不同溫度條件下根結(jié)線蟲侵染對(duì)煙草根系的影響性分析

崔成瓊

摘 要：南方根結(jié)線蟲面對(duì)不同抗性煙草品種會(huì)呈現(xiàn)不同的生理生化表現(xiàn)，在這樣的背景下想要發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)于這些南方根結(jié)線蟲的影響，需要借助光合培養(yǎng)箱來(lái)對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)控，由此對(duì)不同溫度下的煙草根系進(jìn)行生理生化指標(biāo)實(shí)驗(yàn)和分析，以供借鑒。

關(guān)鍵詞：南方根結(jié)線蟲;溫度;煙草根系;生理特性

煙草屬于一年一次甚至是多年一次的草本類植物，在我國(guó)大量種植，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了較大貢獻(xiàn)。但是近些年以來(lái)，根結(jié)線蟲病在全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中變得越來(lái)越嚴(yán)重，給世界農(nóng)業(yè)發(fā)展造成阻礙。 當(dāng)前，還沒(méi)有找到特別有效的控制根結(jié)線蟲病的方法，一般方法是化學(xué)治理，但是這種方法在使用過(guò)程中會(huì)不可避免的使用到一些高濃度的化學(xué)有毒藥品，這樣不僅會(huì)導(dǎo)致煙葉質(zhì)量下降，而且還給環(huán)境造成了巨大的壓力。因此無(wú)公害防治根結(jié)線蟲病的研究符合時(shí)代發(fā)展需求，并且屬于當(dāng)前熱點(diǎn)。

一、材料與方法

1.試驗(yàn)材料

供試煙草為 2 個(gè)，即紅花大金元、K326，抗南方根結(jié)線蟲病能力不同的品種。

2.試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2017年11月，該試驗(yàn)在云南大學(xué)育種實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始。試驗(yàn)首先把這些作為試驗(yàn)品的煙草種子拿種子步包好，放在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%NaClO溶液中進(jìn)行消毒，大概十分鐘以后取出，再用蒸餾水反復(fù)清洗揉搓，次數(shù)大約為8～10次。洗滌后，把這些種子放置在蒸餾水當(dāng)中泡8～10h左右。等到這些種子完全被催芽完成之后，要在72孔幼苗盤當(dāng)中進(jìn)行播種，隨后將它們放在光照14小時(shí)，28℃;暗10小時(shí)，18℃;濕度為60%的光照培養(yǎng)箱中等待其發(fā)育。等到煙草長(zhǎng)出3～4片葉子時(shí)，再選擇出60個(gè)品種，把這些樣本移植到具有高穩(wěn)滅菌功能的塑料盆中，一株一個(gè)盆，然后統(tǒng)一置于與上述條件一致的光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行3天緩苗。在慢速幼苗完成后，將20個(gè)品種放入恒溫光培養(yǎng)箱中。完成緩苗后，隨后對(duì)每個(gè)品種進(jìn)行篩選，將20棵置于恒溫光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行溫度調(diào)控，為時(shí)三天。根據(jù)劉國(guó)順對(duì)煙草生長(zhǎng)溫度的研究和陳志杰等人的研究設(shè)定溫度，將溫度設(shè)定為15°C，25°C，35°C，相對(duì)應(yīng)的土壤溫度分別為13°C，23°C，33°C）。

3.接種取樣

河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院向我們提供了1號(hào)小種的南方根結(jié)線蟲。在實(shí)驗(yàn)中，首先將這些根結(jié)線蟲與感病番茄進(jìn)行接種。當(dāng)根系出現(xiàn)根結(jié)時(shí)，將卵塊從根結(jié)處抬起。在不同的溫度點(diǎn)為每個(gè)品種選擇10棵樹(shù)，用玻璃棒對(duì)根系進(jìn)行穿孔，每盆5個(gè)孔，并根據(jù)每盆3 000條的接種量連入南方根結(jié)線蟲的第二齡幼蟲的懸浮液。另外10棵選擇與清水進(jìn)行接種，由此形成對(duì)照。在接種南方根結(jié)線蟲后在0天、14天和28天的時(shí)候進(jìn)行取樣。隨機(jī)選擇3棵，將根清潔并用錫箔包裹。將它們?cè)谝旱欣鋬霾?chǔ)存在-80℃的冰箱用于檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)相關(guān)指標(biāo)。

4.生理生化指標(biāo)的測(cè)定及計(jì)算

采用李合生法測(cè)定SOD活性，脯氨酸和可溶性糖含量，POD活性參考Maehly等人的方法測(cè)定，CAT活性參照Kn?rzer等人的方法測(cè)定。通過(guò)Plant ELISA KIT測(cè)定羥脯氨酸糖蛋白（HRGP）含量。計(jì)算各生理生化指標(biāo)的相對(duì)增長(zhǎng)率，計(jì)算公式為相對(duì)生長(zhǎng)量=測(cè)量值/測(cè)量值×100%。 相對(duì)生長(zhǎng)速率可以反映煙草根系在進(jìn)行根結(jié)線蟲接種之后各個(gè)指標(biāo)仍然保持原始生長(zhǎng)能力。一般來(lái)說(shuō)，這個(gè)值與“1”之間的差異越大，就說(shuō)明煙草根系受南方根結(jié)線蟲的影響越大，反之亦然。

