外源水楊酸（SA）對不結球白菜根腫病的抗性誘導效應

朱紅芳，高倩倩，李曉鋒，劉金平，翟 文，朱玉英

（1上海市農業(yè)科學院設施園藝研究所，上海市設施園藝技術重點實驗室，上海 201403）

外源水楊酸（SA）對不結球白菜根腫病的抗性誘導效應

朱紅芳，高倩倩*，李曉鋒，劉金平，翟 文，朱玉英**

（1上海市農業(yè)科學院設施園藝研究所，上海市設施園藝技術重點實驗室，上海 201403）

以不結球白菜‘新矮青’為試材，在種子、子葉期、一葉一心期、三葉一心期灌施外源水楊酸（SA），研究0.2—0.8 mmol/L SA對不結球白菜植株根腫病發(fā)病和感病植株生長的影響，探討外源SA防治不結球白菜根腫病的可行性。結果表明：適宜濃度的外源SA能夠不同程度降低根腫病的發(fā)病率和病情指數(shù)，緩解感病不結球白菜生長的抑制作用。不同處理時期均存在劑量效應，種子、子葉期、一葉一心期、三葉一心期的最佳SA處理濃度分別為0.8 mmol/L、0.4 mmol/L、0.6 mmol/L、0.6 mmol/L。綜合分析各處理組合下植株發(fā)病情況和感病植株生長情況，認為一葉一心期0.6 mmol/L SA對不結球白菜根腫病的抑制效果最好。

水楊酸；不結球白菜；發(fā)病率；病情指數(shù)；生長

不結球白菜根腫病是由鞭毛菌亞門蕓薹根腫菌（Plɑsmodiophorɑbrɑssicɑe Woron）侵染引起的一種土傳真菌病害，是十字花科植物的主要根部病害［1-4］。受根腫菌侵染的十字花科植物根部腫大形成腫瘤，嚴重阻礙植株根部對水分和營養(yǎng)的吸收傳導，導致植株萎蔫矮化，生長不良，產量減少，甚至絕收，造成很大的經濟損失。目前，生產上對根腫病的防治還沒有特別好的方法。利用化學防治不僅收效甚微而且還會造成環(huán)境污染，同時由于藥物的重復使用，使病菌產生抗藥性，其防效大大降低［5］。因此，提高不結球白菜對根腫病的抗性以及抗病育種成為生產上急需解決的問題。利用誘導因子提高植物本身的抗病性具有廣譜性、易操作、防治效果穩(wěn)定、無污染等特點［6］，近年來越來越受到研究者的重視。

外源水楊酸（SA）在誘導植物抗病性上具有重要的生理功能，SA能誘導植物體病原相關蛋白基因表達及誘導植物產生系統(tǒng)獲得性抗性，從而有利于植物抗?。?-9］。研究表明，SA可以誘導多種植物對真菌、細菌、病毒的抗性［10-11］，如甜椒白粉?。?2］、苦瓜白粉?。?3］、黃瓜霜霉?。?4］、附子葉斑?。?5］、獼猴桃炭疽病［16］、山茶灰斑?。?7］等。目前，在SA對十字花科蕓苔屬作物根腫病的誘導研究方面報道較少，僅許倩倩［18］對甘藍品種‘京豐一號’和‘西園六號’接種后二葉一心期進行灌施，發(fā)現(xiàn)兩個甘藍品種根腫病的誘抗指數(shù)分別達到59.6%和64.2%，利用SA誘導不結球白菜對根腫病抗性的相關研究尚未見報道。本研究以上海不結球白菜主栽品種‘新矮青’為試驗材料，以不同濃度SA為誘導劑，在不同的生長時期進行SA處理，觀測相關指標，篩選出SA最佳的誘導濃度和時期，以有效地控制根腫病的發(fā)生，為研究不結球白菜抗病機理、致病機理和抗病育種提供一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為上海不結球白菜主栽品種‘新矮青’，種子由上海市農業(yè)科學院園藝所青菜組提供；供試菌株采自上海市青浦區(qū)弘揚農場蔬菜栽培基地感染根腫病的不結球白菜新鮮病根組織。

