羅軍 楊蓉 黃蕾蕾 唐秀梅 王孝源 劉鵬 朱森林 邢承華
摘要:【目的】明確2種木霉對萵苣菌核病的防效差異,為揭示木霉菌的作用機(jī)理及應(yīng)用于萵苣菌核病防治提供科學(xué)依據(jù)。【方法】在單因素試驗基礎(chǔ)上,采用響應(yīng)面法進(jìn)行木霉固體發(fā)酵條件優(yōu)化試驗,獲得2種木霉(棘孢木霉和深綠木霉)的最佳發(fā)酵優(yōu)化條件;以碧玉萵筍為材料,進(jìn)行盆栽萵筍灌根接種木霉發(fā)酵液和核盤菌懸浮液處理(處理1:棘孢木霉+核盤菌;處理2:深綠木霉+核盤菌;處理3:核盤菌;處理4:50%多菌靈可濕性粉劑800倍液+核盤菌;處理5:無菌水),觀察萵苣生長情況,并分別于接種后第3、6、9、12和15 d測定萵筍葉片抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)]活性、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)及葉綠素含量?!窘Y(jié)果】2種木霉發(fā)酵液均能在一定程度上減輕核盤菌對萵苣的侵害,提高植物抗氧化酶活性,其中深綠木霉處理下萵苣葉片的SOD、POD和CAT活性更高,與無菌水處理相比,接種后12 d達(dá)最大增長率,分別為85.32%、78.05%和43.50%;與核盤菌處理相比,棘孢木霉和深綠木霉處理的MDA、Pro含量明顯下降,最大降幅分別為17.16%、28.41%和29.48%、30.44%;木霉能有效抵御核盤菌對植物造成的侵害,其中深綠木霉的促進(jìn)作用更明顯,處理后6~15 d的葉綠素含量顯著高于棘孢木霉處理(P<0.05,下同),最高為刺孢木霉處理組的1.112倍;木霉處理后可降低菌核病的發(fā)病程度,對萵苣菌核病具有較好防治效果,其中深綠木霉的防效達(dá)71.66%,顯著高于棘孢木霉和多菌靈處理組?!窘Y(jié)論】棘孢木霉和深綠木霉對核盤菌均具有明顯的拮抗作用,可在一定程度上防治萵苣菌核病,其中深綠木霉的防治效果更佳,可將其應(yīng)用于萵苣菌核病的防治以提高萵苣產(chǎn)量和品質(zhì),同時可減少化學(xué)防治對環(huán)境造成的破壞。
關(guān)鍵詞: 木霉;深綠木霉;萵苣;菌核病;生物防治
中圖分類號: S436.36 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號:2095-1191(2020)12-2962-09
Abstract:【Objective】To explore the effects of two Trichoderma strains on Sclerotinia sclerotiorum on lettuce and provide scientific basis for revealing the mechanism of Trichoderma and its application in S. sclerotiorum control. 【Me-thod】Response surface methodology was used to optimize the solid-state fermentation conditions of Trichoderma based on single factor experiment, and the optimal fermentation conditions of two kinds of Trichoderma(T. asperellum and T. atroviride) were obtained. Jasper lettuce was used as material to treat the root of lettuce by inoculating Trichoderma fermentation broth and S. sclerotiorum suspension(Treatment 1: T. asperellum+S. sclerotiorum; Treatment 2: T. atroviride+S. sclerotiorum; Treatment 3: S. sclerotiorum; Treatment 4: 50% carbendazim WP 800 times liquid spray+S. sclerotiorum; Treatment 5: sterile water). The growth of lettuce was observed, and the activities of antioxidant enzymes [superoxide dismutase(SOD), peroxidase(POD) and catalase(CAT)], malondialdehyde(MDA), proline(Pro) and chlorophyll contents in lettuce leaves were measured on the day 3, 6, 9, 12 and 15 after inoculation. 【Result】The two kinds of Trichoderma fermentation liquid could reduce the damage of S. sclerotiorum to lettuce to a certain extent, and improve the activity of antioxidant enzymes. Among them, the activity of SOD, POD and CAT reached the maximum growth rate after the treatment of T. atroviride, which were 85.32%, 78.05% and 43.50% respectively. Compared with S. sclerotiorum group, MDA and Pro content decreased significantly in T. asperellum and T. atroviride groups, with the largest decrease of 17.16%, 28.41% and 29.48%, 30.44% respectively. Trichoderma could effectively resist the damage of S. sclerotiorum to plants, and the effect of T. atroviride was more obvious. The chlorophyll content of 6-15 d after treatment was significantly higher than that of T. asperellum group(P<0.05, the same below), and the maximum growth rate was? as 1.112 times as that in T. asperellum. Trichoderma treatment could reduce the incidence of S. sclerotiorum, and had fine control effect on lettuce S. sclerotiorum. Among them, the control effect of T. atroviride was 71.66%, which was significantly higher than that in T. asperellum and carbendazim groups. 【Conclusion】Both T. asperellum and T. atroviride have obvious antagonistic effect on S. sclerotiorum, and can control S. sclerotiorum of lettuce to a certain extent. T. atroviride has better control effect, and can be applied to control the lettuce S. sclerotiorum to improve the yield and quality of lettuce, and redu-cing environmental damage through chemical control.
