石忠強(qiáng),羅 珺,繆???,王柯人,丁雅迪,王宏虬
(1.云南省昆明市富民縣農(nóng)林局,云南 昆明650400;2.云南省昆明市西山區(qū)農(nóng)林局,云南 昆明650118;
3.云南省林業(yè)科學(xué)院,國家林業(yè)局云南珍稀瀕特森林植物保護(hù)和繁育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南省森林植物培育與開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南 昆明650201;4.四川農(nóng)業(yè)大學(xué),四川 雅安625014;5.西南林業(yè)大學(xué),云南 昆明650224)
櫻桃流膠病是櫻桃 (Cerasus pseudocerasus)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的最主要病害,是由葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothoidea)和丁香假單胞菌 (Pesudomonas Syringae)2 種病原菌侵染引起的[1~2]。在櫻桃的主產(chǎn)區(qū),如云南、四川、山東等地均有發(fā)生,發(fā)病率高達(dá)70%以上[3~5]。項(xiàng)目組前期的調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明,云南昆明地區(qū)的櫻桃流膠病發(fā)病率超過80%,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在美國與歐洲等國家也有報(bào)道發(fā)現(xiàn)櫻桃感染流膠?。?~7]。流膠病是櫻桃生產(chǎn)上的主要病害之一,該病多發(fā)生于櫻桃樹的主干和主枝處,主要危害樹體枝干,導(dǎo)致樹勢衰弱,并出現(xiàn)褐色圓形或橢圓形病斑,影響果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)下降[8]。
目前對于流膠病的防治,還沒有從根本上找到有效的防治方法,植物病害誘抗劑的出現(xiàn),為植物病害的防治提供了一條可行途徑[9]。植物病害誘抗劑具有抗病譜廣、持續(xù)時(shí)間長、可控的抗病性表達(dá)時(shí)間和空間等優(yōu)點(diǎn),而且最為重要的是發(fā)現(xiàn)大部分誘抗劑對環(huán)境無污染,利用植物病害誘抗劑來防治植物病害已成為目前的研究熱點(diǎn)[10]。植物的抗病性能來自品種自身的抗性和外界因素的誘導(dǎo),后者即誘導(dǎo)抗性;能夠誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗病性的化學(xué)物質(zhì)稱為植物病害誘抗劑,其本身沒有殺菌的活性,是通過激發(fā)植物的防御機(jī)制而產(chǎn)生抗性[11~12]。目前,植物病害誘抗劑已應(yīng)用于多種植物病害中均取得良好的誘抗效果,如馬鈴薯瘡痂病 (Streptomyces scabies)、黃瓜霜霉病 (Pseudoperonospora cubensis)、甜瓜白粉病 (Erysiphe cucurbitacearum)、小麥白粉病 (Blumeria graminis)、番茄細(xì)菌性斑點(diǎn)病 〔Pseudomonas syringae pv.tomato(Okabe)Young,Dye & Wilkie〕等[11~15]。將植物病害誘抗劑應(yīng)用于櫻桃流膠病的防治中,采用不同的植物病害誘抗劑對櫻桃進(jìn)行誘導(dǎo),篩選出對櫻桃抗流膠病有明顯作用效果的高效特異性植物病害誘抗劑,使櫻桃具備抗病能力,這是解決櫻桃流膠病害問題的有益嘗試,為防治櫻桃流膠病害提供一種新的途徑。目前,有關(guān)針對櫻桃抗流膠病的誘抗劑的研究還鮮見報(bào)道。
本研究采用5種常用的植物病害誘抗劑對櫻桃流膠病進(jìn)行誘抗研究,探索不同誘抗劑對櫻桃的誘抗能力,篩選出相對適用于櫻桃流膠病的誘抗劑,有望為櫻桃流膠病的防治提供一種新型環(huán)保、特異性強(qiáng)的方法。
5種常用的植物病害誘抗劑為:康壯素、烯丙苯噻唑 (PBZ)、有效霉素A(VMA)、苯丙噻重氮(BTH)、水楊酸 (SA)。
在昆明市富民縣、西山區(qū)、安寧市等受到櫻桃流膠病感染的櫻桃生產(chǎn)基地內(nèi)設(shè)置長60 m、寬50 m的10個(gè)試驗(yàn)小區(qū),每試驗(yàn)小區(qū)分為6個(gè)試驗(yàn)組,每組櫻桃30株,面積約為360 m2。
在試驗(yàn)小區(qū)中對每組感病櫻桃分別施用對照(清水)、五種誘抗劑進(jìn)行葉面噴霧;5種誘抗劑均配制 0.25 mmol/L,0.50 mmol/L,0.75 mmol/L,1.00 mmol/L,1.25 mmol/L,1.50 mmol/L 6 個(gè)不同的處理濃度,從中篩選出最適櫻桃流膠病誘抗劑,并進(jìn)一步確定出最佳使用濃度。
