吕晓琳　农世英　李俊霖　韦建玉　贾海江　黄崇峻　冯佳　王杰

摘要：為了探寻一种更有效且绿色环保的烟草花叶病毒病（Tobaccomosaic virus，TMV ）防治方法，采用室内盆栽和大田试验相结合的方法，测定了0.02%二氢卟吩铁（Iron chlorin e6，ICE6）对 TMV 的防控效果和对烟草的促生作用。结果表明， ICE6对 TMV 防治效果随浓度的增加而增强，稀释5000倍液处理防效最好，室内和大田试验防效分别为73.20%和72.35%，且趋势一致。同时 ICE6可显著提高叶片暗反应中的 PSII 最大光化学量子产量（Fv/Fm ）和 PSII 潜在活性（Fv/Fo ）值，5000倍稀释液处理较清水对照分别提高16.99%和46.62%。此外， ICE6对烟草株高、叶长、叶宽和单叶质量有明显的促进作用，施用后增产效果显著，产量和产值分别比对照组增加9.34%和21.35%；且烟碱、总氮、还原糖、总糖、钾、氯、糖碱比均有显著提升。表明 ICE6可有效防治烟草 TMV ，且对烟草植株的生长和烟叶品质提升具有促进作用。

关键词：二氢卟吩铁；烟草花叶病毒；叶绿素荧光参数；抗病性；促生

中图分类号： S435.72           文献标识码： A           文章编号：1007-5119（2023）01-0051-06

Effects of Iron Chlorin e6 on Enhancing Disease Resistance against TMV and Improving Output Value and Production of Tobacco

LYU Xiaolin1， NONG Shiying2， LI Junlin2， WEI Jianyu3， JIA Haijiang3，HUANG Congjun3， FENG Jia1， WANG Jie1*

（1. Tobacco Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences， Qingdao 266101， China;2. Baise Branch of GuangxiTobacco Company， Baise， Guangxi 533000， China;3. China Tobacco Guangxi Industry Corporation Limited， Nanning 530001，China）

Abstract： To find a more effective and green way to control tobacco mosaic virus disease， the combination of pot experiment and field experiment were performed to determine the control effect of 0.02% ICE6 against TMV， as well as the growth-promoting effect on tobacco plants. The results of pot experiment showed that the control effect of ICE6 on TMV increased with the increase of treatment concentration， and the highest control efficiency （73.20%） was obtained when 0.02% ICE6 was diluted with 5000 times. The  control  efficiency of ICE6 in  field trial  exhibited the  same trend  as that  of the pot  experiment. Meanwhile，  ICE6 could significantly increase Fv/Fm  and Fv/Fo  values in tobacco leaves， and the values of the treatment with 5000 times diluted solution increased by 16.99% and 46.62%， compared with the control treatment. In addition， ICE6 showed obvious promoting effects on tobacco plant height， leaf length， leaf width and single leaf quality. After application， the tobacco production raised significantly， increased by 9.34% and 21.35% per 666.7 m2， respectively. And eight chemical components in the ICE6 treated flue cured tobacco increased significantly， especially with the 0.02% ICE65000 times solution treatmenst. The above results demonstrated that ICE6 could not only enhance tobacco resistance against TMV， but effectively promoted the growth of tobacco plants as well.

Keywords： iron chlorin e6; TMV; disease resistance; chlorophyll fluorescence parameter; growth promotion

烟草普通花叶病毒病（Tobacco  mosaic  virus， TMV）作为一种世界性流行病害，严重影响烟叶的产量和品质，给烟叶生产带来巨大的经济损失。 TMV 的发病率一般在25%左右，严重时可达50%，目前尚缺乏有效的防治药剂[1-2]。二氢卟吩铁（Iron chlorin e6， ICE6），又称叶绿酸铁，是一种最初从蚕砂中提取的新型植物生长调节剂，属于生物化学农药[3-5]，于2018年正式取得国家农药登记[6-8]。二氢卟吩铁能够抑制叶绿素酶活性，延缓叶绿素降解而增强光合作用，可以促进植物根系生长，提高发芽率，增加植株长势，进而提高植物抗逆性[9-11]。

