4 個辣椒品種對根結線蟲的抗性研究

楊 玉 黃永輝 張響迪 吳欣泰 馮桂芳 閆 麗 陳之群

（臨沂大學生命科學學院，山東臨沂 276005）

根結線蟲是一類重要的植物病原微生物，廣泛寄生于各種植物的根部。根結線蟲危害植株根部，通過病土、病殘體、病苗、施肥、灌溉、農具等傳播，屬典型的土傳病害[1-2]。近幾年，溫室栽培使根結線蟲病呈明顯加重態勢[3-4]，病害發生后，一般蔬菜減產20%～30%，只需3～4 年病株率可達100%，減產50%以上[5-7]。根結線蟲給我國溫室大棚蔬菜造成的損失逐年上升，選育和利用抗病品種是控制根結線蟲病經濟環保有效的方法。

實豐802、啟陽5、啟陽6、啟陽7 是由臨沂大學蔬菜團隊利用胞質雄性不育（CMS）三系配套制種技術，以優良農藝性狀的辣椒作為核心父本，通過不同的中間材料S（RfRf）雜交、回交，選育出的4 個具有優良農藝性狀的辣椒新品種，但其抗根結線蟲能力尚不清楚。為此，本試驗對4 個辣椒新品種抗根結線蟲的能力進行研究，以期為抗根結線蟲辣椒品種的推廣應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試植物品種為蔬菜團隊選育的具有穩定性狀的4 種辣椒品種：實豐802、啟陽5、啟陽6、啟陽7。商品化辣椒品種：帝王336，購于壽光市春秋種業有限公司。試驗所用的根結線蟲種類為南方根結線蟲（Meloidogyne incognita，Kofold &White），分離自山東省濟南市濟陽縣曲堤鎮的絲瓜大棚連作障礙土樣。儀器：手持式葉綠素儀、根系掃描儀（型號GXY-A）、紫外分光光度計等。藥劑：TTC（紅四氮唑）、0.1%愈創木酚、5%偏磷酸、5%PBS（磷酸緩沖液pH=7.8）、乙酸乙酯等。

1.2 試驗方法

本試驗在臨沂大學生命科學學院實驗室和試驗田進行，分析不同辣椒品種在高/低蟲口密度下對根結線蟲的抗性情況，以商品化辣椒品種帝王336 作為對照。指標測量在辣椒植株花期進行，表觀指標為株高、根鮮重、葉綠素含量[8-9]；理化指標為根系過氧化物酶（POD）活力、過氧化氫酶（CAT）活力；根系指標為根體積、根平均徑、根結數。

1.2.1 表觀指標 株高為植株土壤以上部分到植株頂端的距離；根長為根系第一側根發生位置到根尖的距離；根鮮重為整個根系的重量；葉鮮重為中等葉的重量；葉綠素含量為手持式葉綠素儀的測定值。

1.2.2 理化指標測定

1.2.2.1 根活力測定 根活力直接反映根系活力。強氧化性藥劑氯化三苯基四氮唑（TTC）與植物根系的還原性物質發生氧化還原反應，生成紅色化合物TPF（甲臜化合物）[10]。以乙酸乙酯為介質研磨根系提取化合物TPF，紫外分光光度計485 nm波長下測定。

根活力計算公式如下：

式 （1）中：C為TTC 還原量（mg），M為根的重量（g），T為反應時長（h）。

1.2.2.2 POD 活性測定 POD 活性在植物的抗逆中發揮著重要作用。POD與愈創木酚反應[11-12]生成棕紅色產物四鄰甲氧基甲苯，在470 nm波長處有特征性吸收峰，經紫外分光光度計可測定。POD 活性計算公式如式（2）：

式（2）中：X為測定管四鄰甲氧基苯酚的含量（μg）；X0為對照含量（μg）；Vt為酶液總體積（mL）；FW為樣品鮮重（g）；Vs為測定時取酶液的量（mL）；t為酶作用的時間（min）。每克鮮組織每分鐘催化1 μg底物的酶量定義為一個酶活力單位（U）

1.2.2.3 CAT 活性測定 CAT 活性可以降解植物體內的H2O2[13]。植物體內的H2O2含量與CAT 的活性及反應時間相關：CAT 活性越高，反應時間越長，植物體內的H2O2含量越少。H2O2在240 nm 波長下具有高吸收峰[14]，可經紫外分光光度計測定。

測定辣椒根系CAT活性時，固定反應時間，根系H2O2的含量會隨CAT 活性的提高而降低，240 nm下測定的吸光值也會相應地下降。設定1 min 內240 nm 波長下減少0.1 的酶量為1 個酶活性單位，CAT活性計算公式如式（3）：

式（3）中：Vt為粗酶提取液的體積（mL）；V1為測定時取的提取液的體積（mL）；FW為樣品鮮重（g）；t為反應時長（min）；ΔA240/0.1為酶活單位（U）。

1.2.3 根系指標測定 將辣椒植株地下部分與土壤一并取出，于清水中反復浸泡5次，土壤清除干凈后，在流水中除去固定在根系的蛭石、珍珠巖等雜質，將無雜質攜帶的根系置于根系掃描儀上掃描，測得根體積（cm3）、根平均徑（mm）、根結數（個）等指標。

