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AM真菌对设施黄瓜幼苗生长及抗枯萎病能力研究

王倡宪  
【摘要】:目前,黄瓜枯萎病已成为限制其产量的主要障碍。本文结合黄瓜生产中的育苗和移苗环节,就丛枝菌根(AM)真菌培育壮苗、抗枯萎病的潜力及其抗性机制进行了初步研究,以期为农业生产实践中利用AM真菌防治枯萎病提供必要的理论依据。文中用到的AM真菌为:摩西球囊霉(Gl.mosseae),根内球囊霉(Gl.intraradice)和地表球囊霉(Gl.versiforme),分别简写为G.m,G.i和G.v。病原菌为:Fusarium oxysporum f.sp.简写为F.o。 育苗环节接种Gm,成苗时,地上部和根系干重比对照分别增加了21.42%和12.50%,根系的N和P含量分别提高了11.69%和114.28%;育苗时接种G.v,移苗后,AM真菌的促生效应在灭菌的连作土壤上可持续到植株现蕾期;育苗时接种F.o条件下,同时接种G.v可使植株的病情指数较单接种F.o处理降低37.5%。 病原菌密度为10~6枚/ml的条件下,外界P浓度为31mg/kg时,G.v可有效提高黄瓜幼苗对枯萎病的抗性;且植株体内PPO酶活性的变化可以作为其抗病能力的一个指标;而POD酶活性的变化只是植株受害后症状表现的一种反应。 AM真菌可从以下几方面提高植株的抗病性 (1)对病原侵入更为敏感的菌根化植株可通过积累较高的生物量间接进行“损伤”补偿。对4周龄的黄瓜幼苗接种F.o(病原孢子密度为10~6枚/ml),接种2周后,育苗时接种G.v处理植株由病原导致地上部和根系生物量降低的相对值分别为单接种病原处理的1.54和1.64倍,但其生物量却为单接种病原处理的2倍。 (2)接种AM真菌可减轻病原对根系的伤害。对4周龄的黄瓜幼苗接种F.o(病原孢子密度为10~6枚/ml),接种F.o2周后,育苗时接种G.m和G.v可使根系丙二醛含量较相应单接种F.o处理分别降低32%和35%。同时,根细胞膜伤害率也显著低于对照。接种G.v处理叶片中N、P含量显著低于对照,而K含量却显著高于对照。 (3)AM真菌可通过根系中较高含量的次生代谢物来抵御病原的滋生。对4周龄的黄瓜幼苗接种F.o(病原孢子密度为10~4枚/ml),到接种F.o后第9天时,对照发病率达15%,而接种G.v处理的根系生长始终正常,且在F.o的侵入初期和后期,菌根化幼苗根系中黄酮和总酚含量高于对照。 (4)接种AM真菌后根系的防御酶体系可被及早诱导,这对保护植株免受病原的进一步侵害起到了积极的预防作用。对4周龄的黄瓜幼苗接种F.o(病原孢子密度为10~4枚/ml),接种G.v处理的根内几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶和PAL酶的诱导均比对照提前且酶活性高于对照。利用SDS-PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳对亲和层析后接种G.v处理根系内的几丁质酶进行纯度检测,结果显示单一条带,其相对分子量约为51.3 KD;体外抑菌试验表明,经亲和层析后的几丁质酶可强烈抑制F.o菌丝的生长。 总之,设施黄瓜生产中,引入AM真菌以培育壮苗,并且菌根化植株可通过调节其体内的生理生化代谢的机制来提高对枯萎病的抗性。


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