處理時(shí)間從2014年1月5日開始到4月25底結(jié)束。每5天進(jìn)行一次葉面噴施,連續(xù)噴施30天。對照組噴施等量清水。于4月25日,測定病斑面積,發(fā)病率,發(fā)病指數(shù)等指標(biāo)。在噴施第30天后,取葉片進(jìn)行相關(guān)生理生化指標(biāo)的分析測定[11]。色素為丙酮提取法,丙二醛 (MDA)為硫代巴比妥酸法,可溶性蛋白含量為考馬斯亮藍(lán)G-250染色法,超氧陰離子自由基含量 (SAFR)為羥胺氧化法,過氧化物酶 (POD)為愈創(chuàng)木酚法,過氧化氫酶 (CAT)為紫處吸收法,多酚氧化酶 (PPO)為比色法,苯丙氨酸解氨酶 (PAL)為脫氨法。
流膠病發(fā)病標(biāo)準(zhǔn)為,0級的枝干樹皮健康,無病斑;1級的枝干樹皮基本健康,有1~2個(gè)零星病斑,病斑面積直徑未超過枝干外徑的1/4;2級的枝干樹皮有3~5個(gè)零星病斑,病斑面積直徑未超過枝干外徑的1/4~1/3;3級的枝干樹皮有5~10個(gè)零星病斑,病斑面積直徑未超過枝干外徑的1/3~1/2;4級的嚴(yán)重感病,病斑在10個(gè)以上,或病斑面積超過枝干外徑的1/2。發(fā)病率、發(fā)病指數(shù)、相對防效的統(tǒng)計(jì)公式參照王宏虬等人統(tǒng)計(jì)公式[11]。防治率 (%)=1-發(fā)病率;校正死亡率(%)=(處理組死亡率-對照組死亡率)/(1-對照組死亡率)。
噴藥3個(gè)月后,5種植物病害誘抗劑在相同處理濃度條件下對櫻桃流膠病具有不同的誘抗效果(表1)。其中,SA、BTH和VMA 3種誘抗劑都對櫻桃流膠病的抗性具有一定的誘抗效果,發(fā)病指數(shù)顯著下降,防治率顯著增加,SA的誘導(dǎo)效果最佳。另外兩種誘抗劑康壯素和PBZ無明顯效果。通過觀察發(fā)現(xiàn):在外施誘抗劑15天后,感病櫻桃的病斑數(shù)不再增加,邊緣固定,病斑由邊緣向中間逐漸硬化,在20天左右漸漸形成隆起的新愈傷組織,30天后逐步愈合。由此,可初步確定為適用于櫻桃流膠病防治的最適誘抗劑為SA,防治率31.7%,防治效果極顯著。
表1 5種誘抗劑對櫻桃流膠病的誘抗效果Tab.1 Effect of the five kinds of inducers on the induced resistance to cherry gummosis
在最適誘抗劑SA不同處理濃度的處理后,其對流膠病的誘抗效果不同 (表2)。SA處理濃度在1.25 mmol/L時(shí),對流膠病的相對防效最高,為53.7%,在相對防治效果無明顯差異的情況下,可初步確定 SA的最適費(fèi)效比使用濃度為1.00 mmol/L,相對防治效果為53.4%,為最佳費(fèi)效比使用濃度。
表2 SA不同濃度處理對櫻桃流膠病誘抗效果Tab.2 The resistance effect of the different concentrations of SA treatment on the induced to cherry gummosis
櫻桃噴施SA(濃度為1.00 mmol/L)后第30天,葉片相關(guān)生理指標(biāo)測定結(jié)果見表3~4。
表3 櫻桃葉片中色素和可溶性蛋白含量變化Tab.3 The content of pigment and soluble protein
表4 櫻桃葉片中SAFR、MDA及相關(guān)酶系活力含量變化Tab.4 The content of SAFR,MDA and related enzymes
從表3和表4可知,最適SA誘抗?jié)舛忍幚砗?,櫻桃葉片中色素 (葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素)、可溶性蛋白的含量、酶活含量 (POD、CAT、PPO和PAL)均顯著高于對照;其SAFR和MDA的含量均顯著低于對照。說明誘抗的處理,可顯著引起櫻桃葉片中的相關(guān)生理指標(biāo)的變化。其中,色素和相關(guān)酶系活力的增加可能是保障較高的光合作用及相關(guān)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,而SAFR和MDA的降低可能是為了清除活性氧物質(zhì)有助于提高對流膠病的抗性。
誘抗劑為小分子有機(jī)化合物類,通過激發(fā)植株本身的抗病性能而發(fā)揮作用,其用量微小、成本低廉、無污染等優(yōu)勢,在推廣中具有較大應(yīng)用價(jià)值[16~17]。經(jīng)過5種誘抗劑處理后,櫻桃流膠病的誘抗效果均不同,初步確定最適誘抗劑為SA;最佳相對防治效果處理濃度為1.25 mmol/L,相對防治效果為53.7%,在相對防治效果無明顯差異的情況下,最佳費(fèi)效比使用濃度為1.00 mmol/L,相對防治效果為53.4%。通過最適誘抗劑SA的處理,櫻桃葉片中SAFR和MDA的含量降低,色素、可溶性蛋白、相關(guān)酶系活力指標(biāo)均顯著增加,這些生理指標(biāo)的變化可能有利于增強(qiáng)櫻桃對流膠病的抗性能力。侯琿等人采用SA對甜瓜 (Cucumis melo)抗白粉病進(jìn)行了誘抗[18],湯曉莉等人[16]和王宏虬[11]等人采用 SA對馬鈴薯 (Solanum tuberorum)瘡痂病進(jìn)行了誘抗,均能顯著提高植物對病害的抗性,且都能引起了相關(guān)生理指標(biāo)的類似變化,進(jìn)一步說明這些指標(biāo)的變化與提高其病害抗性是緊密相關(guān)的。在誘抗劑SA的處理下,通過形態(tài)的觀察發(fā)現(xiàn)櫻桃病斑面積不再增長,邊緣硬化,逐漸愈合。下一步將采取誘抗劑交互處理,以及對感病櫻桃枝條樹皮進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)對照分析,從而進(jìn)一步揭示誘抗劑對櫻桃抗流膠病的誘導(dǎo)效應(yīng)及其作用機(jī)理。