1.2 試驗處理

田間試驗在上海市農業(yè)科學院蔬菜試驗溫室內進行，采用穴盤育苗的方式進行育苗。將新鮮病根組織打成勻漿與一定比例無菌基質混合均勻，用血球計數(shù)板計數(shù)，使每克基質至少含有2×108個根腫菌孢子。配置濃度分別為0.2 mmol/L（SA1）、0.4 mmol/L（SA2）、0.6 mmol/L（SA3）、0.8 mmol/L（SA4）的SA溶液，2015年4月20日將試驗材料分為5組，第1組在種子時期利用4個濃度分別進行浸種12 h，將浸種萌發(fā)的種子點入帶菌的育苗穴盤進行接種；第2、3、4、5組的種子用無菌蒸餾水浸種12 h，直接播種于帶菌育苗穴盤中進行人工接種。將育苗穴盤放置于光照培養(yǎng)箱中進行幼苗培養(yǎng)，溫度設置為晝（28±1）℃/夜（20＋1）℃，光照時間14 h/10 h（晝/夜），菌土含水量控制在60%左右，為病菌發(fā)病營造良好的條件。隨著種子的生長，第2、3、4組分別在植株生長到子葉期、一葉一心期和三葉一心期用4個濃度的水楊酸進行灌根處理；以不經SA處理的第5組作為對照組（CK），每個時期每個濃度處理3次重復。在播種后第45天（2016年6月4日）進行病情調查，并對感染根腫病的植株生長情況進行調查。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 生長指標

用直尺測定幼苗的株高（子葉節(jié)至生長點）、根長、葉長和葉寬，以葉長和葉寬的最大測量值為基準計算葉面積［19］，葉面積S（cm2）＝葉長（cm）×葉寬（cm）×0.66。用水清洗干凈植株，用電子天平稱量植株地上部鮮重。

1.3.2 發(fā)病情況調查

根腫病病情分級參考黃蓉等［20］的分級標準，0級：未發(fā)生病害；1級：根系的須根、側根有腫瘤，或主根發(fā)病較輕，腫瘤輕微膨大但不明顯；3級：根系的主根發(fā)病較重，具有明顯的腫瘤，腫瘤大小達莖基部橫切面積的2—3倍；5級：根系的主根、須根呈現(xiàn)多個明顯腫瘤，或主根明顯腫大，腫瘤大小達莖基部橫切面積的4倍以上。

發(fā)病率、病情指數(shù)及誘抗指數(shù)計算方法如下：

發(fā)病率＝（發(fā)病株數(shù)/總株數(shù)）×100%；

誘抗指數(shù)＝（對照病情指數(shù)－處理病情指數(shù)）/對照病情指數(shù)×100%。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理

每個生長指標重復測定6次，取平均值。數(shù)據(jù)采用Excel 2003軟件整理和繪圖，采用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析和多重比較，P＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 外源SA不同處理時期對不結球白菜抗性誘導的影響

外源水楊酸處理后不結球白菜根腫病的發(fā)病率、病情指數(shù)均有明顯的降低（表1—3），不同時期與不同SA濃度的處理組合對不結球白菜的抗根腫病誘導效果不同，呈現(xiàn)一定的劑量效應和時間效應。但總體表現(xiàn)為各濃度SA處理下的發(fā)病率和病情指數(shù)均低于對照，表明SA具有提高不結球白菜抗根腫病的作用。

表2 不同SA處理濃度和處理時期對不結球白菜根腫病病情指數(shù)的影響Table 2 Effect of different concentrations of salicylic acid and different treatm ent stages on the clubroot disease index of pak-choi%%

表3 不同SA處理濃度和處理時期對不結球白菜根腫病的誘抗效果Table 3 The induced resistance effect of different concentrations of salicylic acid and different treatment stages on pak-choi%

2.1.1 種子處理

SA浸種處理方式下，不結球白菜的發(fā)病率隨SA濃度的增大呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，病情指數(shù)則是隨著SA濃度的增大呈逐漸降低的趨勢，在SA2濃度時不結球白菜的發(fā)病率最低，比CK降低48.93%，病情指數(shù)在SA4時最低，與對照相比降低了49.33%。其誘導抗病的效果（誘抗效果）在SA4濃度時最高，為50.75%，表明SA4為浸種處理的最佳SA濃度。

2.1.2 子葉期處理

在子葉期利用SA處理的不結球白菜根腫病的發(fā)病率和病情指數(shù)隨SA濃度的增大均呈先降低后升高的變化趨勢，除0.8 mmol/L外，其他SA濃度處理的發(fā)病率和病情指數(shù)與對照相比均具有顯著差異；在SA2濃度時不結球白菜的發(fā)病率和病情指數(shù)均最低，分別比對照降低了44.49%、46.03%，且此濃度SA的誘抗效果最好，達48.24%。

2.1.3 一葉一心期處理

各SA處理濃度均使不結球白菜發(fā)病率和病情指數(shù)明顯降低，且均隨SA濃度的增大先降低后升高，其中SA2、SA3、SA4處理與對照相比均具有顯著差異；SA2、SA3之間差異不顯著，但二者均與SA4之間具有顯著差異。在SA3濃度時其發(fā)病率和病情指數(shù)均最低，分別比CK降低了61.49%、62.70%，其誘抗效果達到了61.21%，為該時期的最佳處理濃度。

