何九軍　(隴南師范高等?？茖W(xué)校農(nóng)林技術(shù)學(xué)院,甘肅成縣 742500)

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半夏莖腐病原菌對(duì)西和半夏幼苗葉片生理特性的影響

何九軍(隴南師范高等?？茖W(xué)校農(nóng)林技術(shù)學(xué)院,甘肅成縣 742500)

半夏[Pinelliaternata(Thunb.)Breit.]為天南星科半夏屬多年生草本植物，其塊莖可入藥，是一種重要的藥用植物[1-2]，也是我國(guó)重要的出口創(chuàng)匯藥材[3]，主產(chǎn)于甘肅、四川、湖北、山西等地，以甘肅隴南西和的質(zhì)量最好，西和縣為我國(guó)半夏之鄉(xiāng)，西和縣所產(chǎn)半夏顆粒大、形狀好、顏色白、性粒足，被作為一種較為昂貴的中藥材。近年來(lái)，由于價(jià)格上漲，半夏在種植和栽培過(guò)程中出現(xiàn)品質(zhì)下降，影響了西和半夏在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。近年來(lái)隨著半夏人工栽培，使得產(chǎn)道地土壤理化性質(zhì)遭到了破壞，進(jìn)而引發(fā)病蟲害，造成半夏產(chǎn)量減少、質(zhì)量變低，影響了西和半夏規(guī)?；N植。目前已報(bào)道的半夏致病病原菌主要有莖腐病，可導(dǎo)致半夏莖發(fā)生腐爛，影響對(duì)礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸，導(dǎo)致植株枯萎、葉片發(fā)黃、光合作用受阻，甚至整個(gè)植株死亡。該病原菌會(huì)隨著土壤、水流向周圍環(huán)境擴(kuò)散蔓延，因此田間一旦有植株感病，就會(huì)引起整塊地的半夏都會(huì)染病，最終導(dǎo)致產(chǎn)量下降[4]。莖腐病原菌是尖孢鐮刀菌(F.oxysporum)，目前關(guān)于其對(duì)半夏產(chǎn)生侵害的生理學(xué)機(jī)制的研究報(bào)道較少。鑒于此，筆者研究了半夏莖腐病原菌對(duì)半夏幼苗葉片生理特性的影響，旨在為防治半夏莖腐病提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料致病旱半夏采自甘肅省西和縣十里鄉(xiāng)避風(fēng)村大田，用PDA培養(yǎng)基進(jìn)行無(wú)菌培養(yǎng)，分離純化；供試旱半夏種子由西和縣農(nóng)技中心提供。

1.2方法

1.2.1半夏莖腐病原菌種的培養(yǎng)。采摘新鮮患病半夏種子，先用清水沖洗干凈，然后用無(wú)菌水清洗5～6次，再用0.1% HgCl2消毒10 min左右后取出半夏種子，最后用蒸餾水清洗5～6次后再用無(wú)菌水浸泡15 min左右，制備浸泡液，以備接種用。然后對(duì)PDA培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌處理，將浸泡液吸入移液管，再接入培養(yǎng)基中，放入25 ℃光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)，然后挑離培養(yǎng)的孢子純化菌種[5]，培養(yǎng)備用。

1.2.2半夏莖腐病原菌對(duì)半夏種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的處理。選取子粒飽滿且無(wú)蟲害的半夏種子，分別用純化的半夏莖腐病原菌懸浮液浸泡，懸浮液濃度梯度設(shè)置為1×102、1×104、1×106和1×1010個(gè)/ml，分別配制200 ml各濃度懸浮液，在黑暗條件下浸泡24 h左右，以蒸餾水浸泡的子粒飽滿且無(wú)蟲害的半夏種子為對(duì)照(CK)。自然風(fēng)干，參照韋琦等[6]的小杯法測(cè)定，在10 cm×10 cm×17 cm的花盆底部墊上雙層濾紙，用無(wú)菌處理的沙土進(jìn)行栽培，每盆培養(yǎng)30株受體作物幼苗，分別加入半夏莖腐病原菌上述各濃度梯度懸浮液浸種后的種子，補(bǔ)以蒸餾水，用保鮮膜將花盆封口防止水分蒸發(fā)，將花盆置于25 ℃、光暗周期為12∶12 h的光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，5次重復(fù)，觀察其生長(zhǎng)狀況。

1.2.3滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量和抗氧化系統(tǒng)活性的測(cè)定。培養(yǎng)后第30天，取生長(zhǎng)良好的半夏幼苗植株頂部第2、3 片葉，測(cè)定可溶性還原糖、游離脯氨酸含量和MDA含量[7]；同時(shí)檢測(cè)SOD、POD和CAT的活性[7]。

