二氫卟吩鐵對煙草 TMV 的防治效果和產(chǎn)質(zhì)量的影響

呂曉琳　農(nóng)世英　李俊霖　韋建玉　賈海江　黃崇峻　馮佳　王杰

摘要：為了探尋一種更有效且綠色環(huán)保的煙草花葉病毒?。═obaccomosaic virus，TMV ）防治方法，采用室內(nèi)盆栽和大田試驗相結(jié)合的方法，測定了0.02%二氫卟吩鐵（Iron chlorin e6，ICE6）對 TMV 的防控效果和對煙草的促生作用。結(jié)果表明， ICE6對 TMV 防治效果隨濃度的增加而增強(qiáng)，稀釋5000倍液處理防效最好，室內(nèi)和大田試驗防效分別為73.20%和72.35%，且趨勢一致。同時 ICE6可顯著提高葉片暗反應(yīng)中的 PSII 最大光化學(xué)量子產(chǎn)量（Fv/Fm ）和 PSII 潛在活性（Fv/Fo ）值，5000倍稀釋液處理較清水對照分別提高16.99%和46.62%。此外， ICE6對煙草株高、葉長、葉寬和單葉質(zhì)量有明顯的促進(jìn)作用，施用后增產(chǎn)效果顯著，產(chǎn)量和產(chǎn)值分別比對照組增加9.34%和21.35%；且煙堿、總氮、還原糖、總糖、鉀、氯、糖堿比均有顯著提升。表明 ICE6可有效防治煙草 TMV ，且對煙草植株的生長和煙葉品質(zhì)提升具有促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：二氫卟吩鐵；煙草花葉病毒；葉綠素?zé)晒鈪?shù)；抗病性；促生

中圖分類號： S435.72?????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A?????????? 文章編號：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

煙草普通花葉病毒?。═obacco? mosaic? virus， TMV）作為一種世界性流行病害，嚴(yán)重影響煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)，給煙葉生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。 TMV 的發(fā)病率一般在25%左右，嚴(yán)重時可達(dá)50%，目前尚缺乏有效的防治藥劑[1-2]。二氫卟吩鐵（Iron chlorin e6， ICE6），又稱葉綠酸鐵，是一種最初從蠶砂中提取的新型植物生長調(diào)節(jié)劑，屬于生物化學(xué)農(nóng)藥[3-5]，于2018年正式取得國家農(nóng)藥登記[6-8]。二氫卟吩鐵能夠抑制葉綠素酶活性，延緩葉綠素降解而增強(qiáng)光合作用，可以促進(jìn)植物根系生長，提高發(fā)芽率，增加植株長勢，進(jìn)而提高植物抗逆性[9-11]。

目前還沒有二氫卟吩鐵對 TMV 防治效果的系統(tǒng)研究報道。本研究通過盆栽和大田試驗，檢測了不同濃度0.02%二氫卟吩鐵噴施煙草葉片對 TMV 的防治效果，并進(jìn)一步研究其對煙草的促生效應(yīng)，以期為煙草主要病毒病的綠色防治及品質(zhì)提升提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。

1材料與方法

1.1材料

供試藥劑：0.02%二氫卟吩鐵可溶粉劑（南京百特生物工程有限公司）、0.0016%28-表高蕓薹素內(nèi)酯水劑（云南云大科技農(nóng)化有限公司）、1%香菇多糖水劑（燕化永樂樂亭生物科技有限公司），無水乙醇等其他試劑均購自青島百奧百斯特化學(xué)試劑有限公司。

供試毒源：煙草普通花葉病毒由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所植物保護(hù)中心病毒組提供。

供試材料：枯斑三生煙（Nicotiana tabaccum cv. Samsun， NN）、烤煙 K326（Nicotiana tabaccum cv. K326）由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所植物保護(hù)中心提供。