Key words: Trichoderma; Trichoderma atroviride; lettuce; Sclerotinia sclerotiorum; biological control
Foundation item: Basic Public Welfare Research Project of Zhejiang(LGN19C140003, LGN18C140006)
0 引言
【研究意義】萵苣(Lactuca sativa)為菊科(Compositae)萵苣屬(Lactuca)1~2年生草本植物,作為一種常見蔬菜在我國各地普遍栽培,其地上與地下部分均具有極高的食用和藥用價值。近年來,由于農(nóng)作物種植密度增大、結(jié)構(gòu)趨向單一及病原拮抗菌減少等原因,萵苣菌核病等蔬菜土傳病害愈發(fā)嚴(yán)重。萵苣菌核病是由核盤菌(Sclerotinia sclerotiorum)引起的常發(fā)性病害,核盤菌寄主范圍廣,可通過分泌草酸和植物細(xì)胞壁降解酶類等侵害植物組織(李雙勝,2013),對萵苣的產(chǎn)量和品質(zhì)造成極大影響。已有研究證明,木霉(Trichoderma)是一類環(huán)境友好型的生防真菌,可引發(fā)植物體內(nèi)免疫相關(guān)酶類基因表達(dá)上調(diào)或激活免疫相關(guān)信號通路以增強(qiáng)寄主植物對病原菌的抗性(Nagaraju et al.,2012)。因此,探索不同木霉對萵苣菌核病的防治效果,對進(jìn)一步探明萵苣菌核病致病機(jī)理及提高萵苣產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要意義?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前,國內(nèi)外已有將木霉應(yīng)用于植物病害防治的相關(guān)報道,主要是針對黃瓜枯萎?。ü茸婷舻龋?015)、番茄灰霉?。ɡ罴o(jì)順等,2018)、水稻紋枯?。⊿wain et al.,2018)、辣椒疫?。ㄈ~旻碩等,2019)和煙草黑脛病(Phytophthoranicotianae breda)(宋玉娟等,2020)等植物病害開展研究。不同木霉對各種植物土傳病害的防治效果不一,研究發(fā)現(xiàn)長柄木霉(T. longbrachiatum)對煙草黑脛病的相對防效為69.3%(張良等,2013),黃綠木霉(T. aureoviride)T1010對花生根腐病的防病效果在73.79%以上(陳建愛等,2018)。可見,木霉具有較高的生物防治價值,但不同木霉對不同植物病害的防治效果存在差異??祻┢降龋?017)發(fā)現(xiàn)擬康寧木霉(T. koningiopsis)可通過重寄生作用產(chǎn)生抗菌類代謝產(chǎn)物,消解花生核盤菌菌絲,抑制菌核形成,進(jìn)而對花生菌核病產(chǎn)生拮抗作用。梁巧蘭等(2017)對木霉蛋白質(zhì)進(jìn)行探究,發(fā)現(xiàn)深綠木霉T2中的蛋白質(zhì)類物質(zhì)TraT2A可激發(fā)百合對灰霉病的抗性,提高苯丙氨酸酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)等防御酶活性,對百合灰霉病表現(xiàn)出較強(qiáng)的防治效果。覃柳燕等(2017)研究表明,棘孢木霉(T. asperellum)菌株P(guān)Z6能通過提高香蕉葉SOD和過氧化氫酶(CAT)活性來清除活性氧,減輕細(xì)胞損害程度,從而增強(qiáng)香蕉植株的防病能力。趙興麗等(2020)通過平板拮抗試驗和溫室盆栽試驗,發(fā)現(xiàn)鉤狀木霉(T. hamatum)在辣椒根際定殖過程中對辣椒疫病具有生物防治作用,防治效果為53.33%?!颈狙芯壳腥朦c】運(yùn)用木霉菌防治植物土傳病害已成為當(dāng)前的研究熱點,但關(guān)于木霉防治萵苣菌核病的探究甚少,且缺乏對比不同木霉對萵苣菌核病防效差異及應(yīng)用的相關(guān)報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】在單因素試驗基礎(chǔ)上,采用響應(yīng)面法進(jìn)行木霉固體發(fā)酵條件優(yōu)化試驗,獲得2種木霉的最佳發(fā)酵優(yōu)化條件,結(jié)合盆栽試驗進(jìn)行木霉灌根接種處理,觀察萵苣生長情況,并測定萵苣葉片的抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)及葉綠素含量等生理指標(biāo),以明確2種木霉對萵苣菌核病的防效差異,旨在獲得對菌核病防治效果較好的木霉菌,為采用生物法防治萵苣菌核病提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1. 1 試驗材料
供試萵苣品種為碧玉萵筍,種子由重慶科光種苗有限公司提供。供試培養(yǎng)基:馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)。供試菌株:選取來自于中國農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心的深綠木霉(T.atroviride,編號ACCC33804)、棘孢木霉(T. asperellum,編號ACCC 31650)和核盤菌(S. sclerotiorum,編號ACCC36453)。
1. 2 試驗方法