5.數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

利用 SPSS21.0 與 Excel 2010 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

二、結(jié)果與分析

SOD，POD，CAT等構(gòu)成整個(gè)植物保護(hù)酶系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)這三種酶處于穩(wěn)定狀態(tài)，活性氧的產(chǎn)生和消除對(duì)對(duì)植物不會(huì)有特別大的影響。但是當(dāng)這些植物面臨環(huán)境的某種變化時(shí)，這樣的平衡狀態(tài)也隨之被破壞，由于清除活性氧物質(zhì)的能力不斷下降，因此導(dǎo)致它們體內(nèi)產(chǎn)生了大量的O2-和H2O2，對(duì)植物造成一定的損害。在植物體內(nèi)SOD能夠催化O 2 - 與H+的反應(yīng)，形成O2和H2 O2，而產(chǎn)生的H2O2又經(jīng)過(guò)植物體內(nèi)被POD和CAT催化形成O2和H2O，從而減少H2O2和O2-應(yīng)對(duì)植物細(xì)胞膜產(chǎn)生更多活性·OH損傷。郭衍銀等發(fā)現(xiàn)生姜被南方根結(jié)線蟲感染后，根系SOD活性下降的同時(shí)POD活性增高。李青青等研究表明，接種南方根結(jié)線蟲之后，豇豆根系CAT活性明顯增加。本研究發(fā)現(xiàn)接種不同根結(jié)線蟲后，根系SOD活性降低，但POD和CAT活性與葉德友的結(jié)果一致，高抗性品種比長(zhǎng)頸黃色的易感品種G28的變化更顯著。這可能是因?yàn)槟戏礁Y(jié)線蟲（Meloidogyne incognita）對(duì)煙草植物的感染會(huì)導(dǎo)致植物中活性氧的積累。較低的SOD活性將導(dǎo)致煙草植物中O2-的積累并引起煙草植物的過(guò)敏反應(yīng)。根結(jié)線蟲產(chǎn)生毒性作用;較高的POD和CAT活性催化H2O2形成O2和H2O，較高的POD活性可以增加細(xì)胞壁厚度，木質(zhì)化細(xì)胞，增加煙草對(duì)南方根結(jié)線蟲的抗性。植物中的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)如可溶性糖、脯氨酸等與植物在暴露于環(huán)境時(shí)的抵抗能力密切相關(guān)。南方根結(jié)線蟲感染后不同抗性番茄砧木根系脯氨酸和可溶性糖含量增加，抗病番茄品種生長(zhǎng)速度高于敏感品種。羥脯氨酸糖蛋白是植物細(xì)胞壁中的獨(dú)特蛋白質(zhì)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)和植物對(duì)疾病具有抗性，應(yīng)力抵抗是密切相關(guān)的。不同的抗性香蕉品種接種了南方根結(jié)線蟲，羥脯氨酸糖蛋白含量顯著高于易感品種。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，南方根結(jié)線蟲感染不同抗性煙草品種，紅花大金元、K326根中可溶性糖，脯氨酸和羥脯氨酸糖蛋白含量顯著高于敏感品種長(zhǎng)脖黃。試驗(yàn)材料紅花大金元、K326為高抗性和高敏感性的南方根結(jié)線蟲品種，不同抗性煙草品種的生理生化指標(biāo)在不同溫度條件下被南方根結(jié)線蟲感染。研究的結(jié)果表明，在25℃下生理和生化指標(biāo)的相對(duì)生長(zhǎng)在接種南方根結(jié)線蟲和未接種的線蟲之間是最不同的。差異在35°C時(shí)很小，表明煙草在35°C時(shí)受到南根的影響。結(jié)線蟲感染的生理和生化反應(yīng)并不比其他溫度強(qiáng)。這可能是因?yàn)?5℃的高溫有效地抑制了南方根結(jié)線蟲的活動(dòng)并降低了其感染性。

三、結(jié)語(yǔ)

總體來(lái)說(shuō)，高溫對(duì)于南方防患自然災(zāi)害而言是有著較大的積極作用的，比如在高溫環(huán)境下，南方根結(jié)線蟲對(duì)于南方的侵犯能力會(huì)下降。在煙草根系中，富含SOD，POD，CAT活性及羥脯氨酸糖蛋白，可溶性糖和脯氨酸，這些都有助于發(fā)揮煙草對(duì)于結(jié)根線蟲的抵抗。

參考文獻(xiàn)：

[1]路雪君，廖曉蘭，成飛雪，等. 根結(jié)線蟲的生物防治研究進(jìn)展. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2010，12（4）：44-48.

[2]曹坳程，郭美霞. 21世紀(jì)中國(guó)農(nóng)藥工業(yè)的需求與發(fā)展. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2005，7（6）：37-42.