張志霞， 劉杰才， 云興福， 李 蕾

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝與植物保護學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010019； 2.滿洲里俄語職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古滿洲里 012400)

番茄晚疫病由致病疫霉菌[Phytophthorainfestans(Mont.) de Bary]侵染所致[1]，主要危害葉片、莖和果實，苗期、成株期均可發(fā)生[2]，對番茄生產(chǎn)造成嚴(yán)重的威脅，通常年份減產(chǎn)20%～30%，嚴(yán)重時減產(chǎn)50%～80%，甚至絕收[3-4]。目前對該病的防治措施有選用抗病品種、實行輪作換茬、合理密植、化學(xué)防治和生物防治等，但主要采用化學(xué)防治，由于菜農(nóng)逐漸加大用藥劑量或重復(fù)用藥，不僅使病原菌對一些常用殺菌劑表現(xiàn)出抗藥性，還嚴(yán)重污染農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，食品中的農(nóng)藥殘留直接危害人們的身體健康[5-8]。因此，為了減少化學(xué)農(nóng)藥的使用，提高食品安全質(zhì)量，尋求一種安全、綠色的防控番茄晚疫病的方法成為當(dāng)務(wù)之急。

在生物防治中，植物誘導(dǎo)抗病性是一種較為綠色環(huán)保的抗病技術(shù)，已受到眾多學(xué)者的青睞，在植物病害的防控中具有十分廣闊的應(yīng)用前景[9]。所謂植物誘導(dǎo)抗病性，即利用生物的或物理的、化學(xué)的因子對植株進行誘導(dǎo)處理，改變植物對病害的反應(yīng)，產(chǎn)生局部的或系統(tǒng)的抗性[10]。王樹桐等利用知母提取液誘導(dǎo)處理馬鈴薯幼苗，結(jié)果表明，植株對晚疫病產(chǎn)生抗性[11]。陳桂華等在水稻幼苗3葉1心時，將中藥前胡提取物均勻噴施在葉片上進行誘導(dǎo)處理，結(jié)果表明中藥前胡提取物可誘導(dǎo)水稻對稻瘟病產(chǎn)生抗性[12]。柴慶凱等發(fā)現(xiàn)，利用淀粉芽孢桿菌LJ02溶液對黃瓜幼苗進行誘導(dǎo)處理，可誘導(dǎo)黃瓜對灰霉病產(chǎn)生抗性[13]。甄丹妹等研究發(fā)現(xiàn)，玫瑰黃鏈霉菌活性代謝產(chǎn)物可誘導(dǎo)黃瓜對白粉病產(chǎn)生抗性[14]。

為了探索新型綠色的防控番茄晚疫病的方法，本試驗利用煙草根、莖、葉的乙醇、丙酮浸提液在番茄幼苗2葉1心時進行2次誘導(dǎo)處理，調(diào)查番茄晚疫病病情，研究番茄晚疫病的誘導(dǎo)抗性效果，以期為今后生產(chǎn)中綠色、高效防控番茄晚疫病奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

煙草品種為吉林紅，購自內(nèi)蒙古赤峰市叢杖子村；番茄品種為粉紅 918，購自內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科學(xué)院種子經(jīng)銷部；番茄晚疫病病原菌[Phytophthorainfestans(Mont.) de Bary]由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所提供。

1.2 試驗設(shè)計

本試驗于2021年2—12月在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)科研基地進行。

試驗包括自然病原發(fā)病試驗和人工接種病原發(fā)病試驗2個部分。設(shè)6個處理分別為乙醇根浸提液誘導(dǎo)處理(簡稱乙根)、乙醇莖浸提液誘導(dǎo)處理(簡稱乙莖)、乙醇葉浸提液誘導(dǎo)處理(簡稱乙葉)、丙酮根浸提液誘導(dǎo)處理(簡稱丙根)、丙酮莖浸提液誘導(dǎo)處理(簡稱丙莖)、丙酮葉浸提液誘導(dǎo)處理(簡稱丙葉)。設(shè)3個對照分別為40%乙醇浸提劑(簡稱乙CK)、60%丙酮浸提劑(簡稱丙CK)和蒸餾水(簡稱總CK)，每個處理3次重復(fù)。