1. 2. 1 試驗設(shè)計 試驗于2018年11月—2019年9月在浙江金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院進(jìn)行。先用清水浸泡種子8 h,再將種子放入冰箱冷藏室,4 ℃下冷藏72 h,然后取出種子放在蔭涼潮濕處催芽。種子催芽后進(jìn)行土培(5粒/盆),待萵苣苗長出4片真葉后,挑選長勢較一致的苗株,灌根接種木霉發(fā)酵液和核盤菌懸浮液,設(shè)5個處理:(1)棘孢木霉+核盤菌;(2)深綠木霉+核盤菌;(3)核盤菌;(4)50%多菌靈可濕性粉劑800倍液+核盤菌;(5)無菌水(空白對照,CK)。每處理3個重復(fù)。試驗在25 ℃、16 h光照的溫室中進(jìn)行。
1. 2. 2 單因素試驗 分別以固基比(玉米渣∶麥麩)、透氣性(紗布層數(shù))、含水量和接種量4個因素進(jìn)行單因素試驗,探究同一因素不同梯度下木霉產(chǎn)孢量的差別。各因素水平見表1。
1. 2. 3 響應(yīng)面試驗 在單因素試驗的基礎(chǔ)上,以木霉在不同發(fā)酵條件下孢子的產(chǎn)量為響應(yīng)值,以固基比、透氣性、含水量和接種量為4個主要因素,采用Box-Behnken中心組合設(shè)計試驗,對發(fā)酵培養(yǎng)條件的參數(shù)進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化,從而獲得最佳發(fā)酵優(yōu)化條件。
1. 2. 4 測定項目及方法 接種后3、6、9、12和15 d,各處理采集等量萵苣葉片樣品于液氮中保存,分別采用NBT光化還原法(屠潔等,2003)、愈創(chuàng)木酚法(趙煬等,2015)和Na2S2O3滴定法(李小方和張志良,2016)測定抗氧化酶SOD、POD和CAT活性;采用硫代巴比妥酸法(Anantharaman et al.,2017)測定萵苣MDA含量;采用茚三酮顯色法(楊敏文,2002)測定Pro含量;采用乙醇提取比色法(Batista et al.,2019)測定葉綠素含量。
最大增長率(%)=(木霉處理組-同周期無菌水對照組)/無菌水對照組×100
最大降幅(%)=(核盤菌處理組-同周期木霉處理組)/核盤菌處理組×100
1. 2. 5 木霉菌對萵苣菌核病病情指數(shù)和防治效果試驗 在病情基本穩(wěn)定后測定病株率與嚴(yán)重度,計算病株率、病情指數(shù)和相對防效。參照孫葉爍等(2019)的標(biāo)準(zhǔn)記載病情:0級,無病;1級,輕微發(fā)病,病斑長度0~0.8 cm;3級,輕度發(fā)病,病斑長度0.9~1.6 cm;5級,中等發(fā)病,病斑長度1.7~2.4 cm;7級,高度發(fā)病,病斑長度2.5~3.2 cm;9級,嚴(yán)重發(fā)病,病斑長度大于3.3 cm。
病情指數(shù)=∑(病級數(shù)×該病級發(fā)病株數(shù))/(最高發(fā)病級數(shù)×總調(diào)查株樹)×100
防治效果(%)=(對照區(qū)病情指數(shù)-處理區(qū)病情指數(shù))/對照區(qū)病情指數(shù)×100
1. 3 統(tǒng)計分析
運(yùn)用Design Expert 8.0.6對木霉最佳培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化并制作3D Surface圖。用SPSS 21.0和Excel 2016分析,計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤,以單因素方差分析法和Duncans新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析,并用Origin 8.5制圖。
2 結(jié)果與分析
2. 1 單因素試驗結(jié)果
試驗結(jié)果(表2和表3)表明,2種木霉均以固基比(玉米渣∶麥麩)=2∶1時的產(chǎn)孢效果最好;隨著含水量的增加,2種木霉的產(chǎn)孢量均呈先增加后下降的變化趨勢,當(dāng)含水量達(dá)50%后產(chǎn)孢量開始下降,說明當(dāng)環(huán)境達(dá)一定濕度后會抑制木霉菌絲的正常生長;棘孢木霉和深綠木霉分別在接種量為30和40 μL時的產(chǎn)孢效果最好;當(dāng)紗布層數(shù)為6層時最有利于木霉的生長。
2. 2 2種木霉響應(yīng)面條件優(yōu)化結(jié)果
通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合,建立固基比(X1)、含水量(X2)、接種量(X3)和透氣性(X4)與木霉產(chǎn)孢量(Y)的二次回歸模擬方程:棘孢木霉產(chǎn)孢量Y=(20.00+2.488X1-5.200X2-0.6046X3-1.842X4-6.625 X1X2-0.2625X1X3-0.7000X1X4+1.500X2X3+5.125X2X4-0.04875X3X4-7.825X12-4.431X22-11.21X32-9.618X42)×1010;深綠木霉產(chǎn)孢量Y=(30.00+0.5052X1-0.66488X2-0.6242X3-0.1570X4-1.492X1X2+0.01425X1X3+0.0335 X1X4-0.08325X2X3-0.5250X2X4-0.7525X3X4-1.494X12-1.4431X22-1.474X32-1.440X42)×109。