[1]孫 楊,孫玉剛,魏國芹,等.櫻桃流膠病研究進(jìn)展[J].果樹學(xué)報(bào),2014(S1):14-17.
[2]潘鳳榮,張維東,馮宵漢,等.櫻桃流膠病發(fā)生規(guī)律與防治技術(shù)研究[J].北方果樹,2007,28(6):7-9.
[3]Kennelly M M,Cazorla F M,Ramos C,et al.Pseudomonas syringae diseases of fruit trees:progress toward understanding and control[J].Plant Disease,2007,91(1):4-17.
[4]張洪勝,梁玉本,楊傳光.大櫻桃流膠病的病因與防治[J].煙臺果樹,2009,1(105):36-37.
[5]邵云華,李學(xué)良,張 艷,等.劉武生物有機(jī)肥防治櫻桃流膠病試驗(yàn)[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2009(9):54-56.
[6]Marian S,Junichi U,Kensuke M,et al.Hormonal control of gummosis in Rosaceae[J].Journal of Fruit Ornamental Plant Research,2006,14(1):137-144.
[7]Vicente J G ,Roberts S J,Alves J P,et al.Identification and discrimination of Pseudomonas syringae isolates from wild cherry in England[J].European Journal of Plant Pathology,2004,110(4):337-351.
[8]孫 楊,魏國芹,孫玉剛.櫻桃流膠病研究進(jìn)展及防治方法[J].生物災(zāi)害科學(xué),2013,36(2):188-191.
[9]趙繼紅,孫淑君,李建中.植物誘導(dǎo)抗病性與誘抗劑研究進(jìn)展[J].植物保護(hù),2003,29(4):7-10.
[10]徐芬芬,葉利民,夏瑾華.植物導(dǎo)抗病性研究進(jìn)展[J].生物學(xué)教學(xué),2011,36(1):2-3.
[11]王宏虬,繆福軍,李 彪,等.馬鈴薯瘡痂病最適誘抗劑篩選試驗(yàn)[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013,44(7):1125-1129.
[12]李玉紅,程智慧,陳曉光.幾種化學(xué)誘導(dǎo)物對黃瓜幼苗霜霉病的抗性的誘導(dǎo)作用[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2005,21(8):343-345.
[13]王 偉,唐文華,周洪友,等.BTH對厚皮甜瓜抗病性的誘導(dǎo)作用研究[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2000,5(5):48-53.
[14]黃雪玲,黃麗麗,康振生,等.BTH對小麥產(chǎn)生白粉病抗性的誘導(dǎo)作用[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào),2005,33(8):78-80.
[15]李春游,袁麗君,謝芳芹,等.BTH對番茄抗病性的誘導(dǎo)作用研究[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué),2003(增刊):1-2.
[16]湯曉莉,薛紅芬,鄧國賓,等.水楊酸誘導(dǎo)馬鈴薯瘡痂病抗性的生理機(jī)制研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2010,23(6):1851-1854.
[17]Catinot J,Buchala A,Mansour E A,et al.Salicylic acid production in response to biotic and abiotic stress depends on isochorism ate in Nicotiana benthamiana[J].FEBS Lett,2008,582(4):473-478.
[18]侯 琿,朱建蘭,周紅平,等.BTH和水楊酸(SA)對甜瓜抗白粉病的誘導(dǎo)作用[J].果樹學(xué)報(bào),2006,23(5):736-739.