顏塵棟，金春吉，金 輝，王 薇，王 偉，李熙英*

(1.延邊大學農學院，吉林 延吉 133002；2.和龍市農業(yè)科技教育中心，吉林 和龍 133500)

人參(PanaxginsengC. A. Mey )是一種名貴的中藥材，含人參皂苷、氨基酸等多種成分，可增強人體的抵抗力，具有調節(jié)神經功能以及促進物質代謝等功能[1-2]。

人參人工栽培過程中常發(fā)生各種病害嚴重危害人參產量及品質。國內外已有描述的人參病害有40多種，其中人參銹腐病(Cylindrocarpondestructans)發(fā)生普遍而嚴重，一般發(fā)病率20%～30%，嚴重地塊發(fā)病率70%以上，嚴重影響人參產業(yè)發(fā)展。目前，人參銹腐病的防治主要采用農業(yè)防治、化學防治等。農業(yè)防治一般效果偏低，作用較慢；化學防治常導致“3R”問題以及環(huán)境污染、藥害、人畜中毒、農田生態(tài)平衡與生物多樣性的破壞等一系列社會問題[3]。化學藥劑對環(huán)境的污染和對人畜的危害,對環(huán)境友好安全的生物防治越來越被重視[4]。

目前，用于人參病害生物防治的微生物種類繁多，但主要集中在生防細菌[5]和生防真菌[6]的研究方面。人參銹腐病是對人參根部危害最大的 1 種土傳病害，對人參產量和品質影響極大，常年發(fā)病率為24.9%～44.1%，目前仍沒有較好的解決辦法。近年來，用化學防治措施來防治人參銹腐病的結果遠遠未達到人們預想的效果。有關拮抗放線菌利用于人參病害防治方面主要集中在拮抗放線菌的分離篩選及鑒定等[7]。

眾多研究證明了放線菌能促進小麥，西瓜，棉花等重要經濟作物的生長。并有效抑制多種病原菌的生長[8]。經過Zhao等[9]的研究證明了用放線菌HD-087處理幼苗發(fā)現(xiàn)，幼苗中PAL、POD的活性大大增強。表明放線菌可以有效的抑制病原菌的生長，促進植物體內防御酶的活性并且提高了植物生長的速度。

該研究利用拮抗放線菌菌株YBUF5和YBUF7進行了田間防病試驗和人參植株體內幾種防御酶活性的影響研究，為拮抗放線菌菌株田間實際應用以及探明生防機理等方面提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試菌株

供試拮抗放線菌為YBUF5菌株和YBUF7菌株，YBUF5菌株為生暗灰鏈霉菌(Streptomycescaniferus)，對人參銹腐病菌的室內抑菌率為82.20%；YBUF7菌株為濕鏈霉菌(Streptomyceshumidus)，對人參銹腐病菌的室內抑菌率為78.60%[10]；供試病原菌為人參銹腐病菌(Cylindrocarpondestructans)由延邊大學農學院植物病理研究室保管。

1.2 供試人參

2年生人參苗，由延邊農科院提供。

1.3 菌懸液的制備

1) 病原菌菌懸液：取活化好的人參銹腐病原菌4培養(yǎng)皿，用手持式高速勻漿機機械搗碎后，加入蒸餾水定容至1 000 mL。

2) 拮抗菌菌懸液：取活化好的YBUF5和YBUF7菌株4培養(yǎng)皿，用手持式高速勻漿機機械搗碎后，加入蒸餾水定容至1 000 mL。

1.4 YBUF5、YBUF7及混合菌株對人參銹腐病的防病作用

該試驗在延邊大學農學院實驗基地進行。春季移栽的人參出苗后，采用菌懸液灌根的方法進行拮抗放線菌菌株對人參銹腐病的防病試驗。試驗設置YBUF5菌懸液10 mL+無菌水10 mL、YBUF7菌懸液10 mL+無菌水10 mL、YBUF5和YBUF7菌懸液各5 mL+無菌水10 mL、人參銹腐病菌菌懸液10 mL+YBUF5菌懸液10 mL、人參銹腐病菌菌懸液10 mL+YBUF7菌懸液10 mL、人參銹腐病原菌懸液10 mL+YBUF5和YBUF7菌懸液各5 mL等6種處理；對照組設置為先加人參銹腐病菌菌懸液10 mL+無菌水10 mL、只加20 mL無菌水2種。每處理設置50株，2次重復。秋季，調查成活株數(shù)、病株數(shù)，并測根徑、根長、單根重、產量。人參銹腐病病情分級標準參考周淑香等[11]方法。公式如下：

成活率/%=(平均成活株數(shù)/定植株數(shù))×100

1.5 YBUF5、YBUF7及混合菌株對人參組織內POD、CAT、SOD、PAL活性的影響

試驗處理同上。菌懸液處理后的第30、40、50天測定各處理組人參根莖和葉片的POD、CAT、SOD、PAL活性，具體方法參照王學奎[12]、宋喜霞[13]和趙淑玲等[14]的方法測定。

