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西芹浸提液化感物质分离鉴定及其对黄瓜枯萎病诱导抗性的研究

高晓敏  
【摘要】:黄瓜枯萎病是世界性土传病害,由于其传播速度快,发病率高,在实际生产中防控相对困难。生产中常使用化学药剂进行防控,但会带来环境污染问题。嫁接换根可以从根本上防治枯萎病,但导致黄瓜产品品质下降,且嫁接技术不易操作,后期管理繁琐。因此,寻找一种绿色、易操作的黄瓜枯萎病防治方法是科研工作者亟待解决的问题。近年来本课题组研究发现西芹与黄瓜轮作能够降低黄瓜枯萎病的发病率,进一步研究表明西芹根物质浸提液在培养基条件下对黄瓜枯萎病菌产生化感抑制作用。那么西芹根物质中究竟是哪些物质对黄瓜枯萎病菌有抑制作用目前并不清楚。在本研究中,我们以西芹鲜根、根际士和种子为材料,以乙醇和丙酮为浸提剂获得6种浸提液,再通过连续4次的柱层析,每次所得流分与黄瓜枯萎病菌在PDA培养基上进行共培养,以化感效果筛选最佳流分,同时测定菌体各种生理生化指标的变化,然后对第4次层析获得的24个最佳流分进行GC-MS检测,鉴定了其中主要物质成分和含量,最后对24个最佳流分进行了田间诱导抗性研究。本次研究主要结论如下:(1)以3种材料,2种浸提剂共得到6种浸提液,经四次层析筛选,每种浸提液各获得4个最佳流分,共24个最佳流分。四次层析过程中获得的流分对黄瓜枯萎病菌的化感效果及孢子萌发抑制率均与对照差异显著。在三种材料中,鲜根浸提液对黄瓜枯萎病菌的抑制作用较强,鲜根乙醇浸提液第4次层析最佳流分对黄瓜枯萎病菌的化感效果达到54.59、52.35%、51.55%和50.97%,鲜根丙酮浸提液第4次层析最佳流分对黄瓜枯萎病菌的化感效果达到54.49、54.98%、55.62%和55.67%。(2)西芹各浸提液的24个最佳流分作用于黄瓜枯萎病菌后,显著的影响了菌体自身的生化代谢。具体表现为:菌体自身分泌的三种细胞壁降解酶(纤维素酶,β-葡萄糖苷酶和果胶酶)活性较对照显著降低,同时菌体自身分泌的毒素镰刀菌酸的含量也在下降;菌体细胞膜透性增大(MDA含量增加),控制真菌自身渗透调节的可溶性蛋白含量则显著下降;另外,黄瓜枯萎病菌的保护酶系统也受到了最佳流分中化感物质的影响,SOD、CAT和POD的活性在处理后均显著下降。相关性分析结果显示:各最佳流分对黄瓜枯萎病菌的化感效果和其他9个菌体生化指标之间均存在着极显著的相关关系,除MDA含量外的8个指标均为负相关关系,相关系数在-0.958~-0.812之间,与MDA之间存在的是正相关关系;另外菌体三种细胞壁降解酶和镰刀菌酸含量之间是显著的正相关关系,MDA含量和可溶性蛋白含量之间显著的负相关关系,菌体内各保护酶之间也是显著的正相关关系。(3)经GC-MS检测,在24个流分中发现了大量物质,其中鲜根乙醇浸提液的4个最佳流分中共鉴定出17种物质;鲜根丙酮浸提液的4个最佳流分中共鉴定出16种物质;根际土乙醇浸提液的4个最佳流分中共鉴定出16种物质:根际土丙酮浸提液的4个最佳流分中共鉴定出16种物质;西芹种子乙醇浸提液的4个最佳流分中共鉴定出19种物质;西芹种子丙酮浸提液的4个最佳流分中共鉴定出15种物质;共99种物质13类。其中酯类占物质种类的35%,酸类占21%,胺类占8%,醇类占7%、酮类占6%以及少数杂环芳香性有机化合物。从各流分中的物质含量来看,酯类和酸类应该是主要的化感物质,在未来防控枯萎病的研究中应该注重上述两类物质的应用。(4)24个最佳流分均能够诱导黄瓜植株对黄瓜柘萎病产生抗性,诱导抗性效果较高的是西芹鲜根乙醇和丙酮浸提液的8个最佳流分,在试验中获得最佳的诱导方法是灌根法,利用该方法诱导后,鲜根乙醇浸提液4个最佳流分的诱导抗性效果分别达到72.58%、72.25%、76.08%和76.08%。鲜根丙酮浸提液4个最佳流分的诱导抗性效果分别达到72.90%、75.92%、66.28%和76.59%;最佳的诱导间隔期是2d,在病情调查7d后枯萎病菌的发病情况趋于稳定;两次诱导的诱导物浓度相同时黄瓜植株对枯萎病的抗性较强,鲜根乙醇浸提液4个最佳流分的诱导抗性效果分别达到81.48%、85.19%、85.19%和86.17%。鲜根丙酮浸提液的4个最佳流分的诱导抗性效果分别到79.74%、73.83%、66.64%和78.64%;通过日间试验证实,最优的化感物质位于鲜根乙醇和鲜根丙酮浸提液的8个最佳流分中。


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