目前还没有二氢卟吩铁对 TMV 防治效果的系统研究报道。本研究通过盆栽和大田试验，检测了不同浓度0.02%二氢卟吩铁喷施烟草叶片对 TMV 的防治效果，并进一步研究其对烟草的促生效应，以期为烟草主要病毒病的绿色防治及品质提升提供科学依据和技术支持。

1材料与方法

1.1材料

供试药剂：0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂（南京百特生物工程有限公司）、0.0016%28-表高芸薹素内酯水剂（云南云大科技农化有限公司）、1%香菇多糖水剂（燕化永乐乐亭生物科技有限公司），无水乙醇等其他试剂均购自青岛百奥百斯特化学试剂有限公司。

供试毒源：烟草普通花叶病毒由中国农业科学院烟草研究所植物保护中心病毒组提供。

供试材料：枯斑三生烟（Nicotiana tabaccum cv. Samsun， NN）、烤烟 K326（Nicotiana tabaccum cv. K326）由中国农业科学院烟草研究所植物保护中心提供。

1.2试验设计

试验共设置6个处理，每处理重复3次，各处理药剂名称及稀释倍数具体见表1。

1.3试验方法

1.3.1 室内抗病毒生物活性测定2021年6月在中国农业科学院烟草研究所即墨基地温室内进行室内抗病毒生物活性测定。制备 TMV 接种液（毒源叶片研磨，1∶40稀释，纱布过滤），取不同处理稀释液各10 mL 与等体积接种液混合15 min，摩擦接种大小一致的4叶期枯斑三生烟同位叶片1片。接种时，在接种叶上撒少许金刚砂（600目），用消毒棉棒蘸取少量病毒汁液，轻轻摩擦接种叶，接种1 h 后用清水洗去接种叶片上的残留汁液，每个处理5株。恒温培养箱25 C，光周期16 h/d，培养5d 后调查接种叶枯斑数，计算防治效果（公式1）。

1.3.2田间防治效果测定2021年5—7月在广西壮族自治区百色市靖西市化峒县进行大田试验。烟草种植密度为1100株/666.7 m2，烟苗间距为50 cm，行距为110～120 cm。采用叶面喷施法，对烟株叶片正反面均匀喷施。育苗期移栽前3 d 喷施1次，移栽后7 d 喷施1次，间隔7 d 后再喷施1次，共施药3次。施药期间对烟苗进行正常管理。田间小区试验处理见表1，随机区组排列，小区间设保护行，每小区100株，待烟株长至5～6叶期接种 TMV ，方法同1.3.1。喷药30 d 后调查发病率及病情指数（公式2），与空白对照相比计算防治效果（公式3）。调查发病分级标准按国家烟草病害调查分级标准 GB/T 23222—2008进行。

烟草病毒病分级调查标准：以株为单位。

0级：全株无病。

1级：心叶脉明或轻微花叶，病株无明显矮化。

3级：1/3叶片花叶但不变形，或病株矮化为正常株高的3/4以上。

5级：1/3～1/2叶片花叶，或少数叶片变形，或主脉变黑，或病株矮化为正常株高的2/3～3/4。

7级：1/2～2/3叶片花叶，或变形或主侧脉坏死，或病株矮化为正常株高的1/2～2/3。

9级：全株叶片花叶，严重变形或坏死，或病株矮化为正常株高的1/2以上。

1.4叶绿素荧光参数测定

盆栽试验施药7d 后，使用 PAM2101+103调制式脉冲荧光仪（Walz 8521 ， Effel2 trich ， Germany），对各处理烟株进行初始荧光（Fo ）、最大荧光（Fm ）、可变荧光（Fv ）、暗反应中的 PSII 最大光化学量子产量（Fv/Fm ）、PSII 潜在活性（Fv/Fo ）等叶绿素荧光动力学参数测定，每株测2次，取平均值。测定前将烟株暗反应处理20 min。

1.5农艺性状和经济性状测定

大田试验施药30 d 后，按照 YC/T 142—1998行业标准调查各处理的农艺性状，株高、叶数、茎围、上部5片叶叶面积。每小区取5点调查，每点30株。烟叶采收烘烤时各处理分开单独进行，计算各小区的上等烟及中上等烟比例、均价等指标。