1.3 試驗方法

1.3.1 自然病原發(fā)病試驗

1.3.1.1 誘導(dǎo)抗病植株的準(zhǔn)備 將番茄種子倒在大燒杯中，加入0.2%的高錳酸鉀溶液進行消毒，30 min 后用清水沖洗掉種子上的藥物殘留，再加入清水浸泡24 h，將恒溫培養(yǎng)箱的溫度設(shè)置為28 ℃，放入浸泡后的種子進行催芽，3 d后將露白的種子播于穴盤內(nèi)，重復(fù)3次，小區(qū)內(nèi)隨機排列，之后進行常規(guī)管理。

1.3.1.2 煙草浸提液的制備 隨機選取自然風(fēng)干的煙草根、莖、葉，切成1 cm的小段，以40%乙醇和60%丙酮為浸提劑，煙草材料和浸提劑的比例為 1 ∶12，分別放入錐形瓶后，在25 ℃、240 r/min的搖床上進行振蕩浸提，24 h后取出，先用定性濾紙初次過濾除去殘渣，再用0.22 μm細(xì)菌過濾器進行除菌，即得浸提液母液。

1.3.1.3 誘導(dǎo)處理的時間及方法 在番茄幼苗2葉1心時進行第1次誘導(dǎo)處理，第2次誘導(dǎo)處理(強化誘導(dǎo))于3 d后進行。下午6點，將制備好的煙草根、莖、葉的乙醇、丙酮浸提液裝于喉頭噴霧器中，分別噴施在各個處理的葉片正背面(以布勻藥液為度)，以40%乙醇浸提劑和60%丙酮浸提劑作為對照(CK)，蒸餾水作為總對照(總 CK)，誘導(dǎo)處理后進行常規(guī)管理。

1.3.1.4 病情調(diào)查 待番茄幼苗長至7張真葉，選擇健康的幼苗定植在大棚，每個小區(qū)面積為1.1 m×5.3 m，每個小區(qū)栽種2行，每行13株，之后進行常規(guī)管理。試驗于植株發(fā)病后，每個處理隨機選取10株為樣本，依據(jù)病情分級標(biāo)準(zhǔn)[15]調(diào)查其病株數(shù)和病葉數(shù)，每隔5 d調(diào)查1次，共調(diào)查8次，并計算其病情指數(shù)和誘導(dǎo)抗性效果[16]。

0 級：無癥狀；1 級：≤5%的葉面積被侵染，形成小的壞死斑；2 級：6%～15%的葉面積被侵染，形成限制性壞死斑；3 級：16%～30%的葉面積被侵染，莖部不形成壞死斑；4 級：31%～60%的葉面積被侵染或莖部形成小的壞死斑；5 級：61%～90%的葉面積被侵染或莖部形成擴展斑；6 級：91%～100%的葉面積被侵染或莖部損壞或植株死亡。

