不同抗性辣椒品種根系分泌物對疫霉菌的影響

王繼元 呂雅悠 于 迪 張維娜 樸鳳植 申順善*

（1河南農業大學植物保護學院，河南鄭州 450002；2河南農業大學園藝學院，河南鄭州 450002）

不同抗性辣椒品種根系分泌物對疫霉菌的影響

王繼元1呂雅悠1于 迪2張維娜1樸鳳植2申順善1*

（1河南農業大學植物保護學院，河南鄭州 450002；2河南農業大學園藝學院，河南鄭州 450002）

為分析辣椒根系分泌物與抗疫病的相關性，測定了4個不同抗性辣椒品種的根系分泌物對辣椒疫霉菌的影響。結果表明：對辣椒疫病表現抗病的PRMND和DNP56的根系分泌物對疫霉菌的菌絲生長、游動孢子囊形成、游動孢子釋放和休止孢子萌發均有顯著的抑制作用，而對辣椒疫病表現高度感病的科星6號和新機遇的根系分泌物對疫霉菌的菌絲生長沒有明顯影響，科星6號根系分泌物對游動孢子囊的形成沒有明顯的影響，而新機遇根系分泌物對游動孢子囊形成有明顯抑制作用，科星6號和新機遇的根系分泌物對游動孢子釋放和處理8 h后對休止孢子萌發具有明顯的抑制作用，但其抑制效果顯著低于抗病品種。

根系分泌物；辣椒疫霉菌；抗病性

辣椒是我國種植面積較大的重要蔬菜和調味品種類之一，各地均有廣泛栽培。辣椒疫病是由辣椒疫霉菌（Phytophthora capsici L.）引起的辣椒生產中為害最嚴重的土傳病害之一，在辣椒生產區均有發生（易圖永 等，2002；蘭成忠 等，2011）。多年來，國內外許多專家學者都在尋找安全、高效、持久治理辣椒疫病的有效途徑，在抗性品種的篩選、嫁接、輪作、土壤消毒和根際自生細菌的應用等方面做了大量的研究。選用抗病品種是防治辣椒疫病最為經濟有效的途徑（楊君麗和王淑燕，2002；杜曉華 等，2005），但目前在辣椒生產上尚無理想的抗病品種，辣椒疫病的防治主要依賴于化學農藥，但長期使用化學農藥，病菌易產生抗藥性，且污染環境，破壞生態系統，影響人體健康。為了保障辣椒種植業的持續、穩定、健康發展，抗性資源的篩選、引進及抗病品種的選育是亟待解決的問題。

植物根系分泌物是指植物分泌到周圍土壤中的有機物的總稱，作為寄主自身抗病的第一階段，與植物抗性有密切關系（韓雪 等，2006）。關于辣椒抗疫病機制國內外都有一些研究報道，馮東昕和李寶棟（1999）綜述了國內外對辣椒疫病的抗病機制研究進展，認為辣椒對疫病的抗病機制是非常復雜的，既包括寄主的組織結構抗性，也包括生理生化機制如可溶性蛋白、酯酶、過氧化物酶等。考慮到辣椒疫病病菌是從根部侵入，根系分泌物的生態作用就顯得尤為重要，而且不少學者已在其他病害研究中發現根系分泌物與植物抗病性有密切關系（黃奔立 等，2007a，2007b；張俊英 等，2008；王雪 等，2008）。

本試驗依據辣椒品種抗病性評價研究結果（張維娜 等，2013），選用辣椒疫病抗病品種PRMND、DNP56和感病品種科星6號、新機遇，測定其根系分泌物對辣椒疫霉菌的影響，初步分析辣椒根系分泌物與品種抗疫病之間的關系，為辣椒疫病抗病品種的抗性機理分析打下基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試辣椒品種 供試辣椒品種為科星6號（鄭州市科星蔬菜研究所，高感疫病）、新機遇（河南省豫園科技發展有限公司，高感疫病）、PRMND（韓國農宇種苗，抗疫病）和DNP56（韓國大農種苗，抗疫病）。

1.1.2 供試病原菌 辣椒疫霉菌由河南農業大學植物病害生物防治研究室分離、鑒定并保存。

1.1.3 供試培養基 供試培養基為CMA培養基（玉米粉200 g，瓊脂粉15 g，蒸餾水1 000 mL）和V8A培養基（V8果蔬汁 100 mL，碳酸鈣 1 g，瓊脂粉15 g，蒸餾水900 mL）。

1.2 方法

1.2.1 根系分泌物的收集 將辣椒種子催芽露白后，播種于高溫滅過菌的蛭石中，培育30 d后，將辣椒苗從蛭石中小心取出，盡量不要傷到根系，先用自來水沖洗3次，再用去離子水沖洗3次，將每個辣椒品種植株分別放入盛有100 mL去離子水的燒杯中光照培養，每24 h更換收集1次去離子水，連續收集3次。收集到的根系分泌物用過濾器（濾膜孔徑：0.45 μm）過濾，然后用旋轉蒸發儀（40 ℃）濃縮10倍，冷藏備用（高欣欣 等，2012）。

