BTH處理對不同生育期甜瓜抗白粉病的誘導效應

康恩祥 朱振家 方春媛 陳年來* 孫小妹 楊世梅

（1甘肅省農業科學院旱地農業研究所，甘肅蘭州 730070；2甘肅農業大學，甘肅蘭州 730070）

甜瓜白粉病以甘肅、新疆等甜瓜種植地區發病最為嚴重。長期以來，對甜瓜白粉病使用化學農藥防治的占80 %以上。大量施藥不僅污染農產品和農田環境，而且引起病菌產生抗藥性，防效逐年降低。

植物的系統誘導抗性是普遍存在的現象，利用多種天然或合成的、無殺菌作用的化學物質可以使植物潛在的抗病性得到表達，如苯丙噻二唑（BTH）可以誘發水稻對白葉枯病的系統抗性（宋鳳鳴 等，2001），大多數寄主-病原物互作系統中，寄主抗性強弱與其防衛酶的活性呈正相關（張欣，2000）。β-1, 3-葡聚糖酶（GLU）是具有直接抑菌活性的水解酶類，小麥抗銹病品種的GLU活性明顯高于感病品種，御谷不同品種種子的 GLU活性水平與其對霜霉病的抗性呈正相關（Ramachandra et al.，2000）。侯琿等（2006）研究了BTH和水楊酸（SA）對甜瓜抗白粉病的誘導作用，篩選了 BTH和水楊酸（SA）的最佳誘導濃度和誘導期限。陳年來等（2010）用 BTH、SA和納米硅（SiO2）處理甜瓜幼苗，研究了白粉病抗性及葉片富含羥脯氨酸糖蛋白（HRGP）和木質素含量，研究結果證明防衛酶增強表達是植物系統獲得抗性的基本特征之一，但不同誘導劑處理后相同植物的防衛酶表達時間、活性強度和持續時間有所不同，關于系統獲得抗性和防衛酶的內在關系仍然缺乏足夠的實驗證據（張欣 等，2000）。本試驗擬通過討論化學誘導物處理后甜瓜葉組織防衛酶活性變化及其與甜瓜白粉病抗性誘導效果的關系，進一步探討甜瓜白粉病抗性誘導的生化機制，為植物誘導抗性的應用和抗病機制研究提供更多理論依據，促進誘導抗病性技術在實踐中的應用。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試甜瓜（Cucumis meloL.）品種為黃河蜜，種子由甘肅農業大學瓜類研究所提供。種子于2009年春季分3批播種于甘肅省農業科學院日光溫室肥力均一的苗床上，培育幼苗期、伸蔓期和幼果期3個生育期的甜瓜材料。每個生育期的甜瓜共30株，設3次重復，每重復10株。甜瓜白粉菌（Erysiphe cucurbitacearum）采自當年日光溫室自然發病的甜瓜植株，在溫室甜瓜黃河蜜上回接培養備用。BTH由澳大利亞悉尼大學提供。

1.2 誘導與接種

選取葉齡相同的幼苗期、伸蔓期和幼果期甜瓜各 20片葉，在晴天的傍晚用預備試驗篩選濃度0.25 mmol·mL-1BTH進行涂抹處理。幼苗期材料選取第1和第2片真葉，伸蔓期材料選取第4和第5片真葉，幼果期材料每株隨機選取3個子蔓，每個子蔓上選取從頂部倒數第3、第4片真葉（正數為第10片葉），用標記簽進行標記以備接種。誘導處理后第3天全株接種白粉菌，接種前一天將繁殖菌源的甜瓜葉片上的白粉菌老孢子彈掉，接種時用毛筆輕輕地將白粉菌孢子刷入盛有清水的燒杯中，用血球計數板計數配成孢子濃度為 3×104個·ML-1的孢子懸浮液進行噴霧接種。

1.3 誘導防病效果調查

接種后第 6天（對照植株普遍發病），按照方中達（1998）的方法調查所選植株發病嚴重程度，計算病葉率、病情指數及誘導防病效果。

1.4 酶活性的測定

于BTH處理前和處理后3﹑6﹑9、12 d，摘取各處理植株標記葉10片，液氮速凍，測定酶活性。GLU活性測定參照李學文等（2004）的方法；苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性測定參照李合生（2000）的方法。

