殼寡糖誘導菜薹對立枯病的抗性研究

時間:2020-12-08 14:02:54

      土傳立枯病又稱“死苗”,主要由立枯絲核菌侵染引起,在全國各地均有不同度發生。立枯絲核菌寄主范圍廣,可侵染茄科、葫科、豆科、十字花科等160多種植物。由于缺乏高效的抗病品種和有效的防治措施,立枯病嚴重危害多種蔬菜及農作物的生產。

      菜薹,又名菜心,是十字花科蕓薹屬中以花薹為產品的一種蔬菜,是我國的特產蔬菜是華南地區栽培規模最大的蔬菜之一,在周年供應及出口創匯中起著舉足輕重的作用。由于菜薹生長周期短,復種指數高,田間立枯病的發病率越來越高,已嚴重影響菜心的產量和品質。

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       殼寡糖是一種安全環保的新型寡糖類抗病誘導劑,由2~10個氨基葡糖通過β-1,4-糖苷鍵連接而成的低聚糖,具有多種生物學活性。業已證明,它是一種有效的植物誘抗激發子,在植物病害防治上具有抑制病原菌的侵染、誘導植保素生成和激發植物自生抗性等作用,已在防治植物病害方面顯示出巨大的潛力。

       殼寡糖作為抗性誘導信號因子對菜薹的產量沒有直接的影響,但在植株感病的情況下,0.4 mg/L低濃度的殼寡糖能夠提高菜薹植株對立枯絲核菌的抗性,降低發病率,減少由于病害造成的產量下降或損失,提高菜薹產量。

       激發子處理植物會產生一系列防御反應,包括細胞壁的加強、植保素的合成、分解酶的產生和PR蛋白的誘導等,這些反應與防御基因的表達有密切的關系。防御基因表達產物直接參加對病原物侵染及致病作用的抵抗活動,如PR蛋白中的幾丁質酶和β-1,3葡聚糖酶。

       本研究表明:殼寡糖和立枯絲核菌均能快速地誘導菜薹植株葉片內幾丁質酶和β-1,3葡聚糖酶活性的升高,殼寡糖處理和立枯絲核菌具有協同效應,殼寡糖處理進一步加強了立枯絲核菌對2種防御酶活性的誘導作用,從而提高植株的抗病性,抑制病害的發生。

      值得指出的是,殼寡糖對2種防御酶活性誘導的加強作用主要表現在接種6天內,接種后期,單獨接種和殼寡糖處理接種植株葉片防御酶活性相對穩定且兩者間無顯著差異。植物激素與病原菌的致病程度、寄主的癥狀表現密切相關。

       此外,殼寡糖處理和立枯絲核菌接種干擾了菜薹體內內源激素的含量水平,不但可以誘導菜薹體內內源激素水平的升高,而且還可以有效地調節各種內源激素之間的比例,維持適宜的動態平衡,從而提高植株的抗病性能,降低病害的發生。

     綜上所述,適宜濃度的殼寡糖可誘導菜薹對立枯病的系統抗性,降低病害的發生。立枯絲核菌侵染后,菜薹葉片中病情相關蛋白幾丁質酶和β-1,3葡聚糖酶活性迅速升高,隨后內源激素乙烯、IAA和ABA含量也顯著升高,外源殼寡糖進一步增強了立枯絲核菌對防御酶活性及內源激素的誘導作用,從而提高了植株的抗病性,抑制病害的發生。


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