1.2.2 根系分泌物對辣椒疫霉菌菌絲生長的影響采用平板培養法。將根系分泌物加入已滅菌并冷卻至50 ℃左右的CMA培養基里，搖勻后倒入培養皿（直徑為90 mm）制成10%根系分泌物-CMA培養基平板，每品種3次重復，以在CMA培養基中加入無菌水作對照。在平板中央接種辣椒疫霉菌菌塊，置于28 ℃恒溫箱培養，每隔24 h測定菌落生長直徑。

1.2.3 根系分泌物對辣椒疫霉菌游動孢子囊形成的影響 用打孔器（直徑為8 mm）切取V8A培養基上長滿辣椒疫霉菌的菌餅，移置于無菌空培養皿（直徑 60 mm）中，倒入辣椒根系分泌物，以剛好浸濕菌餅表面菌絲為準，然后置于25 ℃恒溫箱中光照培養16 h，在顯微鏡下檢測菌餅上的游動孢子囊的數量（Shen et al.，2002），以無菌水處理作對照。

1.2.4 根系分泌物對辣椒疫霉菌游動孢子釋放的影響 將無菌水中產生游動孢子囊的菌餅置于盛有辣椒根系分泌物的培養皿中，在4 ℃冰箱放置30 min，然后在室溫條件下放置30 min，誘發其釋放游動孢子。在顯微鏡下檢測游動孢子囊總數和游動孢子釋放后殘留的空殼孢子囊數，計算游動孢子釋放率（Shen et al.，2002），以無菌水處理作對照。

1.2.5 根系分泌物對辣椒疫霉菌休止孢子萌發的影響 在無菌水中誘發游動孢子釋放后，用雙層紗布過濾去除菌絲段獲得休止孢子懸浮液，取等量的休止孢子懸浮液和辣椒根系分泌物均勻混合，取30 μL混合液滴到凹玻片上，置于25 ℃恒溫箱中保濕培養，每隔2 h在顯微鏡下檢測休止孢子萌發數，計算休止孢子萌發率（Shen et al.，2002），以無菌水作對照。

2 結果與分析

2.1 辣椒根系分泌物對辣椒疫霉菌菌絲生長的影響

不同抗性辣椒品種的根系分泌物對辣椒疫霉菌菌絲的生長有不同程度的影響（表1）。抗疫病品種PRMND和DNP56的根系分泌物顯著抑制辣椒疫霉菌菌絲生長，而高感疫病品種新機遇和科星6號的根系分泌物對辣椒疫霉菌絲生長沒有顯著影響。接種120 h后對照的辣椒疫霉菌長滿平板，其菌落直徑為90 mm，接種48 h后PRMND和DNP56根系分泌物的平板菌落基本不再生長，到120 h時菌落直徑仍為20.7 mm和34.3 mm，對菌絲生長的抑制率達到77.00%和61.89%。

2.2 辣椒根系分泌物對辣椒疫霉菌游動孢子囊形成的影響

不同抗性辣椒品種根系分泌物對辣椒疫霉菌游動孢子囊的形成均有不同程度的影響。在25 ℃恒溫箱中光照培養16 h后，對照每個視野（10×10倍鏡）有疫霉菌游動孢子囊85.44個，而PRMND和DNP56根系分泌物處理每個視野（10×10倍鏡）有25.34個和32.92個，對游動孢子囊形成的抑制率達到70.34%和61.47%，新機遇根系分泌物處理每個視野（10×10倍鏡）有68.83個，也顯著抑制了辣椒疫霉菌游動孢子囊形成，而科星6號根系分泌物處理每個視野（10×10倍鏡）有84.91個，與對照沒有顯著差異（表2）。

表1 辣椒根系分泌物對辣椒疫霉菌菌絲生長的影響

表2 辣椒根系分泌物對辣椒疫霉菌游動孢子囊形成的影響

2.3 辣椒根系分泌物對辣椒疫霉菌游動孢子釋放的影響

不同抗性辣椒品種根系分泌物均不同程度地抑制辣椒疫霉菌游動孢子釋放。在皿內誘發游動孢子囊釋放游動孢子處理30 min后，對照的游動孢子釋放率為63.77%，而PRMND和DNP56根系分泌物處理為21.20%和27.26%，其抑制率分別達到66.75%和57.25%，新機遇和科星6號根系分泌物處理的游動孢子釋放率分別為34.85%和40.69%，也不同程度地抑制了游動孢子的釋放，其抑制率分別為45.35%和36.19%（表3）。