2.1.4 三葉一心期處理

此時期SA的誘導效果與一葉一心期的效果基本一致，其發(fā)病率和病情指數(shù)均隨SA濃度的增大呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢，SA2、SA3、SA4處理與對照相比均具有顯著差異。SA2與SA3之間沒有顯著差異，但SA3比SA2處理的發(fā)病率和病情指數(shù)分別降低了26.89%、34.54%，且SA3濃度時的誘抗效果達53.55%，為此時期的最佳處理濃度。

2.2 外源SA不同處理濃度和處理時期對感病不結球白菜生長的影響

2.2.1 不同SA處理濃度和處理時期對感病不結球白菜株高的影響

外源水楊酸處理可有效提高感病不結球白菜的植株高度（表4）。在各個處理時期，隨著外源SA施用濃度的增大，植株高度呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，各處理時期的株高最大值出現(xiàn)在不同的SA濃度。其中子葉期、一葉一心期、三葉一心期的株高在SA3濃度處理時最大，分別比CK高30.88%、37.24%、7.67%，且均與對照呈顯著差異；SA浸種處理組在SA4時株高達到最大值，比對照高20.89%，達到顯著差異水平。

表4 不同SA處理濃度和處理時期對感病不結球白菜株高的影響Table 4 Effect of different concentrations of salicylic acid and different treatment stages on the p lant height of infected pak-choi cm

2.2.2 不同SA處理濃度和處理時期對感病不結球白菜葉面積的影響

外源水楊酸處理有效促進了感病不結球白菜葉面積的增大（表5）。在不同處理時期，葉面積均隨著SA濃度的增大呈現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢。其中種子處理和子葉期處理葉面積最大值分別出現(xiàn)在SA4、SA2濃度時，分別比對照增加27.53%和36.33%；一葉一心期和三葉一心期處理組在SA3濃度時葉面積達到最大，分別比對照增加36.90%和31.55%，且均與對照達顯著差異水平。

表5 不同SA處理濃度和處理時期對感病不結球白菜葉面積的影響Table 5 Effect of different concentrations of salicylic acid and different treatment stages on the leaves area of infected pak-choi cm2

2.2.3 不同SA處理濃度和處理時期對感病不結球白菜單株地上部鮮重的影響

外源水楊酸處理有效促進了感病不結球白菜單株地上部鮮重的增加（表6）。在不同處理時期，感病不結球白菜單株地上部鮮重均隨SA濃度的增大呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢。種子處理和子葉期處理的單株地上部鮮重分別在SA4、SA2濃度時達到最大值，分別比對照增加61.29%和22.58%，均達到顯著差異水平；而一葉一心期和三葉一心期處理的單株地上部鮮重最大值出現(xiàn)在SA3濃度時，與對照相比增加了91.93%和62.90%，也達到了顯著差異水平。

表6 不同SA處理濃度和處理時期對感病不結球白菜地上部鮮重的影響Table 6 Effect of different concentrations of salicylic acid and different treatment stages on the fresh weight of infected pak-choi g

2.2.4 不同SA處理濃度和處理時期對感病不結球白菜根長的影響

外源水楊酸處理顯著增加了感病不結球白菜的根系生長（表7）。在不同處理時期，不結球白菜根長均隨著SA濃度的增大呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢。其中，種子處理和子葉期處理的根長分別在SA4、SA2濃度時達到最大值，分別為9.30 cm和8.87 cm，均顯著高于對照；一葉一心期和三葉一心期處理的根長最大值出現(xiàn)在SA3濃度時，分別為10.83 cm和9.47 cm，顯著長于各自處理時期的其他SA處理及對照。

表7 不同SA處理濃度和處理時期對感病不結球白菜根長的影響Table7 Effect of different concentrations of salicylic acid and different treatm ent stages on the root length of infected pak-choi cm

3 結論與討論

根系是陸生植物從土壤中獲取和運輸水分的必須器官，是植物存在與生長的基礎，當植物根系遭受病害時，會嚴重影響植物的生長發(fā)育［21］。研究發(fā)現(xiàn)，受根腫病菌侵染的十字花科植物其根部組織細胞異常增生膨大，進而形成腫瘤，嚴重阻礙了其吸收和運輸水分及營養(yǎng)物質［22］。根腫病菌的入侵不僅嚴重阻礙了植株地下部分的生長，其地上部的生長也受到抑制。