1.6烟叶品质分析

烟叶采烤后各处理分别单独取样，取样等级为 B2F 、C3F，由农业农村部烟草产业产品质量监督检验测试中心进行内在品质分析。

1.7数据分析

采用 Excel 2007进行数据处理和绘图，用 SPSS 26.0统计分析软件对数据进行单因素方差分析（ANVOA），采用 LSD 法进行处理间的差异显著性检验（p<0.05）。

2结果

2.1二氢卟吩铁对烟草 TMV 的防治效果

2.1.1室内盆栽試验防治效果由表2可知，0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂对烟草 TMV 防治效果呈现浓度依赖性，稀释5000倍液处理的叶片枯斑数最少，防治效果最好，达到73.20%，而稀释10000倍液和20000倍液处理的防效分别为60.80%和54.00%。与芸苔素内酯（55.00%）和香菇多糖处理（49.00%）相比，5000倍液和10000倍液处理防效显著，而20000倍液处理与芸苔素内酯（55.00%）处理防效无明显差异。

2.1.2田间防治效果田间试验发现（表3），各药剂处理组病情指数显著低于清水对照，对 TMV 均有较好的防治效果，防效在63.25%～72.35%之间。0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂5000倍和10000倍稀释液处理之间防效差异不显著，但显著高于高芸苔素内酯和香菇多糖处理。其他3个处理防治效果无显著差异。因此，0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂5000倍稀释液可用于 TMV 的田间防治。

2.2不同处理间烟叶叶绿素荧光参数差异

由表4可见，TMV 侵染后，二氢卟吩铁处理组的叶片 Fo 较清水对照显著降低，其中二氢卟吩铁5000倍处理的降低幅度最大，降低了15.07%，且较表高芸苔素内酯和香菇多糖处理显著下降了4.61%、11.43%，说明二氢卟吩铁处理可以降低 TMV 侵染对叶片 PSII 反应中心造成的破坏或逆损伤；二氢卟吩铁5000倍处理的 Fv/Fo 值显著高于其他处理，分别较清水对照、表高芸苔素内酯和香菇多糖处理提高了46.62%、20.16%、28.97%，Fv/Fm 值较清水对照和香菇多糖处理分别提高16.99%和8.76%，较二氢卟吩铁20000倍和10000倍及表高芸苔素内酯处理分别提高7.19%、3.53%和5.62%，但差异不显著。这表明，0.02%二氢卟吩铁能够降低 TMV 侵染后叶片光合器官的受损程度，有效提高烟叶的光能利用率和光和潜能，进而提高光合作用，以5000倍稀释液效果最佳。

2.3二氢卟吩铁对烟草农艺性状和经济性状的影响

由表5可以看出，不同药剂处理对烟草农艺性状均有一定的促进作用，0.02%二氢卟吩铁5000倍液处理的株高最高，达97.56 cm，与表高芸苔素内酯处理无显著差异，但其处理的茎围和有效叶数均显著高于其他处理，分别较清水对照提高了21.42%和5.56%。不同浓度0.02%二氢卟吩铁处理的叶长、叶宽无显著差异，但均显著高于表高芸苔素内酯、香菇多糖处理和清水对照。可见，0.02%二氢卟吩铁5000倍液对烟草的促生作用更明显，能有效促进烟草生物量的积累。

从表6可以看出，各处理中烟草产量、产值、均价及上中等烟比例等均有不同程度的增加，其中以0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂5000倍液处理效果最好，与清水对照相比，其产量、产值、均价及上中等烟比例分别提高了9.34%，21.35%，12.5%，5.59%，说明0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂5000倍液处理烟株后能有效提高经济价值。

