2個烤煙品種對根黑腐病菌的響應(yīng)

史一軒，張蓋，段曉瓊，謝強，雷曉，王飛，王李芳，唐珊，吳穎，王煉，年夫照*

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 煙草學(xué)院，云南 昆明 650201；2.四川省煙草公司瀘州市公司，四川 瀘州 646000；3.云南省煙草公司楚雄州公司武定縣分公司，云南 楚雄 651600)

烤煙根黑腐病是由根串珠霉菌(Thielaviopsisbasicola)侵染引起的一種世界性土傳真菌病害，在我國廣泛分布于云南、貴州、四川等煙區(qū)。由于根黑腐病發(fā)生的普遍性，不僅造成煙草產(chǎn)量損失，而且影響煙葉品質(zhì)，降低了感病煙葉的工業(yè)可用性[1-3]。烤煙品種是煙葉生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量的內(nèi)因，不同烤煙品種對根黑腐病菌的生理響應(yīng)存在較大的差異，研究不同烤煙品種對根黑腐病菌的抗性是進一步防治病害的基礎(chǔ)。

煙株在患有根黑腐病后，體內(nèi)的各種化學(xué)指標(biāo)必定會發(fā)生一系列的變化[4]，測量煙株體內(nèi)的一些化學(xué)指標(biāo)，有利于了解在不利的生長條件下煙株的變化，同時了解這些生理化學(xué)指標(biāo)對煙株的影響。彭?，揫5]研究表明，煙草受根黑腐病侵染后積累更多的膜脂過氧化產(chǎn)物丙二醛。胡亞杰等[6]研究表明，酚類物質(zhì)含量變化是煙草應(yīng)對病害脅迫的重要途徑。陳帥[7]研究發(fā)現(xiàn)，類黃酮能夠清除由病害脅迫產(chǎn)生的大量活性氧，從而減少對植物細胞的損傷。曾玨[8]通過對邵陽煙區(qū)3種主要病害研究發(fā)現(xiàn)，煙草中的總糖和還原糖會隨著煙草病害的加重而減少，而煙堿和蛋白質(zhì)含量會隨著煙草病害的加重而增加。本研究以韭菜坪2號和云煙87為試驗烤煙品種，通過測定煙株在根黑腐病發(fā)病初期的煙葉中丙二醛等生理生化指標(biāo)，深入比較分析2個烤煙品種對根黑腐病菌的生理響應(yīng)及其差異，為煙區(qū)品種合理布局提供理論依據(jù)，對進一步采取科學(xué)的綜合防治措施進行病害防治具有重要的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 材料

本研究所用烤煙品種為韭菜坪2號及云煙87。

1.2 病株獲取及保存

在瀘州煙區(qū)同一方田選取往年煙草根黑腐病較為嚴重的田塊，以及近3 a未發(fā)生根黑腐病田塊，移栽韭菜坪2號和云煙87。

設(shè)置韭菜坪2號發(fā)病煙株鮮煙葉(記為JC2)、韭菜坪2號未發(fā)病煙株鮮煙葉(記為JC2CK)、云煙87發(fā)病煙株鮮煙葉(記為Y87)、云煙87未發(fā)病煙株鮮煙葉(記為Y87CK)4個處理。

在煙株打頂后，取田間發(fā)病煙株(貼近地面根莖可見黑褐色，生長停滯，易于萎蔫，拔根可見50%根部變褐，黑褐腐爛)殘體，按照趙志堅等[9]的方法，對根黑腐病進行鑒定。

取處于發(fā)病中期煙株的功能煙葉葉片，冰盒封存，帶回實驗室，超低溫冰箱保存待測。同時，取未發(fā)病煙株葉片。每個處理3次重復(fù)，取6株煙的煙葉進行混合，作為一次重復(fù)。

1.3 測定的生理指標(biāo)及方法

對獲取的煙葉樣品進行丙二醛、游離氨基酸、可溶性總糖、總酚和類黃酮含量的測定，測定方法參考羅華元等[10]編著的《煙草田間試驗與生理生化測定技術(shù)》。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel和SPSS軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 根黑腐病菌侵染對不同品種丙二醛含量的影響

從圖1中可以看出，2個品種發(fā)病煙株煙葉的丙二醛含量均高于未發(fā)病的煙株，說明煙草經(jīng)黑腐病菌侵染后，2個品種的膜脂過氧化作用加強，不同程度地受到煙草根黑腐病菌的逆境傷害。同時，韭菜坪2號發(fā)病煙株煙葉丙二醛含量大于云煙87發(fā)病煙株煙葉，但無顯著性差異，說明煙草根黑腐病菌侵染對韭菜坪2號造成的傷害更重，韭菜坪2號對煙草根黑腐病菌的抵抗力相對較弱，云煙87較強。

柱間無相同小寫字母者表示組間差異顯著(P<0.05)。圖2～3同。

2.2 根黑腐病菌侵染對不同品種總酚和類黃酮含量的影響

從表1可以看出，韭菜坪2號和云煙87品種發(fā)病煙株煙葉的類黃酮含量均顯著性高于未發(fā)病煙株；韭菜坪2號發(fā)病煙株總酚含量顯著高于未發(fā)病煙株的煙葉總酚含量，而云煙87發(fā)病煙株煙葉總酚含量雖高于未發(fā)病煙株，但兩者差異不顯著。說明韭菜坪2號對根黑腐病菌侵染更為敏感。同時可以看出，無論是發(fā)病煙株還是未發(fā)病煙株，韭菜坪2號煙葉多酚和類黃酮含量均高于云煙87，這可能是由品種的特性決定。