1.2試驗設(shè)計

試驗共設(shè)置6個處理，每處理重復(fù)3次，各處理藥劑名稱及稀釋倍數(shù)具體見表1。

1.3試驗方法

1.3.1 室內(nèi)抗病毒生物活性測定2021年6月在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所即墨基地溫室內(nèi)進(jìn)行室內(nèi)抗病毒生物活性測定。制備 TMV 接種液（毒源葉片研磨，1∶40稀釋，紗布過濾），取不同處理稀釋液各10 mL 與等體積接種液混合15 min，摩擦接種大小一致的4葉期枯斑三生煙同位葉片1片。接種時，在接種葉上撒少許金剛砂（600目），用消毒棉棒蘸取少量病毒汁液，輕輕摩擦接種葉，接種1 h 后用清水洗去接種葉片上的殘留汁液，每個處理5株。恒溫培養(yǎng)箱25 C，光周期16 h/d，培養(yǎng)5d 后調(diào)查接種葉枯斑數(shù)，計算防治效果（公式1）。

1.3.2田間防治效果測定2021年5—7月在廣西壯族自治區(qū)百色市靖西市化峒縣進(jìn)行大田試驗。煙草種植密度為1100株/666.7 m2，煙苗間距為50 cm，行距為110～120 cm。采用葉面噴施法，對煙株葉片正反面均勻噴施。育苗期移栽前3 d 噴施1次，移栽后7 d 噴施1次，間隔7 d 后再噴施1次，共施藥3次。施藥期間對煙苗進(jìn)行正常管理。田間小區(qū)試驗處理見表1，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)間設(shè)保護(hù)行，每小區(qū)100株，待煙株長至5～6葉期接種 TMV ，方法同1.3.1。噴藥30 d 后調(diào)查發(fā)病率及病情指數(shù)（公式2），與空白對照相比計算防治效果（公式3）。調(diào)查發(fā)病分級標(biāo)準(zhǔn)按國家煙草病害調(diào)查分級標(biāo)準(zhǔn) GB/T 23222—2008進(jìn)行。

煙草病毒病分級調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)：以株為單位。

0級：全株無病。

1級：心葉脈明或輕微花葉，病株無明顯矮化。

3級：1/3葉片花葉但不變形，或病株矮化為正常株高的3/4以上。

5級：1/3～1/2葉片花葉，或少數(shù)葉片變形，或主脈變黑，或病株矮化為正常株高的2/3～3/4。

7級：1/2～2/3葉片花葉，或變形或主側(cè)脈壞死，或病株矮化為正常株高的1/2～2/3。

9級：全株葉片花葉，嚴(yán)重變形或壞死，或病株矮化為正常株高的1/2以上。

1.4葉綠素?zé)晒鈪?shù)測定

盆栽試驗施藥7d 后，使用 PAM2101+103調(diào)制式脈沖熒光儀（Walz 8521 ， Effel2 trich ， Germany），對各處理煙株進(jìn)行初始熒光（Fo ）、最大熒光（Fm ）、可變熒光（Fv ）、暗反應(yīng)中的 PSII 最大光化學(xué)量子產(chǎn)量（Fv/Fm ）、PSII 潛在活性（Fv/Fo ）等葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)參數(shù)測定，每株測2次，取平均值。測定前將煙株暗反應(yīng)處理20 min。

1.5農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀測定

大田試驗施藥30 d 后，按照 YC/T 142—1998行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查各處理的農(nóng)藝性狀，株高、葉數(shù)、莖圍、上部5片葉葉面積。每小區(qū)取5點(diǎn)調(diào)查，每點(diǎn)30株。煙葉采收烘烤時各處理分開單獨(dú)進(jìn)行，計算各小區(qū)的上等煙及中上等煙比例、均價等指標(biāo)。

1.6煙葉品質(zhì)分析

煙葉采烤后各處理分別單獨(dú)取樣，取樣等級為 B2F 、C3F，由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部煙草產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心進(jìn)行內(nèi)在品質(zhì)分析。

1.7數(shù)據(jù)分析

采用 Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和繪圖，用 SPSS 26.0統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析（ANVOA），采用 LSD 法進(jìn)行處理間的差異顯著性檢驗（p<0.05）。

2結(jié)果

2.1二氫卟吩鐵對煙草 TMV 的防治效果

2.1.1室內(nèi)盆栽試驗防治效果由表2可知，0.02%二氫卟吩鐵可溶粉劑對煙草 TMV 防治效果呈現(xiàn)濃度依賴性，稀釋5000倍液處理的葉片枯斑數(shù)最少，防治效果最好，達(dá)到73.20%，而稀釋10000倍液和20000倍液處理的防效分別為60.80%和54.00%。與蕓苔素內(nèi)酯（55.00%）和香菇多糖處理（49.00%）相比，5000倍液和10000倍液處理防效顯著，而20000倍液處理與蕓苔素內(nèi)酯（55.00%）處理防效無明顯差異。