從響應(yīng)面回歸系數(shù)顯著性分析結(jié)果可知,各因素對棘孢木霉產(chǎn)孢量的影響排序為X2(含水量)>X1(固基比)>X4(透氣性)>X3(接種量),對深綠木霉產(chǎn)孢量的影響排序為X2(含水量)>X3(接種量)>X1(固基比)>X4(透氣性)。通過三維響應(yīng)面圖(圖1和圖2)分析可知棘孢木霉4種影響因素固基比、含水量、透氣性和接種量的優(yōu)化值分別為:5∶2、40%、6層和30 μL,深綠木霉4種影響因素的優(yōu)化值分別為:2∶1、45%、6層和40 μL。在最佳發(fā)酵條件下,棘孢木霉的產(chǎn)孢量為3×1011 CFU/mL,深綠木霉的產(chǎn)孢量為3×1010 CFU/mL,與預(yù)測值吻合較好,說明采用響應(yīng)面法優(yōu)化木霉產(chǎn)孢量有效。
2. 3 2種木霉對萵苣葉片抗氧化酶活性的影響
抗氧化酶具有保護(hù)植物免受氧化傷害的作用,與植物抗逆性密切相關(guān)。由圖3可知,木霉處理組(處理1和處理2)的SOD、POD和CAT活性均呈先上升后略微下降的變化趨勢,最終抗氧化酶活性均保持在高于多菌靈處理組的水平。2種木霉對萵苣葉片抗氧化酶活性的影響程度存在一定差異,深綠木霉處理下萵苣葉片的SOD、POD和CAT活性更高,與無菌水處理組比較,抗氧化酶活性在接種后12 d達(dá)最大增長率,分別為85.32%、78.05%和43.50%。可見,深綠木霉可較好地激活植物的抗氧化酶系統(tǒng),在一定程度上緩解氧化損傷。
2. 4 2種木霉對萵苣葉片MDA含量的影響
MDA是膜脂過氧化的主要產(chǎn)物,其含量可反映膜結(jié)構(gòu)受害程度及機(jī)體的自我修復(fù)能力(Cao et al.,2019)。由圖4可知,棘孢木霉處理組的MDA含量呈先降后升的變化趨勢,與同周期核盤菌處理組相比,其最大降幅為17.16%,深綠木霉處理組的MDA含量顯著低于核盤菌處理組,最大降幅為29.48%。由此可知,木霉處理后可通過減少MDA積累以防止膜脂的過氧化作用。接種一段時間后,深綠木霉處理組的MDA含量明顯低于棘孢木霉和多菌靈處理組,說明深綠木霉對菌核病的防治效果優(yōu)于棘孢木霉和多菌靈。
2. 5 2種木霉對萵苣葉片Pro含量的影響
Pro是調(diào)節(jié)植物細(xì)胞滲透平衡和穩(wěn)定生物大分子結(jié)構(gòu)的一種蛋白質(zhì)組分。從圖5可看出,核盤菌處理組萵苣葉片Pro含量明顯增加,所受脅迫最嚴(yán)重,但木霉處理后Pro含量顯著降低(P<0.05,下同),在一定程度上緩解了核盤菌對萵苣造成的傷害。將2種木霉的處理效果進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),深綠木霉處理組Pro含量在接種后3~15 d均低于棘孢木霉處理組,但差異不顯著(P>0.05),由此可知深綠木霉對核盤菌的拮抗作用較佳。棘孢木霉、深綠木霉和多菌靈3個處理組的Pro含量與核盤菌處理組相比最大降幅分別為 28.41%、30.44%和26.02%??梢?,2種木霉對萵苣菌核病的緩解作用優(yōu)于化學(xué)藥劑。
2. 6 2種木霉對萵苣葉片葉綠素含量的影響
在逆境條件下,葉綠素含量與光合作用的強(qiáng)弱密切相關(guān),可直接反映植物光合生理的情況。由圖6可知,只接種核盤菌處理組的萵苣葉片葉綠素含量隨處理時間的延長不斷下降,推測核盤菌可使葉綠素的合成受阻,進(jìn)而造成萵苣光合作用強(qiáng)度不斷減弱;而木霉處理組的萵苣葉片葉綠素含量呈先下降后上升的變化趨勢,且均顯著高于核盤菌處理組,表明木霉能有效抵御核盤菌對植物造成的侵害。其中,深綠木霉的促進(jìn)作用更明顯,處理后6~15 d深綠木霉處理組的萵苣葉片葉綠素含量均顯著高于棘孢木霉處理組,最高為棘孢木霉處理組的1.112倍,表明不同木霉對植物光合生理的影響具有差異性,且深綠木霉可更好地緩解核盤菌對萵苣光合系統(tǒng)造成的損傷。
2. 7 2種木霉對萵苣菌核病病情指數(shù)和防治效果的影響
由圖7-A可知,各處理病情指數(shù)以核盤菌組最高,深綠木霉最低,其中棘孢木霉和深綠木霉組的病情指數(shù)分別為45.28和23.25,均顯著低于核盤菌處理組和多菌靈處理組,說明木霉處理后可較好地降低菌核病的發(fā)病程度,且木霉的防治效果優(yōu)于多菌靈。2種木霉對萵苣菌核病的防治效果不一,其中深綠木霉的防效高達(dá)71.66%,顯著高于棘孢木霉和多菌靈處理組(圖7-B)。表明木霉可在一定程度上增強(qiáng)萵苣的抗逆性,降低菌核病的發(fā)病率和發(fā)病程度。
3 討論
木霉是自然界廣泛分布的一類生防真菌(Gadhi et al.,2020),大多數(shù)木霉對土傳病原真菌具有廣譜拮抗作用(Salas-Marina et al.,2011)。作為一種重要的生防因子,木霉可激活寄主自身的物理或化學(xué)屏障(Saravanakumar et al.,2016),誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)抗性或局部抗性等發(fā)揮生防作用,從而增強(qiáng)其抗病能力(張春秋等,2018)。植物體內(nèi)的SOD、CAT和POD是細(xì)胞內(nèi)活性氧代謝的主要調(diào)節(jié)酶(李曉曼和王建軍,2019),其主要作用是分解清除因活性氧代謝產(chǎn)生的H2O2,避免超氧自由基對細(xì)胞膜的攻擊(李艷娟等,2017);POD還是木質(zhì)素合成的關(guān)鍵酶之一,其在體內(nèi)的活性變化能反映細(xì)胞受損壞程度(覃柳燕等,2017)。孫冬梅等(2010)在葉面接種大豆菌核病菌后測定相關(guān)酶活性變化,發(fā)現(xiàn)施用木霉拮抗菌劑可促進(jìn)相關(guān)酶活性的提高。本研究結(jié)果表明,核盤菌處理下萵苣的抗氧化酶系統(tǒng)呈先增后減的變化趨勢,說明萵苣受核盤菌侵害后會發(fā)生氧化應(yīng)激和膜脂過氧化反應(yīng),短時間激活植物體內(nèi)抗氧化酶防御系統(tǒng)進(jìn)行抵抗,但長時間下導(dǎo)致細(xì)胞代謝無法正常進(jìn)行。而施加2種木霉后,萵苣葉片的SOD、CAT和POD活性明顯提高,說明木霉可在一定程度上提高萵苣體內(nèi)的抗氧化酶活性,且深綠木霉組的抗氧化酶活性明顯高于棘孢木霉組,深綠木霉在萵苣根部的定殖能更好地增加植物體內(nèi)與防御有關(guān)酶的合成或積累,增強(qiáng)萵苣的抗氧化酶防御系統(tǒng)。