病株率=(病株數(shù)/總株數(shù))×100%(全株有1張葉片達到1級病情就為病株)；

病葉率=(病葉數(shù)/總?cè)~數(shù))×100%(葉片達到1級病情就為病葉)；

病情指數(shù)=∑(各級病葉數(shù)×各級代表值)/(調(diào)查總?cè)~數(shù)×最高級別代表)×100；

誘導(dǎo)抗性效果=(對照病情指數(shù)-處理病情指數(shù))/對照病情指數(shù)×100%。

1.3.2 人工接種病原發(fā)病試驗 番茄種子經(jīng)過消毒、浸種、催芽后，播于苗缽內(nèi)，重復(fù)3次，小區(qū)內(nèi)隨機排列。

本試驗煙草浸提液的制備和誘導(dǎo)處理的時間及方法同自然病原發(fā)病試驗。取擴繁的番茄晚疫病菌配成孢子懸液，調(diào)制濃度為1.15×105個孢子囊/mL。第2次誘導(dǎo)處理后5 d，采用噴霧接種法將番茄晚疫病菌孢子懸液噴施在全部葉片上進行人工接種，以均勻分布為度，噴施后在幼苗周圍搭小拱棚，保溫保濕，有利于發(fā)病。本試驗于人工接種后4 d開始發(fā)病，每個處理隨機選取10株作為樣本，調(diào)查其發(fā)病情況，每隔4 d調(diào)查1次，共調(diào)查8次，調(diào)查方法同“1.3.1.4”節(jié)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2019和SPSS 17.0進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)結(jié)果用3次重復(fù)的平均數(shù)表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 自然病原發(fā)病試驗

2.1.1 誘導(dǎo)處理后的病株率 在自然病原發(fā)病條件下，隨著時間的推移，病株率逐漸增加(表1)。在7月8日至7月18日這段時間內(nèi)，乙葉誘導(dǎo)處理比乙CK晚發(fā)病5 d，丙根和丙葉誘導(dǎo)處理分別比丙CK晚發(fā)病5 d和10 d；在8月12日最后1次調(diào)查中，乙根、乙莖和乙葉誘導(dǎo)處理的病株率分別比乙CK降低20.00%、13.34%和26.66%，丙根、丙莖和丙葉誘導(dǎo)處理的病株率分別比丙CK降低20.00%、20.00%和26.66%，除乙莖外與CK差異顯著；乙根、乙莖、乙葉、丙根、丙莖和丙葉誘導(dǎo)處理的病株率分別比總CK降低25.00%、18.75%、31.24%、25.00%、25.00%和31.24%，差異顯著或極顯著；乙醇誘導(dǎo)處理組內(nèi)乙葉誘導(dǎo)處理的病株率最低，丙酮誘導(dǎo)處理組內(nèi)丙葉誘導(dǎo)處理的病株率最低。

表1 自然病原發(fā)病試驗的病株率

2.1.2 誘導(dǎo)處理后的病葉率 隨著時間的推移，病葉率逐漸增加(表2)。在8月12日調(diào)查中，乙根、乙莖和乙葉誘導(dǎo)處理的病葉率分別比乙CK降低22.51%、15.43%和26.64%，丙根、丙莖和丙葉誘導(dǎo)處理的病葉率分別比丙CK降低20.81%、18.87%和27.66%，差異顯著或極顯著；乙根、乙莖、乙葉、丙根、丙莖和丙葉誘導(dǎo)處理的病葉率分別比總CK降低23.80%、16.83%、27.86%、22.39%、20.48%和29.10%，差異顯著或極顯著；乙醇誘導(dǎo)處理組內(nèi)乙葉誘導(dǎo)處理的病葉率最低，丙酮誘導(dǎo)處理組內(nèi)丙葉誘導(dǎo)處理的病葉率最低。

表2 自然病原發(fā)病試驗的病葉率

2.1.3 誘導(dǎo)處理后的病情指數(shù) 隨著時間的推移，病情指數(shù)呈逐漸增加的趨勢(表3)。在8月12日調(diào)查中，乙根、乙莖和乙葉誘導(dǎo)處理的病情指數(shù)極顯著低于乙CK，誘導(dǎo)抗性效果分別達到41.61%、30.56%和45.85%，丙根、丙莖和丙葉誘導(dǎo)處理的病情指數(shù)極顯著低于丙CK，誘導(dǎo)抗性效果分別達到40.46%、37.18%和50.25%；乙根、乙莖、乙葉、丙根、丙莖和丙葉誘導(dǎo)處理的病情指數(shù)均極顯著低于總CK，誘導(dǎo)抗性效果分別達到45.77%、35.15%、49.43%、44.42%、41.49%和53.67%(圖1)；乙醇誘導(dǎo)處理組內(nèi)乙葉誘導(dǎo)處理的病情指數(shù)最低且誘導(dǎo)抗性效果最強，丙酮誘導(dǎo)處理組內(nèi)丙葉誘導(dǎo)處理的病情指數(shù)最低且誘導(dǎo)抗性效果最強。