表3 辣椒根系分泌物對辣椒疫霉菌游動孢子釋放的影響

2.4 辣椒根系分泌物對辣椒疫霉菌休止孢子萌發的影響

辣椒根系分泌物不同程度地影響著辣椒疫霉菌休止孢子的萌發。在對照培養2 h后休止孢子萌發率達59.98%，培養8 h后萌發率達到了98.80%；而PRMND和DNP56根系分泌物處理的休止孢子培養2 h后萌發率分別為18.87%和21.47%，培養8 h后萌發率分別為65.27%和61.34%，抑制效果顯著；新機遇和科星6號根系分泌物處理8 h后對辣椒疫霉菌的休止孢子萌發也有一定程度的抑制效果（圖1）。

圖1 辣椒根系分泌物對辣椒疫霉菌休止孢子萌發的影響

3 結論與討論

辣椒疫病是典型的土傳病害，病原菌以菌絲體、卵孢子或厚垣孢子在病株殘體和土壤中越冬，第2年條件適宜時萌發并侵入寄主。病株上的病原體產生孢子囊，借助雨水和灌溉水傳播，進行再侵染。孢子囊可直接萌發侵染，也可釋放游動孢子侵入寄主，致使病害流行。游動孢子囊及游動孢子是辣椒疫霉菌在田間迅速傳播的主要形式（鄭小波，1997），因此辣椒疫病在田間的擴散蔓延與疫霉菌的菌絲生長、游動孢子囊和游動孢子形成關系密切。選用抗病品種是防治辣椒疫病最經濟有效的措施，而我國辣椒抗疫病育種工作起步較晚，篩選出來的抗病品種比較少，應用于生產的品種還很少。近年來，對辣椒抗疫病品種的選育愈加重視，對品種抗性機理的研究報道也不斷增加（朱英波 等，2002；李海燕 等，2006；李久峰，2008）。

植物根系分泌物對土壤理化性質、土壤微生物、植物營養影響較大，顯著影響著植物根際土壤微生態環境。不同作物、同種作物的不同品種、同一品種的不同生育期根系分泌物的成分和含量各不相同，在一些病害研究中已報道植物根系分泌物與植物抗病性有密切關系。鄭倩等（2012）研究結果證明，棉花抗病品種根系分泌物對黃萎病菌的孢子萌發和菌絲生長有一定的抑制作用，而感病品種根系分泌物則刺激病菌生長，本試驗結果表明，對辣椒疫病表現抗病的品種PRMND和DNP56的根系分泌物對疫霉菌的菌絲生長、游動孢子囊形成、游動孢子釋放和休止孢子萌發均有顯著的抑制作用，而對辣椒疫病表現高度感病的科星6號和新機遇的根系分泌物對疫霉菌的菌絲生長沒有明顯影響，科星6號根系分泌物對游動孢子囊的形成沒有明顯的影響，而新機遇根系分泌物對游動孢子囊形成有明顯抑制作用，科星6號和新機遇的根系分泌物對游動孢子釋放和處理8 h后對休止孢子萌發具有明顯的抑制作用，但其抑制效果顯著低于抗病品種。黃奔立等（2007a）的研究結果表明，不同抗性品種的根系分泌物影響黃瓜抗病性，根據本試驗結果可以證明辣椒不同抗性品種根系分泌物顯著影響著辣椒對疫病的抗性，其根系分泌物活性與抗病性程度有密切關系，而具體根系分泌物的何種成分在辣椒抗疫病過程中起了重要作用，還有待于進一步的研究。

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Effects of Root Exudates from Different Resistant Pepper Varieties on Phytophthora capsici

WANG Ji-yuan1, LYU Ya-you1, YU Di2, ZHANG Wei-na1, PIAO Feng-zhi2, SHEN Shun-shan1*

（1CollegeofPlantProtection,HenanAgriculturalUniversity,Zhengzhou450002，Henan,China；2CollegeofHorticulture,HenanAgriculturalUniversity,Zhengzhou450002,Henan,China）

In order to analyze the correlation between pepper root exudates and its resistance to disease, the effect of root exudates from 4 different resistant pepper varieties on Phytophthora capsici was tested．The results show that the root exudates from resistant pepper varieties ‘PRMND’ and ‘DNP56’have significant inhibition effect on mycelia growth, zoosporangium formation, zoospore release and cystospore germination of Phytophthora capsici．While the root exudates from ‘Kexing No.6’ and ‘Xinjiyu’, which are highly susceptible varieties, have no obvious effect on mycelia growth , the root exudates of ‘Kexing No.6 ’ has no obvious effect on the zoosporangium formation , the root exudates of ‘Xinjiyu’ has obvious effect the zoosporangium formation , the root exudates of ‘Kexing No.6’ and ‘Xinjiyu’ have obvious inhibition effect on the zoospore release and cystospore germination of Phytophthora capsici at 8 hours after treatment, but its inhibition is significantly lower than that of the resistant varieties.

Root exudate; Phytophthora capsici; Disease resistance

王繼元，女，碩士研究生，專業方向：蔬菜病害防治，E-mail：jywang2007@163.com

*通訊作者（Corresponding author）：申順善，女，教授，專業方向：植物病害防治，E-mail：shen0426@163.com

2013-11-11；接受日期：2013-11-30

河南省重點科技攻關資助項目（122102110042）