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番茄植株对外源植物诱抗剂的生理响应

2017-05-02国淑梅张凯张鹤李静牛贞福

江苏农业科学 2017年3期
关键词:番茄

国淑梅 张凯++张鹤 李静 牛贞福

摘要:采用果胶(Pec)、2,1,3-苯并噻二唑(BTH)、茉莉酸甲酯(MJ)、壳聚糖(CTS)、氨基寡糖素(AO)、水杨酸(SA)、亚精胺(Spd)这7种诱抗剂喷施开花结果期的番茄植株,以喷施清水为对照(CK),研究番茄植株对外源诱抗剂的生理响应。结果表明,喷施Spd的番茄植株Tr最大,为11.70 mmol/(m2·s),与喷施BTH、MJ、CTS、AO及H2O(CK)相比差异显著;喷施SA的番茄植株Ci最大,为338.0 μmol/mol,喷施BTH的番茄植株Ci最小,为258.7 μmol/mol,两者之间差异显著;与CK相比,施用诱抗剂可提高番茄植株体内POD、CAT酶的活性,除施用SA、CTS外的其他诱抗剂可减少番茄植株体内SOD酶的含量,除施用Pec、SA外的其他诱抗剂可降低番茄植株体内的MDA含量;喷施AO、MJ、BTH的番茄植株坐果率比CK分别增加15.7、14.7、11.9百分点,施用AO、Pec、SA的番茄单株产量比CK分别增加16.76%、15.38%、13.55%,喷施CTS、AO、Spd的番茄植株病叶率分别比CK减少3.78、3.59、0.99百分点。

关键词:番茄;外源诱抗剂;生理响应;诱导抗病性

中图分类号: S641.201文献标志码: A

文章编号:1002-1302(2017)03-0102-02

收稿日期:2016-01-28

基金项目:山东省高等学校科技计划(编号:J12LF51);山东省济南市科技发展计划(编号:201401271)。

作者简介:国淑梅(1975—),女,山东聊城人,硕士,讲师,从事植物病理教学及科研工作。E-mail:ngygsm@163.com。

通信作者:牛贞福,硕士,副教授,从事园艺教学及科研工作。E-mail:zhenfuniu@163.com。

植物诱导抗病性,别称系统获得抗性(SAR),是通过诱导植物体产生一些保护物质,使植物由原来的易感状态转变为局部或整体抗某种或某类病原物侵染的现象。诱抗剂引发的SAR具有系统性、持久性、广谱性、安全性的特点,符合绿色、生态农业的发展方向,成为21世纪新型的生态农药[1]。目前,诱导抗性虽然取得一定成果,但大多以幼苗为研究对象进行诱导抗病[2],而对产品形成的关键时期如开花期、结果期[CM(25]等研究未见报道。本试验在番茄开花结果期施用果胶、水[CM)][LL]杨酸等7种常见的植物诱抗剂,研究不同诱抗剂对植株光合特性、体内酶活性、产量性状、抗病性状的影响,以期筛选出适用于番茄生产的植物诱抗剂。

1材料与方法

1.1材料

安达3号番茄种子,由山东省寿光市金圣种苗有限公司提供;试验采用的诱抗剂相关信息见表1。

1.2试验处理

试验于2015年1—6月在山东农业工程学院生态基地日光温室内进行。2015年1月26日定植番茄幼苗,采用大、小行栽培方式,大行80 cm、小行60 cm,株行距为40 cm×60 cm。番茄花后坐第1穗果时开始叶面喷施诱抗剂,喷施浓度为250 mg/L,以喷施清水(H2O)为对照(CK),每隔7 d喷施1次,共喷施3次。6株为1区组,重复3次。

1.3测定内容与方法

1.3.1光合特性在番茄植株相似位置各选取4~6张成熟全展叶,选用红蓝光源6400-02B作为叶室人工光源,采用美国产LI-COR 6400便携式光合测定仪测定叶片的净光合速率(Pn)、叶片气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)及叶温下蒸汽压亏缺值(Vpdl)[3]。测定期间,保持叶室内温度恒定,尽量与外界温度一致,并在番茄适宜的生长范围內。采用浙江托普仪器有限公司生产的TYS-3N植物营养测定仪测定番茄植株的叶绿素含量。

1.3.2酶活性参照文献[4-5]的方法,分别测定过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)含量,所用测试盒均购自南京建成生物工程研究所。

1.2.4产量和抗病性番茄单株产量根据试验期内花序数、坐果率、单果质量、单株果数等因素估测[6];以病叶率对抗病性进行评价,计算公式为:病叶率=病叶数/总叶数×100%。

1.4数据处理

采用DPS软件对数据进行统计分析。

2结果与分析

2.1番茄植株光合特性对诱抗剂的响应

由表2可见,番茄植株光合特性对不同诱抗剂的响应不同,除Pn外都有明显差异;喷施Spd的番茄植株Tr相对最大,为11.70 mmol/(m2·s),与喷施BTH、MJ、CTS、AO及H2O(CK)相比差异显著,喷施BTH的番茄植株Tr显著低于CK;喷施SA的番茄植株Ci相对最大,为338.0 μmol/mol,喷施BTH的番茄植株Ci相对最小,为258.7 μmol/mol,两者之间差异显著;喷施Spd、AO、BTH的番茄植株叶绿素含量相对较大,SPAD值均超过50,与喷施Pec、CTS的番茄植株叶绿素含量有显著性差异;喷施Spd的番茄植株Vpdl相对最大,为1513 kPa,与喷施CTS、BTH、MJ及H2O(CK)的植株差异显著;番茄植株Gs对诱抗剂的响应相对较小,除喷施SA、BTH的番茄植株Gs有显著性差异外,其余处理间差异不显著。