1.5 數據分析

試驗數據采用SPSS10軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 BTH的誘導防病效果

研究結果表明，3個生育期甜瓜 BTH誘導植株病情指數均低于對照（表1），表明BTH對3個生育期甜瓜都有誘導防病作用。3個生育期對照植株的病情指數之間無顯著性差異，而經BTH處理后，幼苗期和伸蔓期甜瓜植株病情指數均顯著低于幼果期，表明BTH對不同生育期植株的誘導防病效果存在一定的差異，對幼苗期和伸蔓期甜瓜植株的誘導防病效果高于幼果期。

表1 BTH處理對不同生育期甜瓜誘導防病效果

2.2 BTH誘導后GLU活性的變化

由圖1可知，3個生育期甜瓜BTH誘導+接種植株與對照只接種植株相比，前者葉片中GLU活性在接種后第6天達到了高峰，而后者在接種后第9天出現了高峰，且前者的峰值較后者大，表明3個生育期甜瓜都可通過BTH誘導來提高GLU活性；3個生育期甜瓜相比，經BTH誘導后，幼苗期植株葉片中GLU活性在接種后增幅最大，伸蔓期次之，幼果期最小；而只接種的植株GLU活性增幅差異不大。

2.3 BTH誘導后PAL活性的變化

BTH誘導對3個生育期甜瓜葉片中PAL活性的影響如圖2所示。3個生育期甜瓜BTH誘導+接種植株與對照只接種植株葉片中的PAL活性變化相似。從幼苗期、伸蔓期到幼果期，隨著苗齡的增大，葉片中PAL活性高峰出現的時間不斷推遲；BTH誘導+接種植株與對照只接種植株相比，3個生育期的甜瓜植株都表現出前者的PAL活性高峰出現較早，增幅較大的現象。

圖1 BTH誘導+接種對不同生育期甜瓜GLU活性的影響

圖2 BTH誘導+接種對不同生育期 甜瓜PAL活性的影響

3 結論與討論

王偉等（2000）研究發現，BTH對厚皮甜瓜玉金香進行采前噴霧處理不但能有效防治甜瓜白粉病和細菌性角斑病，還能降低采后病害的發生率。另外采收前7 d用激發子處理后，葡萄果皮PAL活性顯著增強，貯藏期發病率明顯降低（關文強 等，2005）。本試驗結果發現，對甜瓜誘導處理的抗病效果也和葉片PAL活性變化有關，GLU可以通過水解病原菌細胞壁的方式直接抑制真菌的生長。陳年來等（2010）用白粉菌侵染和 BTH、SA誘導處理均可以誘導甜瓜植株系統積累HRGP和木質素，說明BTH和SA處理后甜瓜幼苗對白粉病抗性的提高與葉細胞中這兩種抗性物質的產生有關。侯琿等（2006）研究結果表明，BTH與SA誘導劑處理甜瓜不僅用量少，持久期長，而且供試濃度在植株體外均無抑菌作用，可有效誘導甜瓜植株產生系統獲得抗性。本試驗BTH誘導劑對甜瓜白粉病抗性的誘導效果整體上與GLU活性呈正線性關系。噴施從山藥中提取的幾丁質酶（CHI）和GLU，可控制草莓白粉病達14 d以上（Shuji et al.，2003）。本試驗BTH誘導劑處理不同生育期甜瓜葉片3 d后接種白粉菌，幼果期甜瓜植株葉片中GLU活性增幅較小，PAL活性增長較緩慢，相應的病情指數也較幼苗期和伸蔓期植株顯著增大，表明BTH誘導劑處理對甜瓜白粉病抗性的系統誘導與植物防衛酶有關，防衛酶活性增強是誘導處理甜瓜系統獲得對白粉病抗性的重要生化機制。這可能是隨著植株苗齡的不斷增大，植物對外界刺激的應答機制啟動較緩所致。BTH處理雖然也能激活幼果期甜瓜植株中與抗病相關的基因，但基因表達的產物還不足以大幅度減緩和殺死病原菌。在幼果期甜瓜植株上增加噴施誘導劑的葉片數或增加誘導和接種的時間間隔，可能會解決這一問題。幼果期植株表現的這種應答遲滯性還需進一步研究。

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