小麥間作提高西瓜對枯萎病的抗性研究

呂慧芳 曹海順 黃遠(yuǎn) 程菲 孔秋生 別之龍

目的與意義： 西瓜是一種廣泛種植在世界范圍的重要作物。西瓜易遭受枯萎病的侵染危害，對西瓜種植影響巨大。間作是提高西瓜枯萎病抗性的有效措施。其機(jī)理尚不清楚。本研究從小麥間作對枯萎病發(fā)生的影響，枯萎病抗性與根系 SA 含量和抗病相關(guān)基因表達(dá)的關(guān)系，探討小麥間作提高西瓜枯萎病抗性的機(jī)理，為西瓜的抗病生產(chǎn)提供參考。

材料與方法： 采用西瓜‘早佳（8424）和小麥‘鄂麥18（E18）為試驗(yàn)材料。待西瓜幼苗出現(xiàn)4片真葉時(shí)，將生長一致的西瓜苗移栽到塑料盆中（盆直徑34 cm， 高24 cm），每盆裝V泥炭∶V蛭石=1∶1的8 L基質(zhì)。每天用霍格蘭營養(yǎng)液澆灌1～2次西瓜苗。西瓜苗移栽7 d 后，在西瓜根基部用灌根法接種西瓜?；图怄哏牭毒咦討腋∫海?.0×106 CFU·mL?1），每盆100 mL。西瓜植株在接種西瓜?；图怄哏牭毒蟮?、1、3、5、7、9 d對根系進(jìn)行取樣，接種西瓜專化型尖孢鐮刀菌后的15、25 d，采用抖根法取粘在西瓜根系上基質(zhì)樣品，液氮速凍并保存在-80 °C冰箱待用。采用菌種法和qRT- PCR技術(shù)測定西瓜根系內(nèi)源SA含量和抗病相關(guān)基因表達(dá)及根際土壤尖孢鐮刀菌數(shù)量。同時(shí)，測定西瓜枯萎病發(fā)病率。每處理3次重復(fù)。

結(jié)果與分析： （1）FON接種后，西瓜單作種植7 d時(shí)，植株開始出現(xiàn)萎蔫癥狀;而小麥與西瓜間作種植12 d時(shí)，西瓜植株出現(xiàn)萎蔫癥狀。FON接種后15、25 d，小麥間作處理的西瓜植株枯萎病發(fā)病率較西瓜單作分別降低了11.1%和20%。FON接種后，單作處理的西瓜根際土壤尖孢鐮刀菌數(shù)量高于小麥間作。（2）FON 接種后能引起西瓜根系中游離態(tài)和結(jié)合態(tài) SA含量逐漸增加，9 d時(shí)達(dá)到峰值;而小麥間作的西瓜根系兩種 SA 含量高于西瓜單作。（3）FON接種后1 d，小麥間作處理的西瓜根系NPR1基因表達(dá)量明顯上調(diào)，3 d時(shí)達(dá)到峰值;而單作處理的西瓜5 d時(shí)出現(xiàn)高峰。FON接種后3 d，PR1、PR2基因表達(dá)量均迅速升高且達(dá)到最高水平，而小麥間作處理的PR1、PR2基因表達(dá)量高于西瓜單作。FON接種后1 d，WRKY1基因表達(dá)量出現(xiàn)峰值，小麥間作處理WRKY1基因表達(dá)量顯著高于西瓜單作。FON接種后1 d，小麥間作處理的WRKY6基因表達(dá)量迅速上升并達(dá)到最大值，高于西瓜單作處理的WRKY6基因表達(dá)量。FON接種后1 d，小麥間作處理顯著增加WRKY8表達(dá)量并出現(xiàn)峰值;而西瓜單作3 d時(shí)WRKY8基因表達(dá)量出現(xiàn)峰值。

結(jié)? ? 論： 與西瓜單作相比，F(xiàn)ON 接種后15 d和25 d，小麥間作降低了西瓜植株枯萎病發(fā)病率和西瓜根際土壤中尖孢鐮刀菌數(shù)量。小麥間作的西瓜根系內(nèi)源SA含量的升高，誘導(dǎo)了西瓜根系中抗病相關(guān)基因NPR1、PR1、PR2、WRKY1、WRKY6、WRKY8表達(dá)量增強(qiáng)，提高西瓜枯萎病的抗性。