閆 濤 彭 斌 吳會杰
摘要:為了考察S一甲基苯基(1,2,3)噻二唑-7一硫代羧酸酯(benzothiodlazole,BTH)誘導(dǎo)西瓜對小西葫蘆黃花葉病毒(Zucciniyellowmosaic virus,ZYMV)、西瓜花葉病毒(Watermelonmosaic virus。WMV)與甜瓜對黃瓜花葉病毒(Cucumbermosaic virus,CMV)的抗病效果,分別在接種ZYMV、WMV、CMV前噴施BTH。結(jié)果表明:在接種ZYMV、WMV、CMV前3d用25txg/mLBTH處理西、甜瓜,4周后植株的病情指數(shù)減少,相對防效分別為55.6%、56.8%、78.2%;進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn).經(jīng)BTH處理后,誘導(dǎo)時(shí)間的長短對病情指數(shù)有一定的影響:BTH對病毒病的防治效果優(yōu)于病毒A、病毒K、寧南霉素、蕓薹素內(nèi)酯。
關(guān)鍵詞:西瓜:甜瓜;BTH;系統(tǒng)獲得性抗性;病毒病
小西葫蘆黃花葉病毒、西瓜花葉病毒和黃瓜花葉病毒引起的病毒病是西瓜甜瓜生產(chǎn)上普遍發(fā)生、危害嚴(yán)重的一類病害。種植抗病品種是防治病毒病最經(jīng)濟(jì)有效的方法。目前生產(chǎn)上缺乏抗病毒的西、甜瓜品種.因此利用系統(tǒng)獲得性抗性(systemicaequired resistance.SAR)提高植株對病毒病的抗性可能是防治病毒病的一種有效的途徑。
系統(tǒng)獲得性抗性是一種能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生的植物防御機(jī)制.在植物的抗病過程中起著非常重要的作用。一些化學(xué)物質(zhì),如水楊酸(SA)、S-甲基苯基(1,2,3)噻二唑-7-硫代羧酸酯(BTH)、2,6-二氯異煙酸(INA)等能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生SAR[2-31。已有的研究結(jié)果表明,BTH能夠誘導(dǎo)植物抵抗病毒、細(xì)菌、真菌性病害.有效期為4~10周。
油菜素類固醇(brassinosteroids,BR)是一類新的植物甾體激素,其中以蕓薹素內(nèi)酯的活性最強(qiáng)。BR在合適濃度及特定的植物生長發(fā)育階段能夠誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗病反應(yīng)。BL處理煙草葉片后能夠提高植株對病毒(煙草花葉病毒.)、細(xì)菌(丁香假單胞菌,)以及真菌(白粉病粉孢屬,)的抗性。
已有的研究結(jié)果表明:在西瓜上結(jié)種ZYMV、WMV后,植株表現(xiàn)出明顯癥狀,接種CMV后,植株無明顯癥狀;在甜瓜上接種CMV后,植株有明顯癥狀。有關(guān)BTH對瓜類病毒病的誘抗作用目前國內(nèi)外報(bào)道很少。筆者對此進(jìn)行了研究,以探討B(tài)TH誘導(dǎo)西瓜抗ZYMV、WMV,甜瓜抗CMV的效果。并與病毒A、病毒K、寧南霉素、BL防治ZYMV、WMV、CMV病毒病的效果進(jìn)行比較。
1材料與方法
1.1材料
1.1.1植物材料西瓜種子(開雜2號)、甜瓜種子(一品紅)。種子洗凈后,用45℃溫水浸泡6h,置于30℃恒溫箱催芽。種子露白后播于盛有混合土(有機(jī)肥:沙土=1:10)10 cm×12 cm的營養(yǎng)缽中,于防蟲溫室內(nèi)培養(yǎng)。
1.1.2病毒CMV、WMV、ZYMV毒原由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所生物技術(shù)中心保存.分別在防蟲溫室用西葫蘆繁殖。
1.1.3試劑5%BTH顆粒劑由上海農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保研究所惠贈(zèng);20%病毒A可濕性粉劑、8%寧南霉素水劑、病毒K、0.0075%蕓薹素一碩豐481水劑自購。
1.2試驗(yàn)方法
1.2.1BTH誘導(dǎo)植株抗病毒病最佳濃度測試BTH處理時(shí)間為2007年10月27日。將BTH配成25、50、75 ug/mL濃度系列,待植株子葉充分展平時(shí)噴施,子葉全部濕潤為標(biāo)準(zhǔn),對照用清水噴霧。噴后3d西瓜分別接種ZYMV、WMV,甜瓜分別接種CMV、WMV。每處理10株,重復(fù)3次。接種后4周進(jìn)行病情調(diào)查。