2.4二氢卟吩铁对烟草化学成分的影响

优质烤烟化学成分的适宜含量范围为烟碱1.5%～3.5%，总氮1.5%～3.5%，还原糖18%～22%，总糖20%～26%，钾>1.5%，氯0.3%～0.8%，糖碱比8%～12%，氯钾比0.1%～0.25%[12-13]。由表7可知，0.02%二氢卟吩铁不同浓度处理组的烟碱、总氮、钾、氯、糖碱比含量均在优质烤烟标准范围内，还原糖和总糖均高于优质烤烟标准。二氢卟吩铁5000倍液和10000倍液处理组烟碱、总糖、钾、氯与其他处理组相比均有明显提高，而总氮、还原糖和糖碱与表高芸苔素内酯组无显著差异。除此之外，各处理组氯钾比变化不明显，但符合优质烤烟标准。烟草中的水溶性总糖和还原糖对烟叶品质具有重要影响，被认为是体现烟草优良品质的指标，决定烤烟烟气醇和度的主要因素，在一定范围内，糖含量高，烟叶品质就好[14]。综合来看，施用二氢卟吩铁可以有效增加烟叶常规化学成分含量，能够提高烤烟的整体品质。

3讨论

研究表明， TMV 侵染寄主过程中叶绿体结构严重扭曲畸形，生长发育停滞[15-18]，光合作用降低，内部代谢途径紊乱，最后产生花叶、斑驳、明脉等症状[13]，严重时抑制寄主生长发育，甚至导致植株死亡[19-24]。已有研究证明通过保护叶绿体结构、增强光合作用，可以有效抑制病毒在植物体内的复制，从而达到抗病毒的目的[25-26]。

本研究通过室内盆栽和田间试验发现，0.02%二氢卟吩铁5000倍液对 TMV 的防效均超过70%，对 TMV 有明显抑制作用。同时，二氢卟吩铁处理烟叶后可显著提高烟叶叶绿素荧光参数 Fv/Fm 、 Fv/Fo 值，而 Fv/Fm 代表暗反应中的最大 PSII 光化学量子产量，是评价叶片光合效率的重要依据之一[27]；Fv/Fo 代表 PSII 潜在活性，代表植物的潜在最大光合能力，由此说明二氢卟吩铁可在一定程度上提高烟叶光能利用率和光合潜能，通过增强烟株光合作用，达到抑制 TMV 侵染的目的。但其具体的抗病毒机制仍需进一步试验明确。二氢卟吩铁作为一种新型植物生长调节剂，其在油菜、烟草、葡萄等植物上的促生增产作用已有较多研究[9-11]。本研究结果表明0.02%二氢卟吩铁5000倍液处理后的烟株各项生理指标均优于对照药剂和清水对照，这与郭丽华等[9]和 XIE 等[5]报道的0.02%二氢卟吩铁处理油菜和水稻后具有促生效果研究结果基本一致。同时，与香菇多糖和表高芸苔素内酯相比，二氢卟吩铁5000倍液和10000倍液对烟叶烟碱、总糖、钾、氯的含量有明显提高作用，与邢宇俊等[10]报道的0.02%二氢卟吩铁不同浓度处理对烟叶品质包括施木克值、尼古丁含量无影响，有明显差异，而差异原因可能为试验用品种和试验地点的不同引起的。为进一步明确0.02%二氢卟吩铁可湿性对烟草产量和品质的提升效果，下一步将继续开展两年三地试验进行验证。

4结论

本研究结果表明，0.02%二氢卟吩铁5000倍液在室内盆栽和田间条件下对 TMV 的防效均在70%以上，能有效抑制 TMV 在煙株体内的复制。0.02%二氢卟吩铁5000倍液处理烟叶后，叶片 Fv/Fm 和 Fv/Fo 值分别为0.765和3.258，可以有效提高烟草叶片光能利用率和光合潜能。同时，0.02%二氢卟吩铁5000倍液促生提质作用明显，施用后烟草各农艺性状和经济性状均有增加，且烟叶常规化学成分含量提升显著。因此，0.02%二氢卟吩铁5000倍液可用于防治烟草 TMV。

参考文献

[1] 张彩丽.安徽省烟草主要病害的发生及防治对策[J].农业灾害研究，2016，6（8）：5-8.

ZHANG C L. Occurrence and control strategies of the main diseases of tobacco  iv  Anhui[J]. Journal  of Agricultural  Catastrophology， 2016， 6（8）：5-8.

[2] 刘放.烟草普通花叶病毒生防菌的筛选及抗病毒机理研究[D].长沙：湖南农业大学，2020.

LIU  F. Screening  and  antiviral mechanism research  of biocontrol bacteria  against  tobacco  mosaic  virus[D]. Changsha： Hunan Agricultural University， 2020.