2 結果與分析

2.1 YBUF5、YBUF7及混合菌株對人參銹腐病的防病作用

由表1可見，沒接銹腐病菌只接YBUF5、YBUF7及混合菌株處理的人參植株均無發(fā)病，其參苗成活率均在90%以上，并與無接菌對照間無顯著性差異。說明YBUF5、YBUF7菌株及混合菌株對人參植株是安全的。在人工接銹腐病菌的條件下，YBUF5、YBUF7及混合菌株處理的人參植株成活株數(shù)顯著高于只接銹腐病菌的對照，其中YBUF5菌株處理的成活率最高、病情指數(shù)最低，其防效為69.88%；其次為YBUF7處理的人參植株成活率較高、病情指數(shù)較低，其防效為60.24；混合菌株處理成活率較低，病情指數(shù)最高，其防效為51.81%(表1)。

表1 YBUF5、YBUF7及混合菌株對人參植株成活及銹腐病的防病作用

由表2可知，YBUF5、YBUF7單菌株處理的人參根莖、根長及產量等明顯高于無菌對照，但YBUF5菌株和YBUF7菌株之間沒有顯著性差異；混合菌株與無菌對照之間也沒有顯著性差異。YBUF5菌株和YBUF7菌株處理的人參單根重明顯優(yōu)于無菌對照，其單根增產率分別為113.59%和112.08%。

人工接銹腐病菌的條件下，用不同放線菌菌株處理的人參產量指標及產量顯著高于只接銹腐病菌的對照。根徑方面，YBUF5菌株處理組的根徑最寬，其次是YBUF7菌株處理組；再次是混合菌株處理；根長方面，YBUF5菌株處理、YBUF7菌株處理、混合菌株處理的根長之間無顯著性差異。產量方面，YBUF5和YBUF7菌株單獨處理的產量最高，但它們之間無顯著性差異，其次為混合菌株處理的人參平均產量，不同處理的平均增產率分別為只接銹腐病菌的235.16%、223.87%和181.95%。人參單根重方面，YBUF5菌株處理的單根重最高，單根增產率為130.59%，其次是YBUF7菌株處理和混合菌株處理的單根重，但它們之間無顯著性差異，其單根增產率分別為119.41%和117.58%(表2)。

表2 不同處理對人參產量指標的影響

2.2 YBUF5、YBUF7和混合菌株處理對人參葉和根內POD酶活性的影響

由圖1，2可見，不同處理的人參葉和根組織內POD活性顯著高于無菌對照，并隨著時間有降低的趨勢。其中，只接銹腐病菌的POD酶活性最高；其次為放線菌+銹腐病菌處理POD酶活性；再次為只用YBUF5、YBUF7處理的POD酶活性。只放線菌處理或放線菌+銹腐病菌處理均為YBUF5處理的POD酶活性較高，其次為YBUF7處理的，混合菌株處理的POD酶活性較低。不同組織中，參葉中的POD活性明顯高于參根中的POD活性。

2.3 YBUF5、YBUF7和混合菌株處理對人參葉和根內CAT酶活性的影響

由圖3，4可見，不同處理的人參葉和根組織內CAT活性顯著高于無菌對照，并隨著時間有降低的趨勢。其中，只接銹腐病菌的CAT酶活性最高；其次為放線菌+銹腐病菌處理的CAT酶活性；再次為只用放線菌處理的CAT酶活性。人參根中，只放線菌處理或放線菌+銹腐病菌處理中YBUF5、YBUF7以及混合菌株處理間的CAT酶活性差異不顯著。人參葉中，只放線菌處理或放線菌+銹腐病菌處理中YBUF5、YBUF7處理的CAT酶活性較高，混合菌株處理的CAT酶活性較低。不同組織中，參葉中的CAT活性和參根中CAT活性間差異不大。

2.4 YBUF5、YBUF7和混合菌株處理對人參葉和根內SOD酶活性的影響

由圖5，6可見，不同處理的人參葉和根組織內SOD活性顯著高于無菌對照，并隨著時間有升高的趨勢。其中，只接銹腐病菌的SOD酶活性最高；其次為放線菌+銹腐病菌處理的SOD酶活性；再次為只用放線菌處理的SOD酶活性。人參根和葉中，只放線菌處理或放線菌+銹腐病菌處理中YBUF5、YBUF7以及混合菌株處理間的SOD酶活性差異不大。不同組織中，參葉中的SOD活性明顯高于參根中的SOD活性。