2.1.2田間防治效果田間試驗發(fā)現(xiàn)（表3），各藥劑處理組病情指數(shù)顯著低于清水對照，對 TMV 均有較好的防治效果，防效在63.25%～72.35%之間。0.02%二氫卟吩鐵可溶粉劑5000倍和10000倍稀釋液處理之間防效差異不顯著，但顯著高于高蕓苔素內(nèi)酯和香菇多糖處理。其他3個處理防治效果無顯著差異。因此，0.02%二氫卟吩鐵可溶粉劑5000倍稀釋液可用于 TMV 的田間防治。

2.2不同處理間煙葉葉綠素?zé)晒鈪?shù)差異

由表4可見，TMV 侵染后，二氫卟吩鐵處理組的葉片 Fo 較清水對照顯著降低，其中二氫卟吩鐵5000倍處理的降低幅度最大，降低了15.07%，且較表高蕓苔素內(nèi)酯和香菇多糖處理顯著下降了4.61%、11.43%，說明二氫卟吩鐵處理可以降低 TMV 侵染對葉片 PSII 反應(yīng)中心造成的破壞或逆損傷；二氫卟吩鐵5000倍處理的 Fv/Fo 值顯著高于其他處理，分別較清水對照、表高蕓苔素內(nèi)酯和香菇多糖處理提高了46.62%、20.16%、28.97%，F(xiàn)v/Fm 值較清水對照和香菇多糖處理分別提高16.99%和8.76%，較二氫卟吩鐵20000倍和10000倍及表高蕓苔素內(nèi)酯處理分別提高7.19%、3.53%和5.62%，但差異不顯著。這表明，0.02%二氫卟吩鐵能夠降低 TMV 侵染后葉片光合器官的受損程度，有效提高煙葉的光能利用率和光和潛能，進(jìn)而提高光合作用，以5000倍稀釋液效果最佳。

2.3二氫卟吩鐵對煙草農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表5可以看出，不同藥劑處理對煙草農(nóng)藝性狀均有一定的促進(jìn)作用，0.02%二氫卟吩鐵5000倍液處理的株高最高，達(dá)97.56 cm，與表高蕓苔素內(nèi)酯處理無顯著差異，但其處理的莖圍和有效葉數(shù)均顯著高于其他處理，分別較清水對照提高了21.42%和5.56%。不同濃度0.02%二氫卟吩鐵處理的葉長、葉寬無顯著差異，但均顯著高于表高蕓苔素內(nèi)酯、香菇多糖處理和清水對照?？梢姡?.02%二氫卟吩鐵5000倍液對煙草的促生作用更明顯，能有效促進(jìn)煙草生物量的積累。

從表6可以看出，各處理中煙草產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價及上中等煙比例等均有不同程度的增加，其中以0.02%二氫卟吩鐵可溶粉劑5000倍液處理效果最好，與清水對照相比，其產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價及上中等煙比例分別提高了9.34%，21.35%，12.5%，5.59%，說明0.02%二氫卟吩鐵可溶粉劑5000倍液處理煙株后能有效提高經(jīng)濟(jì)價值。

2.4二氫卟吩鐵對煙草化學(xué)成分的影響

優(yōu)質(zhì)烤煙化學(xué)成分的適宜含量范圍為煙堿1.5%～3.5%，總氮1.5%～3.5%，還原糖18%～22%，總糖20%～26%，鉀>1.5%，氯0.3%～0.8%，糖堿比8%～12%，氯鉀比0.1%～0.25%[12-13]。由表7可知，0.02%二氫卟吩鐵不同濃度處理組的煙堿、總氮、鉀、氯、糖堿比含量均在優(yōu)質(zhì)烤煙標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，還原糖和總糖均高于優(yōu)質(zhì)烤煙標(biāo)準(zhǔn)。二氫卟吩鐵5000倍液和10000倍液處理組煙堿、總糖、鉀、氯與其他處理組相比均有明顯提高，而總氮、還原糖和糖堿與表高蕓苔素內(nèi)酯組無顯著差異。除此之外，各處理組氯鉀比變化不明顯，但符合優(yōu)質(zhì)烤煙標(biāo)準(zhǔn)。煙草中的水溶性總糖和還原糖對煙葉品質(zhì)具有重要影響，被認(rèn)為是體現(xiàn)煙草優(yōu)良品質(zhì)的指標(biāo)，決定烤煙煙氣醇和度的主要因素，在一定范圍內(nèi)，糖含量高，煙葉品質(zhì)就好[14]。綜合來看，施用二氫卟吩鐵可以有效增加煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量，能夠提高烤煙的整體品質(zhì)。