按單株根結數量多少將被鑒定植株劃分為6個等級：0 級，根系上無根結；1 級，根系上有1～2 個根結；2級，根系上有3～10個根結；3級，根系上有11～30 個根結；4 級，根系上有31～100 個根結；5 級，根系上的根結數超過100個。

依照根結線蟲指數高低將辣椒品種抗病性分為6 個等級：免疫（I），根結指數=0.0；高抗（HR），0<根結指數≤20.0；中抗（MR），20.0<根結指數≤40.0；抗?。≧），40.0<根結指數≤60.0；感?。⊿），60.0<根結指數≤80.0；高感（T），根結指數>80.0[15]。

1.3 數據統計與分析

試驗數據的處理均采用Excel 2016 軟件，對原始數據的處理主要應用截尾函數。

2 結果與分析

2.1 表觀測量

在株高、根鮮重及葉綠素含量方面，4個新選育辣椒品種優于商品化品種帝王336，其中啟陽5、啟陽6、啟陽7與帝王336之間的差別不明顯，實豐802品種則明顯高于帝王336，說明在表觀指標方面新選育辣椒品種的抗性高于帝王336，結果如表1所示。

2.2 理化分析

2.2.1 低蟲口密度 低蟲口密度下，辣椒的根活力、POD 活性、CAT 活性試驗結果如圖1～3 所示。由圖1～3可以看出，4個新選育辣椒品種的根活力、POD活性、CAT活性均高于對照組。根活力方面：一般情況下，根結線蟲的存在會降低根活力的大小，但本試驗中根結線蟲對4個新選育辣椒品種根活力的影響較小，并且根結線蟲的存在使根活力有短暫上升的趨勢。初步認為有2 種情況：①根活力的升高與根系的POD活性和CAT活性有關，辣椒根系因根結線蟲的存在而產生了生理抗性，通過POD 和CAT活性的提高使得根活力升高，進而抵抗根結線蟲對辣椒植株的侵害。②在低蟲口密度下，根結線蟲對4 個新選育辣椒品種的影響較小，不足以對植株生長造成不利影響，即4 個新選育辣椒品種對低蟲口密度下的根結線蟲具有較好的抗性。理化分析結果說明本試驗中的4個新選育辣椒品種對根結線蟲具有一定抗性。

圖1 4種新選育辣椒品種根活力對比

圖2 4種辣椒品種POD活性對比

圖3 4種辣椒品種CAT活性對比

2.2.2 高蟲口密度 高蟲口密度下，辣椒根活力、POD 活性、CAT 活性試驗結果見表2。由表2 可看出，根活力方面，啟陽5、啟陽6、啟陽7的根活力均高于帝王336；對比根系POD 活性，啟陽6 與帝王336差異不大，實豐802、啟陽5、啟陽7則低于帝王336；對比根系CAT 活性，實豐802、啟陽6、啟陽7 均高于帝王336。

表2 4個新選育辣椒品種及帝王336的理化分析結果

2.3 根系分析

4 個辣椒品種的根系根體積與根平均徑如表3所示。

表3 4個新選育辣椒品種及帝王336根體積、根平均徑對比

根體積方面，實豐802、啟陽5 與帝王336 之間的差別不明顯，帝王336 略高，其原因可能是根結線蟲的侵染使植株根系出現腫大和結節。根平均徑方面，4 個新選育品種與帝王336 之間沒有明顯差異。

新選育辣椒品種及帝王336 的平均根結數、平均根結等級以及根結指數、感病等級的結果如表4、表5所示。

表4 低蟲口密度下辣椒品種抗病等級

表5 高蟲口密度下辣椒品種抗病等級

在平均根結數及根結等級方面，4 個新選育辣椒品種中實豐802、啟陽5和啟陽7的根結數均少于帝王336，其中，實豐802、啟陽5 與帝王336 之間的差別最為明顯（圖4）。

圖4 4個新選育辣椒品種及帝王336的根系根結情況

根結指數方面，實豐802、啟陽5、啟陽7 的根結指數低且與帝王336 之間差異明顯。4 個新選育辣椒品種及帝王336 的感病等級：啟陽5 為高抗，實豐802為抗病，啟陽6和啟陽7與帝王336同為感病，但啟陽7 的根結指數低于帝王336。根系分析結果表明，啟陽5 和實豐802 對根結線蟲的抗性高于帝王336，其中啟陽5為高抗、實豐802為抗病。有相關研究表明，在溫室種植的10種辣椒品種對南方根結線蟲的抗性分析中，帝王336 品種為南方根結線蟲的易感品種。

3 結論與討論

本試驗從表觀指標、理化指標、根系指標3 個方面出發，研究了4 個新選育辣椒品種在高、低蟲口密度下對根結線蟲的抗性。結果表明，在根結線蟲低蟲口密度（1～5 條/g 土）時，4 個辣椒品種實豐802、啟陽5、啟陽6、啟陽7 對根結線蟲均具有較高的抗性，每株根上有1～2 個根結。加大蟲口密度（40～50 條/g 土），與商品化品種帝王336 相比，啟陽5 為高抗、實豐802 為抗病、啟陽6 和啟陽7 為感病。

本試驗發現低蟲口密度的根結線蟲引起辣椒植株的根活力、根系POD、CAT 活性升高，激發植株啟動抗性，但其具體機理還有待于進一步研究、驗證。