當(dāng)脅迫強(qiáng)度超過植物體內(nèi)抗氧化酶對活性氧自由基的清除能力時即發(fā)生膜脂過氧化,MDA含量會上升(張紅楠等,2018)。本研究結(jié)果顯示,木霉處理后MDA含量明顯降低,伴隨著抗氧化酶活性的增高,說明木霉能激活植物體內(nèi)的抗氧化酶活性,從而引起免疫相關(guān)酶類基因表達(dá)上調(diào),較大程度地減少MDA積累,以防止膜脂過氧化,提高寄主對病原菌的抗性,與Zhang等(2016)、尤佳琪等(2019)發(fā)現(xiàn)木霉拮抗菌劑可提升感染菌核病植物的相關(guān)酶活性來降低MDA含量的結(jié)果一致。而在核盤菌侵害下拮抗菌對萵苣體內(nèi)活性氧清除能力及細(xì)胞膜保護(hù)效應(yīng)會隨時間的延長有所減弱。施加木霉種類的不同對萵苣的抗病響應(yīng)也存在一定差異,接種深綠木霉可更好地增強(qiáng)萵苣的系統(tǒng)抗性,從而抵抗病原菌的侵害。當(dāng)植物發(fā)生膜脂過氧化損傷時,必然引起體內(nèi)滲透系統(tǒng)發(fā)生紊亂,而Pro作為一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),其積累能保持原生質(zhì)體滲透平衡及膜結(jié)構(gòu)完整(Teh et al.,2016;吳雅文等,2018)。從本研究結(jié)果可知,核盤菌侵染下萵苣體內(nèi)Pro含量顯著上升,證實當(dāng)植物受到逆境脅迫時,體內(nèi)的Pro含量急劇增加(韓德鵬等,2019);但接種木霉和多菌靈可降低植物體內(nèi)Pro含量。棘孢木霉和深綠木霉處理組Pro含量與核盤菌組相比最大降幅分別為28.41%和30.44%,均低于多菌靈處理組,說明木霉能有效緩解核盤菌對萵苣的危害,且2種木霉對萵苣菌核病的緩解作用優(yōu)于化學(xué)藥劑,與Shukla等(2014)發(fā)現(xiàn)哈茨木霉可降低萵苣體內(nèi)Pro含量,緩解鹽脅迫的結(jié)論相符??梢?,木霉有助于緩解核盤菌對植物的侵害,維持植物體內(nèi)的滲透平衡,增強(qiáng)植物的抗逆能力。
葉綠素作為綠色植物體內(nèi)最重要的營養(yǎng)色素,其含量與光合作用密切相關(guān),也間接反映了植物抗逆性(Mauro et al.,2011)。Guler等(2016)研究發(fā)現(xiàn)深綠木霉能增加玉米(Zea mays L.)的葉綠素含量,進(jìn)而增強(qiáng)其在逆境下的光合作用。本研究結(jié)果顯示,各木霉處理組的萵苣葉片葉綠素含量顯著增加,說明木霉可提升植物的光合能力,維持光合電子傳遞的正常進(jìn)行(李江鵬等,2019;劉領(lǐng)等,2019)。但2種木霉對萵苣光合作用的影響存在一定差異,其中深綠木霉對萵苣葉綠素含量的促進(jìn)作用更強(qiáng),表明深綠木霉能更好地降低病原菌對光合系統(tǒng)造成的傷害,提高萵苣對不良環(huán)境的適應(yīng)性。
不同木霉對病原菌的防治效果存在差異。李松鵬等(2018)對比了3種木霉對水稻紋枯病的防效,最低和最高防效分別為49.25%和80.60%。王依純等(2019)對3種木霉的抑菌活性及防病效果進(jìn)行初步研究,發(fā)現(xiàn)木霉對黃瓜枯萎病的防效在65%~82%,其中哈茨木霉610的防效最佳。本研究分析了不同處理組萵苣菌核病的病情指數(shù)和防治效果,發(fā)現(xiàn)木霉處理組間的病情指數(shù)存在差異,且均低于多菌靈處理組,其中深綠木霉的防治效果最佳,達(dá)71.66%,說明木霉可對土傳病害進(jìn)行防治,且種類不同,防治能力具有一定差異。
4 結(jié)論
木霉對萵苣核盤菌具有明顯的拮抗作用,其能通過增強(qiáng)萵苣體內(nèi)抗氧化酶活性、增加葉綠素含量及調(diào)節(jié)機(jī)體滲透作用等方式減緩核盤菌對植物造成的危害,從而降低萵苣的發(fā)病率和病情指數(shù)。其中,深綠木霉的防治效果更佳,可將其應(yīng)用于萵苣菌核病的防治以提高萵苣產(chǎn)量和品質(zhì),同時可減少化學(xué)防治對環(huán)境造成的破壞。
參考文獻(xiàn):
陳建愛,陳為京,劉鳳吉. 2018. 黃綠木霉T1010對花生根腐病生防效果研究[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報,27(8):1446-1452. [Chen J A,Chen W J,Liu F J. 2018. Biocontrol effect of Trichoderma aureoviride 1010 on peanut root rot[J]. Ecology and Environmental Sciences,27(8):1446-1452.]