[3] 肖健，卞传飞，高美珠，等.0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂的 HPLC分析[J].农药，2022，61（5）：341-343.

XIAO J， BIAN C F， GAO M J， et al. HPLC analysis of Iron chlorin 0.02% soluble powder[J]. Agrochemicals， 2022， 61（5）：341-343.

[4] 张宏軍，陶岭梅，刘学，等.我国生物农药登记管理情况分析[J].中国生物防治学报，2022，38（1）：9-17.

ZHANG H J， TAO L M， LIU X， et al. Review on registration and management  of  bio-pesticide  in  China[J]. Chinese  Journal  ofBiological Control， 2022， 38（1）：9-17.

[5]  XIE Y， WEI L， JI Y，  et  al. Seed treatment with iron  chlorine E6enhances  germination  and  seedling  growth  of rice[J]. Agriculture， 2022， 218（12）：1-14.

[6] 陈洋，王乐天，李文玎，等.二氢卟吩铁溶液的基本性质初探[J].南京师大学报（自然科学版），2020，43（1）：143-148.

CHEN Y， WANG L T， LI W D， et al. Preliminary study on the basic properties  of iron  chlorin  solution[J]. Journal  of Nanjing Normal University （Natural Science Edition）， 2020， 43（1）：143-148.

[7] 白小宁，李友顺，王宁，等.2017年我国登记的新农药[J].农药，2018，57（2）：79-84.

BAI X Y， LI Y  S， WANG N， et al. New pesticides registered in China in 2017[J]. Agrochemicals， 2018， 57（2）：79-84.

[8] 陈黎明．植物生长调节剂二氢卟吩铁[J].农药科学与管理，2018，39（3）：67-68.

CHEN L M. Plant  growth regulator Iron  chlorine e6[J]. Pesticide Science and Administration， 2018， 39（3）：67-68.

[9] 郭丽华，唐为爱，李万梅.0.02%氢卟吩铁 DP 调节油菜生长的药效试验[J].上海蔬菜，2016（2）：53-54.

GUO L H， TANG W A， LI W M. Pharmacodynamic test of 0.02% ICE6-DP regulating the growth of rapeseed[J]. Shanghai Vegetable， 2016（2）：53-54.

[10]邢宇俊，陈黎明，孟东峰，等.0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂在烟草上的应用效果[J].江苏农业科学，2020，48（24）：91-94.

XING Y J， CHEN L M， MENG D F， et al. Application effect of 0.02% ICE6 soluble powder on tobacco[J]. Jiangsu Agricultural  Science， 2020， 48（24）：91-94.

[11]邢宇俊，陈黎明，孟东峰，等.新型植物生长调节剂0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂对葡萄生长增产效果的初探[J].农药，2020，59（12）：933-936.

XING Y J， CHEN L M， MENG D F， et al. Effect of a new plant growth regulator iron chlorin 0.02% soluble powder on the growth and yield of grape[J]. Agrochemicals， 2020， 59（12）：933-936.

[12]赵晶，王连喜，朱勇，等.云南与福建烤烟 K326主要化学成分比较分析与分类评价[J].西南农业学报，2012，25（2）：449-454.

ZHAO J， WANG L X， ZHU Y， et al. Comparative analysis of main chemical components of flue-cured tobacco K326 and its classificationevaluation  in  Yunnan  and  Fujian[J]. Southwest  China  Journal  of Agricultural Sciences， 2012， 25（2）：449-454.

[13]王炽，陈兴位，阮亚男，等.红河植烟区烟叶主要化学成分含量特征[J].西南农业学报，2020，33（12）：2793-2799.

WANG Z， CHEN X W， RUAN Y N， et al. Content characteristics of main  chemical  components  in  tobacco  leaves  in  Honghe  tobacco growing area[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences， 2020， 33（12）：2793-2799.

[14]张幸博，李建华，何冰，等.许昌烤烟还原糖含量及区域分布特征[J].安徽農业科学，2019，47（1）：209-211.

ZHANG  X  B，  LI  J  H，  HE  B，  et  al. Reducing  sugar  content  and regional distribution characteristics of Xuchang flue-cured tobacco[J].Anhui Agricultural Science， 2019， 47（1）：209-211.