表1 根黑腐病菌侵染對不同烤煙品種葉片總酚和類黃酮含量的影響

2.3 根黑腐病菌侵染對不同品種游離氨基酸含量的影響

由圖2可以看出，韭菜坪2號發(fā)病煙株煙葉內(nèi)的游離氨基酸含量顯著高于未發(fā)病煙株，而云煙87發(fā)病煙株煙葉游離氨基酸含量則低于未發(fā)病煙株，兩者無顯著差異。從葉片中游離氨基酸含量看，2個烤煙品種在被根黑腐病菌侵染后的響應(yīng)不同。同時，從侵染后的表現(xiàn)看，韭菜坪2號被黑腐病侵染后的葉片游離氨基酸含量顯著高于云煙87發(fā)病煙株。說明韭菜坪2號對于根黑腐病侵染更為敏感。

圖2 根黑腐病菌侵染對不同烤煙品種葉片中游離氨基酸含量的影響

2.4 根黑腐病菌侵染對不同品種可溶性總糖含量的影響

從圖3可以看出，韭菜坪2號和云煙87，在根黑腐病侵染后，其新鮮煙葉中可溶性總糖的含量均有升高，但與其未發(fā)病葉片比較，沒有顯著性差異。

圖3 根黑腐病菌侵染對不同烤煙品種新鮮煙葉可溶性總糖含量的影響

3 小結(jié)與討論

當(dāng)煙株受到逆境脅迫時，體內(nèi)會發(fā)生膜脂過氧化反應(yīng)，最終產(chǎn)生丙二醛[11]。在本試驗中，韭菜坪2號患根黑腐病后，葉片的丙二醛含量高于未發(fā)病煙株，云煙87烤煙也有類似情況。這與江彤等[12-13]研究結(jié)論一致，其原因是植物-病原物之間發(fā)生非親和性互作，在這種互作中根黑腐病作為一種激發(fā)子，引起煙株體內(nèi)產(chǎn)生大量的O2·、H2O2等，繼而啟動膜脂過氧化作用，使得丙二醛含量上升。同時，韭菜坪2號丙二醛含量大于云煙87，表明韭菜坪2號在試驗所在地發(fā)生細胞膜質(zhì)過氧化程度高，細胞膜受到的傷害更嚴重，對根黑腐病的抗性低于云煙87。

酚類物質(zhì)是煙草自身代謝的產(chǎn)物，對微生物、病毒傷害等生物脅迫具有防御作用[14]。煙草在受到侵染時，會積累大量的酚類化合物，對病原菌起到抑制作用，從而達到抗病的目的[15]。而類黃酮是煙草中普遍存在的多酚化合物[16]，在本試驗中，韭菜坪2號和云煙87發(fā)病煙株煙葉的類黃酮含量均高于未發(fā)病煙株。這與前人研究結(jié)果一致，當(dāng)煙株被病毒入侵時，煙株體內(nèi)的類黃酮含量會有所增加[7]。這可能是由于當(dāng)煙草受到根黑腐病入侵時，體內(nèi)響應(yīng)蛋白被激活，進而激活參與類黃酮代謝相關(guān)基因的表達，促進類黃酮的積累，增強植物體對病害脅迫的耐受性[17]。本研究發(fā)現(xiàn)，韭菜坪2號發(fā)病煙株煙葉的多酚含量顯著高于未發(fā)病煙株，而云煙87則表現(xiàn)出沒有顯著性差異。說明在多酚的代謝上，韭菜坪2號受根黑腐病的影響更為敏感。

碳氮代謝是最基本的兩大生理代謝途徑，根據(jù)有關(guān)研究報道，植物受病原物侵染后，體內(nèi)游離氨基酸、可溶性總糖等組分的含量會發(fā)生變化，這些改變與寄主本身的抗病性有一定的相關(guān)性[18]。在氨基酸代謝方面，發(fā)病的韭菜坪2號與對照組相比，游離氨基酸含量顯著升高，其氨基酸代謝嚴重受阻，蛋白質(zhì)的分解加強而合成受到抑制；而云煙87則相反，在受到根黑腐病侵染后，氨基酸含量反而降低，其代謝加速?？赡苁瞧贩N差異導(dǎo)致在受到根黑腐病侵染后，兩者的氮代謝存在較大差異，韭菜坪2號在受到病菌感染后表現(xiàn)得更加敏感。在可溶性糖代謝方面，根黑腐病侵染后，2個烤煙品種新鮮煙葉中可溶性總糖的含量均升高，主要是由于根黑腐病菌的侵入誘導(dǎo)煙株體內(nèi)小分子多糖水解，從而積累可溶性糖維持煙株自身代謝平衡，這是一種感病的生理生化表現(xiàn)[19]。綜上，韭菜坪2號對根黑腐病菌發(fā)病的生理響應(yīng)更為敏感，可能更易受根黑腐病的影響。