Raskin［8］認為SA是一種新的植物激素，也是植物抗病反應過程中的信號轉導分子和誘導植物對非生物脅迫反應的抗逆信號分子［22］。有關SA與植物抗病性的研究由來已久，White［23］最早利用SA處理感染TMV的煙草栽培種，能夠有效減輕煙草的病害癥。本試驗選擇不結球白菜種子、子葉期、一葉一心期和三葉一心期作為4個處理時期，研究了不同濃度SA對不結球白菜根腫病發(fā)病情況和感病植株生長的影響。結果顯示，SA對真菌感染引起的植物病害具有一定的抑制效果，可以有效降低不結球白菜根腫病的發(fā)病率和病情指數(shù)，提高不結球白菜抗根腫病的誘抗效果，與已有報道中利用外源SA可以誘導植物產生病害抗性，有效提高玉米對小斑病的抗性、桉樹對焦枯病的抗性、蘋果對輪紋病的抗性［24-26］等研究結果一致。

不同物種、不同的生物或非生物脅迫，在不同的生長階段所需的外源SA的濃度和劑量不同。本試驗分別在4個時期施用SA處理后，發(fā)現(xiàn)侵染根腫病的不結球白菜植株所產生的抑制生長得到緩解，株高、葉面積、根長和地上部鮮重與對照相比均得到了提高。但是不同施用時期存在劑量效應，種子、子葉期、一葉一心期和三葉一心期SA的濃度分別以0.8 mmol/L、0.4 mmol/L、0.6 mmol/L和0.6 mmol/L效果最好，通過不結球白菜植株的根腫病發(fā)病率、病情指數(shù)、誘抗效果及感病植株的各項生長指標的綜合分析和評價，認為一葉一心期0.6 mmol/L SA處理的效果最好。柳建良等［27］發(fā)現(xiàn)100 mmol/L的SA噴施芒果葉面，對抑制和減輕炭疽病的發(fā)生效果最佳；向妙蓮等［28］報道稱用0.5 mmol/L的SA浸泡尾葉桉幼苗，浸泡時間為1—5 d時，能夠顯著降低幼苗青枯病發(fā)病率，而高濃度的SA和較長的浸泡時間都會對桉樹幼苗產生毒害作用；劉亞光等［29］也證實用濃度為1 000 mmol/L的SA連續(xù)噴施大豆葉面，能夠提高大豆（感病品種‘黑農35’、中抗品種‘東農42’）對灰斑病的抗性，且抗病效果顯著。在專屬性的十字花科根腫病研究中，許倩倩［18］發(fā)現(xiàn)利用外源水楊酸可有效降低甘藍根腫病的病情指數(shù)，SA的不同誘導濃度在甘藍不同的苗期對根腫病的誘抗效果不同。本試驗與其結果相一致，即在不結球白菜一葉一心時期澆灌0.6 mmol/L SA對提高不結球白菜抗根腫病能力及抵御根腫病侵染后的抑制生長作用具有顯著效果。目前，其具體抗性誘導的生理機制尚不明確，有待進一步對SA誘導不結球白菜抗病性的生理生化機理進行研究和探討。

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（責任編輯：閆其濤）

Effect of exogenous salicylic acid on seedling growth and clubroot resistance in pak-choi(Brassic campestris ssp.chinensis Makino)

ZHU Hong-fang，GAO Qian-qian*，LIXiao-feng，LIU Jin-ping，ZHAIWen，ZHU Yu-ying**
（1Horticulture Reseɑrch Institute，Shɑnghɑi Acɑdemy of Agriculture Sciences；Shɑnghɑi Key Lɑb of Protected Horticulturɑl Technology，Shɑnghɑi201403，Chinɑ）

The seeds and plants of cotyledon，one-leaf stage，three-leaf stage were treated with 0.2—0.8 mmol/L exogenous salicylic acid（SA）to study the effect of SA on the clubroot incidence of pak-choiand the growth of infected plant，and evaluate the feasibility of exogenous SA on the prevention and control of clubroot，taking pak-choi variety‘Xin'aiqin’as material.The results showed that the appropriate concentration of exogenous SA can reduce the clubroot incidence and disease index，and relieve the growth inhibition of pak-choi. There were dose effect of different treatment period，the optimal SA concentrations in seed，cotyledon，one-leaf stage，three-leaf stage were 0.8 mmol/L，0.4 mmol/L，0.6 mmol/L，0.6 mmol/L respectively.Comprehensive analysis of the clubroot incidence and infected plants growth indicated that the best inhibitory effect on pak-choi clubroot is0.6 mmol/L SA at one-leaf stage.

Salicylic acid；Pak-choi；Disease incidence；Disease index；Growth

S635；S436.35

A

1000-3924（2017）01-063-06

2016-10-30

上海市農委基礎項目［滬農科基字（2014）第1-8號］；上海市綠葉蔬菜產業(yè)體系

朱紅芳（1980—），女，碩士，助理研究員，研究方向：不結球白菜遺傳育種。Tel：021-52235455，E-mail：zhf334480＠126.com

*共同第一作者

**通信作者，Tel：021-52235455，E-mail：yy5＠saas.sh.cn