谷祖敏,周飛,畢卉,李寶聚. 2015. 綠色木霉復(fù)配有機(jī)肥的篩選及對黃瓜枯萎病的防治作用[J]. 土壤通報,46(2): 453-457. [Gu Z M,Zhou F,Bi H,Li B J. 2015. Scree-ning organic material mixed with Trichodermaviride and its efficiency control of cucumber Fusarium Wilt[J]. Chinese Journal of Soil Science,46(2): 453-457.]
韓德鵬,劉星月,王馨悅,羅莎,付東輝,周慶紅. 2019. 鋁脅迫對油菜根系形態(tài)和生理指標(biāo)的影響[J]. 核農(nóng)學(xué)報,33(9): 1824-1832. [Han D P,Liu X Y,Wang X Y,Luo S,F(xiàn)u D H,Zhou Q H. 2019. Effects of aluminum stress on morpho-logy parameters of roots and physiological inde-xes in Brassica napus L.[J]. Journal of Nuclear Agricultural Sciences,33(9): 1824-1832.]
康彥平,晏立英,雷永,萬麗云,淮東欣,王志慧,廖伯壽. 2017. 擬康寧木霉對花生菌核病的生防機(jī)制[J]. 中國油料作物學(xué)報,39(6): 842-847. [Kang Y P,Yan L Y,Lei Y,Wan L Y,Huai D X,Wang Z H,Liao B S. 2017. Biocontrol mechanism of Trichoderma koningiopsis against Sclerotinia sclerotiorum in peanut[J]. Chinese Journal of Oil Crop Sciences,39(6): 842-847.]
李紀(jì)順,陳凱,李玲,趙忠娟,楊玉忠,楊合同. 2018. 木霉融合子Tpf-2的定殖及其對番茄防御酶系的影響[J]. 植物保護(hù),44(4): 65-69. [Li J S,Chen K,Li L,Zhao Z J,Yang Y Z,Yang H T. 2018. The rhizosphere soil colonization of Trichoderma fusant Tpf-2 enhances defence enzyme activities against tomato damping-off[J]. Plant Protection,44(4): 65-69.]
李江鵬,劉??。S志午,劉曉英,尤杰,徐志剛. 2019. 光譜對水稻灌漿期劍葉光合及葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊慬J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué),52(16): 2768-2775. [Li J P,Liu H J,Huang Z W,Liu X Y,You J,Xu Z G. 2019. Effects of spectral distribution on photosynthetic and chlorophyll fluorescence characteristics of flag leaves at grain filling stage in rice[J]. Scientia Agricultura Sinica,52(16): 2768-2775.]
李松鵬,崔琳琳,程家森,陳桃,付艷蘋,謝甲濤. 2018. 兩株哈茨木霉菌株防治水稻紋枯病及促進(jìn)水稻生長的潛力研究[J]. 植物病理學(xué)報,48(1): 98-107. [Li S P,Cui L L,Cheng J S,Chen T,F(xiàn)u Y P,Xie J T. 2018. Study on the potential of two strains of Trichoderma harzianum to control rice sheath blight and promote rice growth[J]. Journal of plant pathology,48(1): 98-107.]
李雙勝. 2013. 草酸在核盤菌(Sclerotinia sclerotiorum)與寄主植物互作中的生物學(xué)作用[D]. 杭州: 浙江大學(xué). [Li S S. 2013. The biological function of oxalic acid in the interaction between Sclerotinia sclerotiorum and host plants[D]. Hangzhou: Zhejiang University.]
李小方,張志良. 2016. 植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M]. 第5版. 北京: 高等教育出版社. [Li X F,Zhang Z L. 2016. Experimental guidance of plant physiology[M]. The 5th Edition. Beijing: Higher Education Press.]
李曉曼,王建軍. 2019. 叢枝菌根真菌對鎳脅迫桂花幼苗光合作用及抗氧化酶活性的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),47(21):223-227. [Li X M,Wang J J. 2019. Effects of arbuscular mycorrhizal fungi on photosynthesis and antioxidant enzyme activities of osmanthus seedlings under nickel stress[J]. Jiangsu Agricultural Sciences,47(21):223-227.]
李艷娟,劉博,莊正,尚天赦,劉青青,朱晨曦,王正寧. 2017. 哈茨木霉與綠色木霉對杉木種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,28(9):2961-2966. [Li Y J,Liu B,Zhang Z,Shang T S,Liu Q Q,Zhu C X,Wang Z N. 2017. Effects of Trichoderma hazianum and T. viride on seed germination and seedling growth of Chinese fir[J]. Chinese Journal of Applied Ecology,28(9):2961-2966.]
梁巧蘭,張娜,魏列新,徐秉良. 2017. 深綠木霉蛋白質(zhì)TraT2A誘導(dǎo)蘭州百合抗灰霉病的作用[J]. 中國生物防治學(xué)報,33(4): 545-551. [Liang Q L,Zhang N,Wei L X,Xu B L. 2017. Effect of Trichoderma atroviride proteinaceous TraT2A induced Lanzhou lily Resistant to Gray mold caused by Botrytis cinerea[J]. Chinese Journal of Biological Control,33(4): 545-551.]
劉領(lǐng),李冬,馬宜林,王麗君,趙世民,周俊學(xué),申洪濤,王艷芬. 2019. 外源褪黑素對干旱脅迫下烤煙幼苗生長的緩解效應(yīng)與生理機(jī)制研究[J]. 草業(yè)學(xué)報,28(8): 95-105. [Liu L,Li D,Ma Y L,Wang L J,Zhao S M,Zhou J X,Shen H T,Wang Y F. 2019. Alleviation of drought stress and the physiological mechanisms in tobacco seedlings treated with exogenous melatonin[J]. Acta Prataculturae Sinica,28(8): 95-105.]