2.2 人工接種病原發(fā)病試驗

2.2.1 誘導(dǎo)處理后的病株率 在人工接種病原發(fā)病條件下，隨著時間的推移，病株率逐漸增加(表4)。

表3 自然病原發(fā)病試驗的病情指數(shù)

在7月5—13日這段時間內(nèi)，乙根和乙葉誘導(dǎo)處理分別比乙CK晚發(fā)病4 d和8 d，丙根和丙葉誘導(dǎo)處理分別比丙CK晚發(fā)病4 d和8 d；在8月2日調(diào)查中，乙根、乙莖和乙葉誘導(dǎo)處理的病株率分別比乙CK降低23.54%、17.65%和29.42%，丙根、丙莖和丙葉誘導(dǎo)處理的病株率分別比丙CK降低18.75%、18.75%和31.24%，差異顯著或極顯著；乙根、乙莖、乙葉、丙根、丙莖和丙葉誘導(dǎo)處理的病株率分別比總CK降低23.54%、17.65%、29.42%、23.54%、23.54%和35.29%，差異顯著或極顯著；乙醇誘導(dǎo)處理組內(nèi)乙葉誘導(dǎo)處理的病株率最低，丙酮誘導(dǎo)處理組內(nèi)丙葉誘導(dǎo)處理的病株率最低。

表4 人工接種病原發(fā)病試驗的病株率

2.2.2 誘導(dǎo)處理后的病葉率 隨著時間的推移，病葉率呈逐漸增加的趨勢(表5)。在8月2日調(diào)查中，乙根、乙莖和乙葉誘導(dǎo)處理的病葉率分別比乙CK降低23.81%、17.42%和26.25%，丙根、丙莖和丙葉誘導(dǎo)處理的病葉率分別比丙CK降低23.23%、20.93%和31.96%，差異極顯著；乙根、乙莖、乙葉、丙根、丙莖和丙葉誘導(dǎo)處理的病葉率分別比總CK降低28.93%、22.88%、31.28%、27.43%、25.32%和35.61%，差異極顯著；乙醇誘導(dǎo)處理組內(nèi)乙葉誘導(dǎo)處理的病葉率最低，丙酮誘導(dǎo)處理組內(nèi)丙葉誘導(dǎo)處理的病葉率最低。

2.2.3 誘導(dǎo)處理后的病情指數(shù) 隨著時間的推移，病情指數(shù)逐漸增加(表6)。在8月2日調(diào)查中，乙根、乙莖和乙葉誘導(dǎo)處理的病情指數(shù)極顯著低于乙CK，誘導(dǎo)抗性效果分別達到47.96%、32.26%和55.34%，丙根、丙莖和丙葉誘導(dǎo)處理的病情指數(shù)極顯著低于丙CK，誘導(dǎo)抗性效果分別達到44.52%、42.58%和60.28%；乙根、乙莖、乙葉、丙根、丙莖和丙葉誘導(dǎo)處理的病情指數(shù)均極顯著低于總CK，誘導(dǎo)抗性效果分別達到52.43%、38.31%、59.26%、48.37%、46.26%和63.04%(圖2)；乙醇誘導(dǎo)處理組內(nèi)乙葉誘導(dǎo)處理的病情指數(shù)最低且誘導(dǎo)抗性效果最強，丙酮誘導(dǎo)處理組內(nèi)丙葉誘導(dǎo)處理的病情指數(shù)最低且誘導(dǎo)抗性效果最強。

表6 人工接種病原發(fā)病試驗的病情指數(shù)