1.2.2BTH誘導(dǎo)植株抗病毒病抗性表達(dá)時(shí)間測試BTH處理時(shí)間為2008年4月7日。在植株子葉充分展平時(shí).用25~g/mLBTH噴霧.以子葉全部濕潤為標(biāo)準(zhǔn),對照用清水噴霧。噴后1、3、5、7、9 d接種。西瓜分別接種ZYMV、WMV,甜瓜接種CMV。每處理10株,重復(fù)3次。接種4周后調(diào)查病情。
1.2.3BTH、BL、病毒A、寧南霉素、病毒K預(yù)防病毒病的效果在植株子葉充分展平時(shí),用25ug/mLBTH 500倍稀釋液.BL 3 500倍稀釋液.病毒A 500倍稀釋液.寧南霉素1 300倍稀釋液.病毒K 800倍稀釋液分別噴霧.以子葉全部濕潤為標(biāo)準(zhǔn).對照用清水噴霧。處理時(shí)間為2008年5月19日。噴后3 d西瓜分別接種ZYMV、WMV。甜瓜接種CMV。每處理10株.重復(fù)3次。接種4周后調(diào)查病情。
1.3病情觀察、記載與評價(jià)
根據(jù)癥狀表現(xiàn)并參考文獻(xiàn)將病情劃分為0~5級。
(1)CMV 0級:無癥狀;1級:只表現(xiàn)褪綠斑或明脈;2級:輕度花葉,有明顯花葉;3級:嚴(yán)重花葉,葉片皺縮,植株矮化1/3以下:4級:嚴(yán)重花葉,有皰斑,植株矮化1/3-2/3,葉變窄;5級:嚴(yán)重花葉和畸形。
(2)WMV 0級:無癥狀;1級:只表現(xiàn)褪綠斑或明脈;2級:輕度花葉,有明顯花葉;3級:嚴(yán)重花葉,葉微皺縮;4級:嚴(yán)重花葉,葉皺縮,有皰斑;5級:嚴(yán)重花葉和畸形。
(3)ZYMV 0級:無癥狀;1級:只表現(xiàn)褪綠斑或明脈;2級:輕度花葉,無蕨葉;3級:嚴(yán)重花葉.無蕨葉;4級:嚴(yán)重花葉,輕微蕨葉;5級:嚴(yán)重花葉和蕨葉.葉片畸形嚴(yán)重。
根據(jù)病情分級,記載每株的病情。依下列公式計(jì)算病情指數(shù):
病情指數(shù)=(某病級株數(shù)×病情級數(shù))/(接種株數(shù)×最高級數(shù))
1.4數(shù)據(jù)處理
對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì).用SAS 8.0軟件以鄧肯氏新復(fù)極差法對病情指數(shù)進(jìn)行方差分析。
2結(jié)果與分析
2.1BTH誘導(dǎo)植株抗病毒病最佳濃度測定
對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析表明:在P<0.01水平上,誘導(dǎo)開雜2號抗ZYMV、WMV,各處理和對照間病情指數(shù)差異極顯著,相對防效分別在55.6%、56.8%以上。在P<0.01水平上,誘導(dǎo)一品紅抗CMV.各處理和對照病情指數(shù)差異極顯著.相對防效在78.2%以上。用50、75ug/mL的BTH處理植株后,60%以上的西瓜新生葉片出現(xiàn)藥害。根據(jù)表中數(shù)據(jù).考慮到藥害的影響.BTH誘導(dǎo)開雜2號抗ZYMV、WMV,一品紅甜瓜抗CMV,使用濃度以25ug/mL為宜。
2.2BTH最佳誘導(dǎo)時(shí)期測定
對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析表明:BTH處理后第1天。就誘導(dǎo)出植株對病毒病的抗性。在P<0.01水平上,誘導(dǎo)開雜2號抗ZYMV、WMV,除BTH處理后第3天接種ZYMV.處理與對照差異顯著外。各處理與對照間差異均達(dá)極顯著水平。BTH處理后,第7天接種ZYMV、WMV,開雜2號植株病情指數(shù)最小,相對防效最大,分別為56.4%、62.1%。誘導(dǎo)一品紅抗CMV,各處理與對照差異均達(dá)極顯著水平。處理后1-9 d接種對植株病情指數(shù)無明顯影響.相對
防效在82.6%以上。
2.3BTH、BL、病毒A、病毒K、寧南霉素預(yù)防病毒病的效果