覃柳燕,郭成林,黃素梅. 2017. 棘孢木霉菌株P(guān)Z6對香蕉促生效應(yīng)及枯萎病室內(nèi)防效的影響[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報,48(2): 277-283. [Qin L Y,Guo C L,Huang S M. 2017. Growth-promoting effects of Trichoderma asperellum strain PZ6 onbanana and its indoor control effect against banana fusarium wilt[J]. Journal of Southern Agriculture,48(2): 277-283.]
宋玉娟,韓雪蓮,張安盛,王玉軍,高克祥,梁元存. 2020. 棘孢木霉T-6對煙草促生及對黑脛病和根黑腐病的抗病作用[J]. 中國煙草科學(xué),41(1): 50-55. [Song Y J,Han X L,Zhang A S,Wang Y J,Gao K X,Liang Y C. 2020. Effects of Trichoderma asperellum T-6 on growth promotion,control of black shank and black root rot in Tobacco[J]. Chinese Tobacco Science,41(1): 50-55.]
孫冬梅,林志偉,遲麗,肖翠紅,陳起強(qiáng),孫曉吉. 2010. 黃綠木霉菌及其混劑對大豆菌核病的誘導(dǎo)抗性初探[J].大豆科學(xué),29(1):88-91.[Sun D M,Lin Z W,Chi L,Xiao C H,Chen Q Q,Sun X J. 2010. Preliminary study on induced resistance by Trichoderma aureoviride and its multiple microbe on soybean sclerotinia sclerotiorum[J]. Soybean Science,29(1):88-91.]
孫葉爍,郝玲玉,張杰,張魯剛. 2019. 大白菜菌核病抗性鑒定方法研究[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),47(12):123-129. [Sun Y S,Hao L Y,Zhang J,Zhang L G. 2019. Identification method of resistance to Sclerotinia in Chinese cabbage[J]. Journal of Northwest A & F University(Natural Science Edition),47(12):123-129.]
屠潔,沈文飚,林國慶,徐朗萊. 2003. 一氧化氮供體SNP干擾NBT光化還原法測定小麥葉片SOD活性的消除[J]. 植物生理學(xué)通訊,39(5): 483-485. [Tu J,Shen W B,Lin G Q,Xu L L. 2003. Elimination of the interference of nitric oxide donor SNP in determining SOD activity of wheat leaves with NBT photoreduction method[J]. Plant Physiology Communications,39(5): 483-485.]
王依純,廉華,馬光恕,李梅,高長敏,臺蓮梅,曲虹云. 2019. 木霉不同施用方式對黃瓜幼苗質(zhì)量特性及枯萎病防效的影響[J]. 中國生物防治學(xué)報,35(3): 416-425. [Wang Y C,Lian H,Ma G S,Li M,Gao C M,Tai L M,Qu H Y. 2019. Effects of application modes of Trichoderma on seedling quality characteristics of cucumber and control effect against Fusarium wilt[J]. Chinese Journal of Biological Control,35(3): 416-425.]
吳雅文,吳君,白天,劉震,鄭德芝. 2018. 耐冬和雪椿在不同低溫脅迫下的生理響應(yīng)及抗寒性研究[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,52(4):545-553. [Wu Y W,Wu J,Bai T,Liu Z,Zheng D Z. 2018. Physiological response and cold resistance of C. japonica‘Naidong and C. japonica var. decumbens under different low temperature stress[J]. Journal of Henan Agricultural University,52(4):545-553.]
楊敏文. 2002. 快速測定植物葉片葉綠素含量方法的探討[J]. 光譜實驗室,19(4): 478-481. [Yang M W. 2002. Study on rapid determination of chlorophyll content of leaves[J]. Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory,19(4): 478-481.]
葉旻碩,俞鍵烽,馬艷,黃有軍. 2019. 不同微生物菌劑對辣椒疫病的防控效果及對土壤性狀的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報,35(4):811-817. [Ye M S,Yu J F,Ma Y,Huang Y J. 2019. Effects of different microbial inoculants on pepper blight suppression and soil properties[J]. Jiangsu Journal of Agricultural Sciences,35(4):811-817.]
尤佳琪,吳明德,李國慶. 2019. 木霉在植物病害生物防治中的應(yīng)用及作用機(jī)制[J]. 中國生物防治學(xué)報,35(6):966-976. [You J Q,Wu M D,Li G Q. 2019. Application and mechanism of Trichoderma in biological control of plant disease[J]. Chinese Journal of Biological Control,35(6):966-976.]
張春秋,馬光恕,廉華,李梅,蔣細(xì)良,宿曉琳,劉明鑫,曲虹云. 2018. 木霉對黃瓜幼苗生理特性及枯萎病防治效果的影響[J]. 植物保護(hù),44(5): 238-246. [Zhang C Q,Ma G S,Lian H,Li M,Jiang X L,Su X L,Liu M X,Qu H Y. 2018. Effect of Trichoderma on physiological characteristics of cucumber seedlings and control effect against Fusarium wilt[J]. Plant Protection,44(5): 238-246.]
張紅楠,張旭輝,吳頔,李勇. 2018. 煙管菌M-1菌株對油菜核盤菌的生防作用研究[J]. 草業(yè)學(xué)報,27(3): 78-89. [Zhang H N,Zhang X H,Wu D,Li Y. 2018. Biocontrol efficiency of Bjerkandera adusta M-1 against Sclerotinia sclerotiorum[J]. Acta Prataculturae Sinica,27(3):78-89.]