2.5 YBUF5、YBUF7和混合菌株處理對人參葉和根內PAL酶活性的影響

由圖7，8可見，不同處理的人參葉和根組織內PAL活性顯著高于無菌對照，并隨著時間有降低的趨勢。其中，只接銹腐病菌的PAL酶活性最高；其次為放線菌+銹腐病菌處理的PAL酶活性；再次為只用放線菌處理的PAL酶活性。人參根中，只放線菌處理或放線菌+銹腐病菌處理中接菌50 d時YBUF5處理的PAL酶活性顯著高于YBUF7和混合菌株處理的PAL酶活性外，其它時間段不同處理間無顯著性差異。人參葉中，接菌30 d時放線菌+銹腐病菌處理間無顯著性差異；只接放線菌中YBUF5處理的PAL酶活性高于YBUF7和混合菌株處理的PAL酶活性；接菌40和50 d時,只放線菌處理或放線菌+銹腐病菌處理中YBUF5和YBUF7處理的PAL酶活性高于混合菌劑處理的PAL酶活性。不同組織中，參葉中的PAL活性明顯高于參根中的PAL活性。

3 討論與結論

田間試驗中，YBUF5菌株、YBUF7菌株、兩者混合菌株以及對照間成活率無顯著性差異，其成活率均在90%以上，并對人參植株生長有一定的促進作用。說明YBUF5菌株、YBUF7菌株以及兩者混合菌株對人參植株是安全的。

田間防病試驗中，YBUF5菌株、YBUF7菌株以及混合菌株對人參銹腐病具有明顯的防治效果，其中，YBUF5菌株處理的防效最高，其防效為69.88%；其次為YBUF7處理，其防效為60.24%；混合菌株處理成活率較低，其防效為51.81%。YBUF5菌株的抑菌率高于張阿桃等[15]人選擇的放線菌鏈霉菌屬綠色類群1014-5防治人參銹腐病的61.9%。低于馬廷會等[16]人選擇的鏈霉菌屬中與Streptomycesnaraensis相似的MS32放線菌對人參銹腐病的抑制率76.45%。

人工接銹腐病菌的條件下，用放線菌菌株處理的人參產量指標及產量顯著高于只接銹腐病菌的對照。其中，YBUF5和YBUF7菌株單獨處理的產量最高，但它們之間無顯著性差異，其次為混合菌株處理的人參平均產量。人參單根重方面，YBUF5菌株處理的單根重最高，單根增產率為130.59%；其次是YBUF7菌株處理和混合菌株處理的單根重，但它們之間無顯著性差異，其單根增產率分別為119.41%和117.58%。這可能因為YBUF5和YBUF7菌株在一定程度上改善了人參的生長環(huán)境，使得人參的產量相對提高。這些結果與金海強等[17]利用解淀粉芽孢桿菌防治人參銹腐病防治試驗研究結果基本吻合。

植物體的主要防御酶(POD、CAT、SOD、PAL)活性與植物的抗性有密切的關系，在遇到各種不利的生長因素時，防御酶的活性都會有所上升[18]。POD、CAT、SOD 3者都對植物體內的活性氧清除有重要的作用，SOD能夠消除植物體由于新陳代謝而產生的超氧自由基[19]，PAL對木質素等次生物質代謝有重要意義[20]。YBUF5和YBUF7菌懸液處理健康人參后人參組織內的主要防御酶活性增加，說明YBUF5和YBUF7菌株可誘導人參組織內主要防御酶活性的增高，使人參植株提前激活自身防御系統(tǒng)來抑制銹腐病菌的侵入。

田間試驗中，受人參銹腐病菌脅迫的人參參根及葉片內的主要防御酶(POD、CAT、SOD、PAL)活性都有明顯增高，這與宋喜霞等[13]人以及孫嘉曼等[21]人的研究結果一致。接種YBUF5、YBUF7菌株以及混合菌株遠高于無菌水處理，說明菌株可以誘導防御酶活性增強，這與郭雙雙[22]，李書強等[23]人的研究結果一致。在面對銹腐病菌侵染的時候，植物體自身會產生防御酶來抵抗病菌，而隨著時間的推移，病害加深，植物體自身的防御無法防御時，防御酶的活性就開始降低，這與劉延碩等[24]人的研究結果一致。由于拮抗放線菌的加入，防御酶的活性相對只接病原菌的較低，這也說明了這2種拮抗放線菌能抑制人參銹腐病菌的增殖，這與周東興[25]對番茄枯萎病防治所得出的結論相同。

單株處理的防御酶活性普遍高于混合菌株處理的防御酶活性。時間上，POD、CAT、PAL酶活性在第30天時最高，而SOD酶活性卻在第50天時最高。原因可能是拮抗放線菌對前3種防御酶活性誘導較快，對SOD酶活性誘導較慢。說明這幾種酶的活性變化不是同步的，這與王勇[26]，車喜慶[27]等人的研究結果一致。生防微生物的生防機制不一定是單一的，往往是2種或更多生防機制協(xié)同發(fā)揮作用[28]。該試驗中YBUF5、YBUF7菌株的生防機制等有待進一步研究。