1.2.4數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用SPSS 17.0軟件。

2結(jié)果與分析

2.1半夏莖腐病原菌的鑒定將病原菌接種到馬鈴薯蔗糖瓊脂培養(yǎng)基(PSA)中央，放在25 ℃光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)，觀察其菌落生長(zhǎng)的特征，并挑取菌絲體制成臨時(shí)裝片，在顯微鏡下觀察孢子的形態(tài)特征，對(duì)孢子的大小依據(jù)顯微計(jì)數(shù)、繪圖，根據(jù)Booth鐮刀菌屬分類系統(tǒng)和Gerlach等的鐮刀菌屬圖文集進(jìn)行種類鑒定[8-9]，確定為尖孢鐮刀菌(F.oxysporum)。

2.2半夏莖腐病原菌對(duì)半夏葉片中葉綠體色素含量的影響葉綠體是植物光合作用的主要場(chǎng)所，其中所含的各種色素承擔(dān)著半夏植株進(jìn)行物質(zhì)合成和能量的轉(zhuǎn)換作用，與植株的生長(zhǎng)有著密切關(guān)系。由表1可知，被半夏莖腐病原菌侵染后的半夏葉片中葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量以及葉綠素(a+b)的總含量與對(duì)照組相比在1×102個(gè)/ml濃度時(shí)最高，說(shuō)明半夏莖腐病原菌感染初期有助于半夏植株的光合作用，最可能的原因是低濃度的病原菌感染反而使半夏抗性增強(qiáng)，光合作用提高；1×104個(gè)/ml濃度組與對(duì)照組相比受半夏莖腐病原菌感染的半夏葉片葉綠素a、葉綠素b以及葉綠素(a+b)的總含量均有顯著降低(P<0.05)；1×106個(gè)/ml濃度組處理后半夏葉片中葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量以及葉綠素(a+b)的總含量與對(duì)照相比均呈極顯著降低(P<0.01)；1×108個(gè)/ml濃度組處理下除類胡蘿卜素含量與對(duì)照相比無(wú)顯著差異(P>0.05)之外其他指標(biāo)與對(duì)照相比都呈極顯著差異(P<0.01)。隨著半夏莖腐病原菌感染孢子濃度的增加，葉綠素a/b的比值與對(duì)照相比都有不斷降低的趨勢(shì)。這是由于半夏莖腐病原菌侵染種子后破壞生理反應(yīng)，阻斷葉綠體色素的合成，影響半夏光合作用的功能，從而影響半夏的生理特性。

表1　不同時(shí)期半夏莖腐病原菌對(duì)半夏葉片中葉綠體色素含量的影響

注：與對(duì)照相比，*表示P<0.05;**表示P<0.01。

2.4半夏莖腐病原菌對(duì)半夏幼苗葉片中SOD、POD和CAT活性的影響由表3可知，半夏莖腐病原菌孢子對(duì)半夏幼苗葉片中SOD、POD 和CAT活性都有明顯影響。隨著孢子濃度梯度的增加，該3種酶的活性都表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，且在1×102個(gè)/ml孢子濃度處理下該3種酶的活性均高于對(duì)照組和其他濃度組，且與對(duì)照組差異顯著；但在高濃度1×108個(gè)/ml孢子濃度處理下該3種酶的活性都明顯降低，且與對(duì)照組差異極顯著。在1×104個(gè)/ml孢子濃度處理下除POD之外，SOD和CAT 2種酶活性與對(duì)照相比都呈顯著差異；在1×106個(gè)/ml孢子濃度處理下除SOD之外，POD和CAT 2種酶活性與對(duì)照相比都呈極顯著差異。

