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茶多酚对硫色镰刀菌生长及产毒能力的影响

2018-09-20付国瑞张艳芳

现代农业科技 2018年12期
关键词:茶多酚马铃薯

付国瑞 张艳芳

摘要 本文测定了茶多酚处理对马铃薯干腐病菌硫色镰刀菌的抑制效果。结果表明,茶多酚处理对硫色镰刀菌孢子萌发影响不大;0.1%茶多酚处理对硫色镰刀菌的菌落直径与对照相比无显著性差异,0.5%、1.0%茶多酚处理硫色镰刀菌菌落直径较对照组分别降低了32.8%和51.4%;0.5%、1.0%茶多酚处理可完全抑制马铃薯接种硫色镰刀菌病斑直径的扩展;0.5%茶多酚处理对抑制硫色镰刀菌产毒能力最好。由此表明,茶多酚可通过直接抑菌抑制马铃薯的干腐病。

关键词 马铃薯;茶多酚;硫色镰刀菌

中图分类号 TS201.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2018)12-0108-03

Abstract This study investigated the effects of tea-polyphenols at different concentrations against Fusarium sulphureum of dry rot pathogen in potato tubers.Results indicated that tea-polyphenols at different concentrations treatment had a little influence on the spore germination of F.sulphureum.The colony diameter had no significant differences between 0.1% tea-polyphenols treatment and the control.The colony diameter of F.sulphureum treated by 0.5% and 1.0% of the tea-polyphenols reduced by 32.8% and 51.4% respectively than that of control. 0.5% and 1.0% of tea-polyphenols treatment could completely inhibit the development of colony diameter inoculated with F.sulphureum.Tea-polyphenols could also effectively inhibit toxin-producing of F.sulphureum,the optimum treatment concentration was 0.5%. It is proposed that tea-polyphenols treatment could directly inhibit pathogen growth and decrease dry rot of potato tubers by induced resistance.

Key words potatoes;tea-polyphenols;F.sulphureum

干腐病是我國西北地区马铃薯块茎贮藏期的真菌性病害,其发生与多种镰刀菌有关,其中硫色镰刀菌是最重要的病原物,其产生的真菌毒素不仅引起人畜急性中毒,还可致癌、致畸、致突变等[1]。随着我国病虫害绿色防控技术的推行,干腐病防治由以化学杀菌剂为主转向了植物源农药筛选。

茶多酚是茶叶中酚类及其衍生物的总称,具有较强的抗氧化和抑菌作用,对土壤脲酶和土壤真菌[2]、黄曲霉[3]等有较强的抑制作用。目前的研究以茶多酚的药理、病理、毒理学以及茶多酚的保颜、保鲜及除臭作用为主,其中对细菌的作用研究较多,但关于茶多酚对硫色镰刀菌生长及产毒能力的影响尚未见报道。因此,本文研究茶多酚处理对硫色镰刀菌孢子萌发、菌落生长、损伤接种马铃薯块茎切片病斑直径以及产毒能力的影响,以期为干腐病的防治提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

供试马铃薯品种为陇薯3号,2016年10月采于甘肃省农业科学院渭源县会川实验基地;供试病原菌硫色镰刀菌,由甘肃省农业科学院植物保护所提供;茶多酚,由北京索莱宝生物科技有限公司生产;绿豆种子,购自华联连锁超市兰州安宁店。马铃薯葡萄糖琼脂培养基,每1 L培养基含土豆200 g、葡萄糖20 g、琼脂15~20 g、水1 000 mL,自然pH;琼脂,由北京康倍斯科技有限公司生产。

试验仪器有SW-CJ-2FD洁净工作台、LDZX-30KBS立式压力蒸汽灭菌锅、DHP-9272B型恒温培养箱、TH2-312台式恒温振荡器。

1.2 试验方法

1.2.1 孢子悬浮液的配制。参照文献[4],将带菌PDA平皿在26 ℃下培养7 d,取出后加入含0.05% Tween-80的无菌水约10 mL,用涂布器刮下平板上的病原菌孢子,然后转入50 mL三角瓶中,在VXH-3微型旋涡混合器上振荡15 s,再用双层纱布过滤,滤液用血球计数板计数算出孢子悬浮液的浓度后,最后稀释至所需浓度(1 × 106孢子/mL)。

1.2.2 茶多酚处理对硫色镰刀菌孢子萌发的影响。参照文献[5],用镊子夹取直径为8 mm的2%琼脂培养基圆饼置于灭菌的载玻片上,然后分别加10 μL 0.062 5%、0.125 0%、0.250 0%、0.500 0%和1.000 0%的茶多酚于培养基上,茶多酚溶液用无菌蒸馏水配制,以无菌水作为对照,再在其上加入10 μL 孢子悬浮液置于28 ℃下培养,每隔1 h镜检孢子萌发率,直到对照组基本完全萌发。每次镜检100个孢子,3次重复。

1.2.3 茶多酚处理对硫色镰刀菌菌落直径的影响。参照文献[6]及1.2.2结果,分别取200 μL 0.100%、0.500%和1.000%的茶多酚溶液,均匀涂布于装有20 mL PDA、直径为90 mm的培养皿中,将直径为8 mm的菌饼倒置接于培养皿中央,于28 ℃下避光培养5 d,以无菌水作为对照测定菌落直径,每个处理做3个平行,3次重复。