3 討論與結(jié)論

研究表明，植物對各種病害具有防衛(wèi)潛能，通過適當(dāng)?shù)恼T導(dǎo)處理可以激發(fā)植物自身的抗病性，使感病的植物表現(xiàn)抗病，從而抵抗多種病害，這是一種綠色、無污染且有利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的防控病害的方法[17-18]。劉嘉方等將番茄晚疫病菌弱毒菌株菌懸液作為誘導(dǎo)物，于番茄幼苗2葉1心時，均勻地噴施在葉片正背面進行2次誘導(dǎo)處理，3 d后人工接種晚疫病菌，結(jié)果表明誘導(dǎo)處理后的植株病情發(fā)展較慢，可誘導(dǎo)番茄對晚疫病產(chǎn)生抗性[19]。高曉敏在黃瓜幼苗2張子葉完全展開時，利用西芹浸提液對黃瓜幼苗進行2次誘導(dǎo)處理，2 d后接種枯萎病菌，研究結(jié)果表明西芹浸提液對黃瓜枯萎病具有誘導(dǎo)抗性效果[20]。田菲菲于黃瓜幼苗2葉1心時，用喉頭噴霧器將菜粉蝶提取物均勻噴灑在葉片正背面進行誘導(dǎo)處理，3 d后接種炭疽病菌，結(jié)果表明誘導(dǎo)處理后植株的病情指數(shù)低于對照植株， 且對炭疽病產(chǎn)生抗性[21]。陳桂華等在水稻幼苗2葉1心時，將中藥前胡提取物均勻噴施在葉片正背面進行誘導(dǎo)處理，2 d后接種稻瘟病菌，結(jié)果表明誘導(dǎo)處理后植株的病情指數(shù)顯著低于對照植株，且對稻瘟病產(chǎn)生抗性[11]。

本試驗結(jié)果表明，在自然病原發(fā)病試驗中，經(jīng)過乙根、乙莖、乙葉、丙根、丙莖和丙葉浸提液誘導(dǎo)處理后番茄植株的病株率、病葉率及病情指數(shù)均顯著或極顯著低于各自的對照和總對照，與各自的對照相比，各誘導(dǎo)處理的誘導(dǎo)抗性效果分別為41.61%、30.56%、45.85%、40.46%、37.18%和50.25%，與總對照相比，各誘導(dǎo)處理的誘導(dǎo)抗性效果分別為45.77%、35.15%、49.43%、44.42%、41.49%和53.67%；在人工接種病原發(fā)病試驗中，經(jīng)過乙根、乙莖、乙葉、丙根、丙莖和丙葉浸提液誘導(dǎo)處理后番茄植株的病株率、病葉率及病情指數(shù)均顯著或極顯著低于各自的對照和總對照，與各自的對照相比，各誘導(dǎo)處理的誘導(dǎo)抗性效果分別為47.96%、32.26%、55.34%、44.52%、42.58%和60.28%，與總對照相比，各誘導(dǎo)處理的誘導(dǎo)抗性效果分別為52.43%、38.31%、59.26%、48.37%、46.26%和63.04%，這與前人的研究具有相似性。

本試驗在自然病原發(fā)病試驗中，經(jīng)過乙葉和丙根誘導(dǎo)處理后的番茄植株比對照植株晚發(fā)病5 d，經(jīng)過丙葉誘導(dǎo)處理后的番茄植株比對照植物晚發(fā)病10 d；在人工接種病原發(fā)病試驗中，經(jīng)過乙根和丙根誘導(dǎo)處理后的番茄植株比對照植株晚發(fā)病4 d，經(jīng)過乙葉和丙葉誘導(dǎo)處理后的番茄植株比對照植株晚發(fā)病8 d。番茄植株整體發(fā)病進程推后，病情降低，可使產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的損失相對降低。

綜合自然病原發(fā)病試驗和人工接種病原發(fā)病試驗結(jié)果表明，經(jīng)過煙草根、莖、葉的乙醇、丙酮浸提液誘導(dǎo)處理后，番茄植株產(chǎn)生對晚疫病的抗性，比對照植株推遲發(fā)病4～10 d，且病情發(fā)展緩慢，誘導(dǎo)抗性效果由強到弱趨勢為丙葉處理>乙葉處理>乙根處理>丙根處理>丙莖處理>乙莖處理。