表2　半夏莖腐病原菌對(duì)半夏幼苗葉片中滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

注：與對(duì)照相比，*表示P<0.05;**表示P<0.01。

表3半夏莖腐病原菌對(duì)半夏幼苗葉片中SOD、POD和CAT活性的影響

注：與對(duì)照相比，*表示P<0.05;**表示P<0.01。

3結(jié)論與討論

高堆積的病菌孢子和菌絲入侵破壞了葉片葉綠體的結(jié)構(gòu)，一些光合作用有關(guān)酶的活性受阻，甚至阻礙了葉綠素的合成，導(dǎo)致半夏的光合作用減弱、有機(jī)物的積累減少、半夏的產(chǎn)量降低，甚至?xí)鸢胂乃劳?，其機(jī)制可能是由于菌絲在細(xì)胞局部大量積累，組織中次生代謝產(chǎn)物增加，破壞了葉綠體結(jié)構(gòu)及其功能的表達(dá)。并且堆積越多，還會(huì)影響到呼吸作用，阻礙半夏對(duì)礦質(zhì)元素的吸收，進(jìn)而使葉綠素的合成受阻，使植物不能積累更多的有機(jī)物，植株表現(xiàn)出生長(zhǎng)緩慢、產(chǎn)量降低。因此，研究半夏莖腐病原菌對(duì)半夏種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響可為了解半夏產(chǎn)生侵害的生理機(jī)理和加強(qiáng)半夏莖腐病原菌的防治提供理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李玉先,劉曉東,朱照靜.半夏藥理作用的研究述要[J].遼寧中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2004,11(6):459-460.

[2] 范美華,周吉源.半夏的研究進(jìn)展[J].西北藥學(xué)雜志,2004,19(2):90-92.

[3] 蔣立昶,潘炳文,許衛(wèi)東.半夏高產(chǎn)栽培新技術(shù)[M].濟(jì)南:魯荷新聞出版社,1999.

[3] 葉文斌,樊亮.兩種中草藥水浸液對(duì)小麥條銹病菌的抑制作用研究[J].生物災(zāi)害科學(xué),2012,35(4):373-377.

[4] 曾令祥,楊琳,毛堂芬,等.貴州中藥材半夏塊莖腐爛病田間發(fā)生消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013(1):386-388.

[5] 葉文斌,張和平,樊亮.中草藥蒼耳、黃瑞香水浸液對(duì)小麥條銹病菌的抑制作用[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào),2013，15(1):102-108.

[6] WEI Q,ZENG R S,KONG C H,et al.The isolation and identification of allelochemicals from aerial parts of tropic Ageratum[J].Acta Phytoecologica Sinica,1997,21(4):360-366.

[7] 中國(guó)科學(xué)院上海植物生理研究所,上海市植物生理學(xué)會(huì).現(xiàn)代植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指南[M].北京:科學(xué)出版社，1999：95-96,303,305,127.

[8] BOOTH C.The genusFusarium[M].Kew Surry England:CMI,1971：1-237.

[9] GERLACH W，NIRENBERG H.The genus fusurium-a Pietorial atlas[M].Berlin:Dahlem,1982：345-350.

摘要[目的]探討半夏莖腐病原菌對(duì)半夏產(chǎn)生侵害的生理學(xué)機(jī)制。[方法]采用實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)試驗(yàn)研究了不同濃度的半夏莖腐病原菌孢子對(duì)半夏幼苗葉片生理特性的影響。[結(jié)果]隨著病菌孢子濃度的增加，葉片超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)和過(guò)氧化氫酶(CAT)活性先上升后下降，游離脯氨酸、可溶性糖和丙二醛(MDA)含量呈升高趨勢(shì)，且與對(duì)照相比差異顯著。[結(jié)論]試驗(yàn)結(jié)果為預(yù)防和治理半夏莖腐病提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞半夏莖腐病原菌；半夏；滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)；生理特性

Effect ofF.oxysporumon Physioloyical Character ofPinelliaternata(Thunb.)Breit.

HE Jiu-jun(School of Agriculture and Forestry Technology, Longnan Teachers College, Chengxian, Gansu 742500)

Abstract[Objective] Physiology mechanism of Pinellia ternata(Thunb.)Breit.infected by F.oxysporum was explored.[Method] Effects of different concentrations of F.oxysporum on leaf physioloyical character of Pinellia ternata(Thunb.)Breit.were studied by culture experiment in lab.[Result] With the increase of spores concentration, activities of SOD, POD and CAT of leaf increased firstly and then decreased, free Pro, soluble sugar and MDA content increased, furthermore they had significant difference with that of control.[Conclusion] The results provide theoretical basis for prevention and control of F.oxysporum.

Key wordsF.oxysporum; Pinellia ternata(Thunb.)Breit.; Osmotica; Physioloyical character

收稿日期2015-05-05

作者簡(jiǎn)介何九軍(1977- )，男，甘肅武都人，講師，從事植物資源學(xué)與植物生理生態(tài)研究。

基金項(xiàng)目甘肅省教育廳資助項(xiàng)目(0928B-1)；隴南師范高等?？茖W(xué)校重點(diǎn)項(xiàng)目(2014LSZK01001，2014LSZK01002)。

中圖分類號(hào)S 435.672;Q 945

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2015)18-145-02