3討論

研究表明， TMV 侵染寄主過程中葉綠體結(jié)構(gòu)嚴(yán)重扭曲畸形，生長發(fā)育停滯[15-18]，光合作用降低，內(nèi)部代謝途徑紊亂，最后產(chǎn)生花葉、斑駁、明脈等癥狀[13]，嚴(yán)重時抑制寄主生長發(fā)育，甚至導(dǎo)致植株死亡[19-24]。已有研究證明通過保護(hù)葉綠體結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)光合作用，可以有效抑制病毒在植物體內(nèi)的復(fù)制，從而達(dá)到抗病毒的目的[25-26]。

本研究通過室內(nèi)盆栽和田間試驗發(fā)現(xiàn)，0.02%二氫卟吩鐵5000倍液對 TMV 的防效均超過70%，對 TMV 有明顯抑制作用。同時，二氫卟吩鐵處理煙葉后可顯著提高煙葉葉綠素?zé)晒鈪?shù) Fv/Fm 、 Fv/Fo 值，而 Fv/Fm 代表暗反應(yīng)中的最大 PSII 光化學(xué)量子產(chǎn)量，是評價葉片光合效率的重要依據(jù)之一[27]；Fv/Fo 代表 PSII 潛在活性，代表植物的潛在最大光合能力，由此說明二氫卟吩鐵可在一定程度上提高煙葉光能利用率和光合潛能，通過增強(qiáng)煙株光合作用，達(dá)到抑制 TMV 侵染的目的。但其具體的抗病毒機(jī)制仍需進(jìn)一步試驗明確。二氫卟吩鐵作為一種新型植物生長調(diào)節(jié)劑，其在油菜、煙草、葡萄等植物上的促生增產(chǎn)作用已有較多研究[9-11]。本研究結(jié)果表明0.02%二氫卟吩鐵5000倍液處理后的煙株各項生理指標(biāo)均優(yōu)于對照藥劑和清水對照，這與郭麗華等[9]和 XIE 等[5]報道的0.02%二氫卟吩鐵處理油菜和水稻后具有促生效果研究結(jié)果基本一致。同時，與香菇多糖和表高蕓苔素內(nèi)酯相比，二氫卟吩鐵5000倍液和10000倍液對煙葉煙堿、總糖、鉀、氯的含量有明顯提高作用，與邢宇俊等[10]報道的0.02%二氫卟吩鐵不同濃度處理對煙葉品質(zhì)包括施木克值、尼古丁含量無影響，有明顯差異，而差異原因可能為試驗用品種和試驗地點(diǎn)的不同引起的。為進(jìn)一步明確0.02%二氫卟吩鐵可濕性對煙草產(chǎn)量和品質(zhì)的提升效果，下一步將繼續(xù)開展兩年三地試驗進(jìn)行驗證。

4結(jié)論

本研究結(jié)果表明，0.02%二氫卟吩鐵5000倍液在室內(nèi)盆栽和田間條件下對 TMV 的防效均在70%以上，能有效抑制 TMV 在煙株體內(nèi)的復(fù)制。0.02%二氫卟吩鐵5000倍液處理煙葉后，葉片 Fv/Fm 和 Fv/Fo 值分別為0.765和3.258，可以有效提高煙草葉片光能利用率和光合潛能。同時，0.02%二氫卟吩鐵5000倍液促生提質(zhì)作用明顯，施用后煙草各農(nóng)藝性狀和經(jīng)濟(jì)性狀均有增加，且煙葉常規(guī)化學(xué)成分含量提升顯著。因此，0.02%二氫卟吩鐵5000倍液可用于防治煙草 TMV。

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