張良,劉好寶,顧金剛,宋毓峰,董連紅,蘇玉龍,李世貴,雷強(qiáng),伍仁軍,殷英,屈健康,王勇. 2013. 長柄木霉和涇陽鏈霉菌復(fù)配對煙苗生長及其抗病性的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,24(10):2961-2969. [Zhang L,Liu H B,Gu J G,Song Y F,Dong L H,Su Y L,Li S G,Lei Q,Wu R J,Yin Y,Qu J K,Wang Y.2013.Effects of Trichoderma longbrachitum and Streptomyces jingyangensis combination on the growth and disease resistance of tobacco seedlings[J]. Chinese Journal of Applied Ecology,24(10):2961-2969.]
趙興麗,陶剛,婁璇,顧金剛. 2020. 鉤狀木霉在辣椒根際定殖動態(tài)及其對辣椒疫病的生物防治[J]. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報,22(5):131-139. [Zhao X L,Tao G,Lou X,Gu J G. 2020. Colonization dynamics of Trichoderma hamatum in pepper rhizosphere and its biological control against pepper Phytophthora blight[J]. Journal of Agricultural Science and Technology,22(5):131-139.]
趙煬,李永生,高秀峰. 2015. 基于愈創(chuàng)木酚熒光減量準(zhǔn)確測定過氧化物酶活性的新方法[J]. 分析化學(xué),43(7): 1040-1046. [Zhao Y,Li Y S,Gao X F. 2015. A new method for accurate determination of peroxidase activity based on fluorescence decrease of guaiacol[J]. Chinese Journal of Analytical Chemistry,43(7): 1040-1046.]
Anantharaman S,Padmarajaiah N,Al-Tayar N G S,Shrestha A K. 2017. Ninhydrin-sodium molybdate chromogenic analytical probe for the assay of amino acids and proteins[J]. Spectrochimica Acta. Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy,173: 897-903.
Batista V C V,Pereira I M C,Paula-Marinho M S C,Canuto K M,Pereira R C A,Rodrigues T H S,Daloso D M,Gomes-Filho E,Carvalho H H. 2019. Salicylic acid modu-lates primary and volatile metabolites to alleviate saltstress-induced photosynthesis impairment on medicinal plant Eg-
letes viscosa[J]. Environmental and Experimental Botany,
167:103870.
Cao D D,Chen S Y,Huang Y T,Qin Y B,Ruan G H. 2019. Effects of artificial aging on physiological characteristics of rice seeds with deifferent dormancy characteristics[J]. Agricultural Biotechnology,8(1): 56-60.
Gadhi M A,Nizamani Z A,Jatoi G H,Abro M A,Keerio A U,Poussio G B,Qiu D. 2020. In-vitro efficacy of bio-control agent and essential oils against leaf blight of chickpea caused by Alternaria alternata[J]. Acta Ecolo-gica Sinica,40(2): 166-171.
Guler N S,Pehlivan N,Karaoglu S A,Guzel S,Bozdeveci A. 2016. Trichoderma atroviride ID20G inoculation ameliorates drought stress-induced damages by improving antio-xidant defence in maize seedlings[J]. Acta Physiologiae Plantarum,38(6): 132-140.
Mauro R P,Occhipinti A,Longo A M G,Mauromicale G. 2011. Effects of shading on chlorophyll content,chlorophyll fluorescence and photosynthesis of subterranean clover[J]. Journal of Agronomy and Crop Science,197(1): 57-66.
Nagaraju A, Sudisha J, Murthy S M,Shin-ichi I. 2012. Seed priming with Trichoderma harzianum isolates enhances plant growth and induces resistance against Plasmopara halstedii,an incitant of sunflower downy mildew disease[J]. Australasian Plant Pathology,41(6): 609-620.
Salas-Marina M A,Silva-Flores M A,Uresti-Rivera E E,Castro-Longoria E,Herrera-Estrella A,Casas-Flores S. 2011.
Colonization of Arabidopsis roots by Trichoderma atrovi-
ride promotes growth and enhances systemic disease resis-
tance through jasmonic acid/ethylene and salicylic acid
pathways[J]. European Journal of Plant Pathology,131
(1): 15-26.
Saravanakumar K,Yu C J,Dou K,Wang M,Li Y Q,Chen J. 2016. Synergistic effect of Trichoderma-derived antifungal metabolites and cell wall degrading enzymes on enhanced biocontrol of Fusarium oxysporum f. sp.cucumerinum[J]. Biological Control,94(1): 37-46.
Shukla N,Awasthi R P, Rawat L,Kumar J. 2014. Seed biopri-ming with drought tolerant isolates of Trichoderma harzia-
num promote growth and drought tolerance in Triticum aes-
tivum[J].? Annals of Applied Biology,166(2): 171-182.
Swain H,Adak T,Mukherjee A K,Mukherjee P K,Bhattacharyya P,Behera S,Bagchi T B,Patro R,Shasmita,Khandual A,Bag M K,Dangar T K,Lenka S,Jena M. 2018. Novel Trichoderma strains isolated from tree barks as potential biocontrol agents and biofertilizers for direct seeded rice[J]. Microbiological Research,214:83-90.
Teh C Y,Shaharuddin N A,Ho C L,Mahmood M. 2016. Exogenous proline significantly affects the plant growth and nitrogen assimilation enzymes activities in rice(Oryza sativa) under salt stress[J]. Acta Physiologiae Plantarum,38(6): 1-10.
Zhang F L,Ge H L,Zhang F,Guo N,Wang Y C,Chen L,Ji X,Li C W. 2016. Biocontrol potential of Trichoderma harzianum isolate T-aloe against Sclerotinia sclerotiorum in soybean[J]. Plant Physiology and Biochemistry,100: 64-74.
(責(zé)任編輯 麻小燕)