2.2番茄植株酶活性及MDA含量对诱抗剂的响应

由表3可见,番茄植株体内POD、CAT、SOD酶活性和MDA含量对诱抗剂均有不同程度的响应:与CK相比,施用诱抗剂可提高番茄植株体内POD、CAT酶的活性;除SA、CTS外,其他诱抗剂均可使番茄植株体内SOD酶的活性减小;除Pec、SA外,其他诱抗剂均可降低番茄植株体内的MDA含量。

2.3番茄产量和抗病性对诱抗剂的响应

由表4可见,番茄果实性状和抗病性对诱抗剂有不同程度的响应,除CTS外大多数诱抗剂能提高番茄植株的坐果率,其中喷施AO、MJ、BTH的坐果率相对较高,分别比CK增加15.7、14.7、11.9百分点;施用诱抗剂能增加番茄单株果数,但单果质量除SA外均有明显的下降;诱抗剂对番茄的单株产量影响较大,比CK相比,施用AO、Pec、SA的单株产量分别增加16.76%、15.38%、13.55%;喷施CTS、AO、Spd的番茄植株,其病叶率分别比CK减少3.78、3.59、0.99 百分点。

3结论与讨论

番茄植株光合特性对不同诱抗剂的响应不同,净光合速率(Pn)对不同诱抗剂的响应无明显差异,而胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、叶温下蒸汽压亏缺值(Vpdl )及叶绿素含量对不同诱抗剂的响应较大;与喷施2,1,3-苯并噻二唑(BTH)的番茄植株Ci相比, 喷施水杨酸(SA)的番茄植株Ci有显著增加;喷施亚精胺(Spd)的番茄植株,其Tr值与喷施BTH、茉莉酸甲酯(MJ)、殼聚糖(CTS)、氨基寡糖素(AO)及H2O(CK)的植株差异显著,而喷施BTH的番茄植株Tr显著低于CK;喷施Spd的番茄植株Vpdl相对最大,与喷施CTS、BTH、MJ及H2O(CK)的植株差异显著;喷施Spd、AO、BTH的番茄植株叶绿素含量与喷施果胶(Pec)、CTS的番茄植株叶绿

[FL)][LM]

[KH*4D]

素含量相比差异显著。

POD是酚类、植保素合成的重要酶[7],CAT与植物的代谢强度及抗寒、抗病能力均有关。试验表明,与CK相比,施用诱抗剂可提高番茄植株体内POD、CAT酶的活性。除施用SA、CTS外,其他诱抗剂均可降低番茄植株体内SOD酶的含量,这可能与诱抗剂本身有一定的抗氧化作用有关,可直接或间接促进植物对胁迫的耐受;除施用Pec、SA外,其他诱抗剂可降低番茄植株体内的MDA含量,这可能与施用浓度不当有关,具体还须进一步研究。

番茄产量性状对诱抗剂的响应较为突出,喷施AO、MJ、BTH的番茄植株坐果率比CK分别增加15.7、14.7、11.9百分点,施用AO、Pec、SA的番茄单株产量比CK分别增加 16.76%、15.38%、13.55%,但单果质量除SA外有明显的下降,这就要求生产中在应用诱抗剂时应加强肥水管理,以达到稳定增产目的;番茄抗病性对诱抗剂的响应也有不同,喷施CTS、AO、Spd的番茄植株,其病叶率分别比CK减少3.78、3.59、0.99百分点。总体而言,诱抗剂AO可应用于番茄生产,施用后可提高植株的系统抗性和产量。

参考文献:

[1]梁俊峰,谢丙炎,冯兰香. 番茄诱导抗病性研究进展[C]. 第二届全国绿色环保农药新技术、新产品交流会,2003.

[2]李天来,张亢亢,余朝阁,等. 外源钙和茉莉酸甲酯诱导番茄植株抗灰霉病研究[J]. 西北植物学报,2012,32(3):505-510.

[3]李静. 几种植物叶片气孔导度与植物激素对大气湿度的响应[D]. 济南:山东大学,2014.

[4]刘佳. 外源物质对番茄幼苗灰霉病抗性诱导效应的研究[D]. 长春:吉林农业大学,2012.

[5]朱路路. 几种化学诱导剂对番茄白粉病抗性的研究[D]. 哈尔滨:东北农业大学,2014.

[6]王浩,买合木提·肉孜,艾斯卡尔·吾守尔,等. 日光温室进口番茄品种生长发育和产量性状分析[J]. 北方园艺,2009(10):155-157.

[7]安晓霞,曾粮斌,余永廷. 3种诱抗剂处理对苎麻叶片PPO和POD活力的影响[J]. 中国麻业科学,2014,36(1):46-50,54.

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