1.2.4 茶多酚处理对硫色镰刀菌损伤接种马铃薯块茎切片病斑直径的影响。参照文献[7]的方法并改进,选取外观平整、无病虫害、无损伤的马铃薯置于2%次氯酸钠溶液中浸泡2 min,取出后用清水洗净切成1 cm厚的切片,然后用直径为35 mm的打孔器打成圆片,切片先用无菌水清洗,再用75%酒精擦洗并在酒精灯上灼烧以去除多余的酒精,后置于灭菌的湿滤纸上,室温下黑暗放置4 h,取200 μL 0.100%、0.500%、1.000%的茶多酚溶液用涂布器均匀涂布在马铃薯切片上,以无菌水作为对照,室温下黑暗放置24 h,分别取PDA上培养7 d、直径为8 mm的硫色镰刀菌菌饼倒置接在马铃薯切片中央,3 d后用十字交叉法测量病斑直径,记录数据。每个处理8个切片,3次重复。

1.2.5 茶多酚处理对硫色镰刀菌产毒能力的影响。参照魏晋梅等[8]方法并改进,第1组用不同浓度茶多酚处理的F. sul-pureum培养滤液对绿豆种子胚根长度的影响表示F.sulpur-eum产毒情况。将饱满均匀的绿豆种子用2%次氯酸钠溶液表面消毒5 min,用无菌水冲洗3次,放入铺有灭菌滤纸、加入2 mL培养滤液和3 mL无菌水(稀释度为1∶1.5)的培养皿内,在26~28 ℃恒温、黑暗条件下培养3 d后,测量胚根长度,计算平均值。第2组茶多酚对绿豆种子胚根长度的影响,试验方法同第1组。每处理用种子20粒,3次重复。

2 结果与分析

2.1 茶多酚处理对硫色镰刀菌孢子萌发的影响

由图1可知,不同浓度茶多酚溶液对硫色镰刀菌孢子萌发的影响差异不大,对照组基本完全萌发时,茶多酚处理组也基本萌发,随茶多酚浓度增大萌发率下降。不同的是茶多酚处理组与对照相比菌丝较短。此外,1.000 0%茶多酚溶液因颜色较深不易观察孢子萌发,数据误差大,未列出结果。

2.2 茶多酚处理对硫色镰刀菌菌落直径的影响

由图2可以看出,不同浓度茶多酚处理对硫色镰刀菌菌落生长的抑制效果存在差异,表现为浓度越高抑制效果越明显,其中1.000%茶多酚抑制效果最好。0.100%和0.500%的茶多酚对硫色镰刀菌的菌落生长具有一定的抑制作用,相对于对照组而言分别降低了21.4%和32.8%。

2.3 茶多酚处理对损伤接种块茎切片病斑直径的影响

由图3可知,茶多酚处理可有效抑制损伤接种块茎切片病斑直径的扩展,但抑制效果存在差异。其中,以0.500%处理效果最好,0.100%处理效果与对照差异不显著,0.500%和1.000%处理可完全抑制损伤接种病斑直径的扩展。

2.4 茶多酚处理对硫色镰刀菌产毒能力的影响

由图4可知,茶多酚对绿豆胚根生长有一定影响,尤其是浓度为1.0%时,促进胚根生长,这可能是由于较高浓度茶多酚刺激分生组织,或者提供了营养物质。

由图5可知,茶多酚处理过的病原菌培养基滤液对绿豆胚根长度影响存在差异,其中0.5%的抑制产毒能力最好,0.1%次之,产毒能力分别较对照下降73.3%和50.0%。然而,1.0%茶多酚处理对硫色镰刀菌产毒有一定刺激作用。

3 结论与讨论

3.1 讨论

本研究表明,不同浓度的茶多酚溶液对硫色镰刀菌孢子萌发影响差异不大,不同的是用茶多酚处理后菌丝较对照组变短。由于抑菌剂可破坏真菌细胞,使菌丝扭曲、变形甚至折断,使胞内外物质交换受阻,导致细胞对营养物质吸收降低、生物大分子合成受阻,严重时导致细胞死亡[9]。

不同浓度茶多酚处理对硫色镰刀菌菌落生长的抑制效果存在差异,表现为浓度越高抑制效果越明显。研究表明,茶多酚可破坏菌体细胞壁、细胞膜,使膜系统通透性骤然加大,有的甚至完全破裂,菌体内大量细胞质外溢,最终导致菌体细胞死亡[10]。

不同浓度茶多酚处理对硫色镰刀菌产毒能力的影响存在差异,其中茶多酚浓度为0.5%时的抑制产毒能力最好。研究证明,丝状真菌的次级代谢产物,例如黄曲霉素的产生与氧化应激有密切关系,当细胞内活性氧增多时,氧化应激能引发并加强黄曲霉素的生物合成[11]。因此,具有抗氧化活性的物质能抑制黄曲霉素的合成[12]。茶多酚极有可能扰乱产毒真菌的氧化状态,改变真菌体内的信号传導,抑制或延滞产毒基因的表达,最终导致硫色镰刀菌的毒素生物合成量下降。

3.2 结论

茶多酚处理可在一定程度上抑制硫色镰刀菌的菌落扩展、损伤接种块茎切片的病斑直径扩展以及产毒能力,其中0.5%茶多酚对马铃薯干腐病抑制效果最好。由此表明,茶多酚除了直接的抑菌作用外,还具有诱导马铃薯块茎抗病性的功能。

4 参考文献

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