[15] MANFRE  A，  GLENN  M，  NU?EZ  A，  et  al. Light  quantity  andphotosystem  function mediate host  susceptibility to Turnip mosaic virus  via  a  salicylic  acid-independent  mechanism[J]. Molecular Plant-Microbe Interactions， 2011， 24（24）：315-327.

[16]郝风声，李丽华，王静，等.烟草花叶病毒侵染对光合组织中蛋白质的影响及其防治研究[J].河南农业科学，2018，47（6）：76-82.

HE F S， LI L H， WANG J， et al. Effect of tobacco mosaic virus infection  on  proteins  in  photosynthetic  tissue  and  screening  of effective  preparations[J]. Journal  of Henan  Agricultural  Sciences， 2018， 47（6）：76-82.

[17]刘开全，马学萍，陆伟东，等.心叶烟和三生烟对 TMV 的过敏性差异[J].中国烟草科学，2010，31（4）：25-27.

LIU K Q， MA X P， LU W D，  et al. Difference of micro-HR to tobacco mosaic virus between Nicotiana Glutinosa and N. tabacum var. Samsun NN[J]. Chinese Tobacco Science， 2010， 31（4）：25-27.

[18]王静，周祁，李丽华，等.烟草的 TMV 侵染耐受性与谷胱甘肽代谢途径的关系[J].河南农业科学，2017，46（2）：49-54.

WANG J， ZHOU Q， LI L H， et al. Relationship of tolerance to TMV and glutathione metabolic pathway in tobacco[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences， 2017， 46（2）：49-54.

[19] SHENG  Y，  YANG  L，  LI  C，  et  al. Transcriptomic  changes  inNicotiana tabacum leaves during mosaic virus infection[J].3 Biotech，2019， 9（6）：1-13.

[20] TU Y， JIN Y， MA D， et al. Interaction between PVY HC-Pro and theNtCF1β-subunit reduces the amount of chloroplast ATP synthase in virus-infected tobacco[J]. Scientific Reports， 2015， 5：15605.

[21] JUNG  K H，  HUR  J，  RYU  C  H，  et  al. Characterization  of a  ricechlorophyll-deficient mutant using the T-DNA gene-trap system[J]. Plant & Cell Physiology， 2003， 44（5）：463-472.

[22] NAKANISHI H， NOZUE H， SUZUKI K， et al. Characterization ofthe Arabidopsis  thaliana  mutant  pcb2 which  accumulates  divinyl chlorophylls[J]. Plant & Cell Physiology， 2005， 46（3）：467-473.

[23] ZHANG H， LI J， YOO J H， et al. Rice Chlorina-1 and Chlorina-9encode ChlD and ChlI subunits of Mg-chelatase， a key enzyme for chlorophyll  synthesis  and  chloroplast  development[J]. Plant Molecular Biology， 2006， 62（3）：325-337.

[24]黃晓群，赵海新，董春林，等.水稻叶绿素合成缺陷突变体及其生物学研究进展[J].西北植物学报，2005，25（8）：1685-1691.

HUANG X Q， ZHAO H X， DONG C L， et al. Chlorophyll-deficit rice mutants and their research advances in biology[J]. Acta Botanica Boreali-occidentalia sinica， 2005， 25（8）：1685-1691.

[25] SUN Z， WEI C， WU S， et al. Synthesis， anti-potato virus Y activities，and interaction mechanisms of novel quinoxaline derivatives bearing dithioacetal moiety[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry，2022， 70（23）：7029-7038.

[26] ZHAO  L，  HU  D，  WU  Z，  et  al. Coumarin  derivatives  containingsulfonamide  and  dithioacetal  moieties： design，  synthesis，  antiviral activity，  and  mechanism[J]. Journal  of  Agricultural  and  Food Chemistry， 2022， 70（19）：5773–5783.

[27]姜敏，李魏，董铮，等.光敏色素对植物抗逆反应的调控研究进展[J].生物技术通报，2017，33（7）：15-21.

JIANG M， LI W， DONG Z， et al. Recent advances on the regulation of  phytochrome  in  plant  defense  resistance[J]. Biotechnology Bulletin， 2017， 33（7）：15-21.