系統(tǒng)獲得對(duì)白粉病抗性的重要生化機(jī)制。這可能是隨著植株苗齡的不斷增大，植物對(duì)外界刺激的應(yīng)答機(jī)制啟動(dòng)較緩所致。BTH處理雖然也能激活幼果期甜瓜植株中與抗病相關(guān)的基因，但基因表達(dá)的產(chǎn)物還不足以大幅度減緩和殺死病原菌。在幼果期甜瓜植株上增加噴施誘導(dǎo)劑的葉片數(shù)或增加誘導(dǎo)和接種的時(shí)間間隔，可能會(huì)解決這一問題。幼果期植株表現(xiàn)的這種應(yīng)答遲滯性還需進(jìn)一步研究。

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