對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析表明:BTH對病毒病的預(yù)防效果優(yōu)于其他藥劑。BTH處理開雜2號后。植株感染ZYMV的病情指數(shù)極顯著低于BL處理.但與病毒A、病毒K和寧南霉素3個(gè)處理相比無明顯差異,但相對防效最大,為41.8%;植株感染W(wǎng)MV的病情指數(shù)與其他處理相比差異達(dá)極顯著水平.相對防效為50.8%。經(jīng)BTH處理后.一品紅植株感染CMV的病情指數(shù)與其他處理相比差異均達(dá)極顯著水平,相對防效為72.9%。
3討論與結(jié)論
除自身具有的天然屏障.植物已經(jīng)進(jìn)化產(chǎn)生了不同的誘導(dǎo)防衛(wèi)機(jī)制來保護(hù)自己免受病原菌侵害。植物誘導(dǎo)抗病性又稱系統(tǒng)獲得抗性(SAR),是植物在一定的激發(fā)子刺激后.對隨后的病原菌侵染表現(xiàn)出既快又強(qiáng)的防衛(wèi)反應(yīng)。
激發(fā)子引發(fā)的植物對生物和非生物脅迫的增強(qiáng)抗性.使植物進(jìn)入防御狀態(tài).是植物低成本的防御策略。從細(xì)胞代謝活動(dòng)來講。防衛(wèi)反應(yīng)的激活使細(xì)胞和能量代謝轉(zhuǎn)向逆境響應(yīng).從而打破了正常的細(xì)胞發(fā)育功能.因而導(dǎo)致植物生長和繁育的適合度損失_。本試驗(yàn)中采用25、50、75ug/mL BTH處理植株后,溫室內(nèi)可觀察到:子葉黃化脫落加快:隨BTH使用濃度的增加,植株生長量迅速減小。采用50、75 ug/mL BTH處理植株后。60%以上西瓜新生真葉葉片出現(xiàn)藥害,呈現(xiàn)褪綠斑,BTH使用濃度越大、氣溫越高藥害越嚴(yán)重。有文獻(xiàn)舊報(bào)道,采用100 ug/mL的BTH處理黃瓜時(shí),經(jīng)藥劑處理的葉片(第1片葉)產(chǎn)生藥害,未處理的葉片(第2片葉)也偶爾產(chǎn)生藥害。
BTH的誘導(dǎo)效果與品種抗性、病原種類有關(guān)。相同濃度的BTH處理煙草后接種TMV.局部感染TMV的Xanthi-nc品種3 d后體內(nèi)病毒含量最大.與對照相比其體內(nèi)病毒含量下降85%.而Samsun品種7 d后體內(nèi)病毒含量最大.與對照相比其體內(nèi)病毒含量下降49.7%。采用50ug/mL BTH處理苗齡為3周的哈密瓜.7 d 1次.連續(xù)使用3次后能有效抵抗CMV的侵染,且對果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)無影響H。BTH處理煙草后,對白粉病菌(Oidium neolvcopersici)抗性增加.而對灰霉病菌(Botrytis cinema)無明顯效果。BTH處理番茄后.對灰霉病菌抗性增加,而對白粉病菌(D.neolycopersici)無明顯效果㈣。經(jīng)BTH處理后,西、甜瓜對ZYMV、WMV、CMV的相對防效不同。對CMV防效最高。采用25ug/mLBTH處理開雜2號、一品紅后。二者對ZYMV、WMV的相對防效分別為55.6%、56.8%,對CMV的相對防效為78.2%。
誘導(dǎo)處理的植物需要經(jīng)一定的時(shí)間間隔才能顯示出它對挑戰(zhàn)接種物的抗性。這種間隔期因不同植物和誘導(dǎo)物而異。因此處理后.接種與處理的間隔天數(shù)對植株的病情指數(shù)有一定的影響。本試驗(yàn)中采用25 ug/mLBTH誘導(dǎo)開雜2號、一品紅后.不同誘導(dǎo)時(shí)間對病情指數(shù)的影響與此相符合。BTH誘導(dǎo)西瓜抗ZYMV、WMV病毒病的最佳誘導(dǎo)時(shí)間為處理后第7天,誘導(dǎo)甜瓜抗CMV的接種時(shí)間為1~7 d??紤]到BTH處理后子葉黃化對以后接種的影響.試驗(yàn)接種時(shí)間選處理后第3天為宜。
用25ug/mL BTH及病毒A 500倍、病毒K 800倍、寧南霉素1 300倍、BL 3 500倍稀釋液,分別對植株噴霧,清水噴霧作對照。處理后3 d接種ZYMV、WMV、CMV。對植株病情指數(shù)進(jìn)行方差分析表明:BTH對病毒病的預(yù)防效果優(yōu)于其他藥劑。
采用BTH處理能有效誘導(dǎo)植株抵抗ZYMV、WMV、CMV,降低西、甜瓜ZYMV、WMV、CMV的病情指數(shù),并且BTH的預(yù)防效果優(yōu)于病毒A、病毒K、寧南霉素、BL。因此BTH制劑將來有可能成為預(yù)防WMV、ZYMV、CMV等病毒病發(fā)生的優(yōu)良藥劑。