一種水稻白葉枯病剪葉接種高效工具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

吳佳炳， 陳析豐

(浙江師范大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，浙江金華 321004)

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一種水稻白葉枯病剪葉接種高效工具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

吳佳炳， 陳析豐*

(浙江師范大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，浙江金華 321004)

介紹了一種自行研制的水稻白葉枯病剪葉接種的高效工具。實(shí)踐證明，該工具的使用不僅可提高工作效率，而且還可增強(qiáng)接種的可靠性；該工具具有材料成本低、制作方法簡便、使用性較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可推廣應(yīng)用。

水稻；白葉枯?。患羧~接種；高效

圖1　水稻白葉枯病剪葉接種的過程[5]Fig.1　The process of leaf-cutting inoculation of bacterial blight in rice

水稻白葉枯病是由革蘭氏陰性黃單孢菌水稻變種(Xanthomonasoryzaepv.oryzae)所引起的一種世界性細(xì)菌病害，它與稻瘟病、紋枯病一起被稱為水稻的“三大病害”。白葉枯病是一種維管束病害，病菌通過葉片的傷口或水孔侵入維管束，然后大量繁殖，阻塞維管束，從而致使植株萎蔫[1]。水稻白葉枯病菌的人工接種方法主要有噴霧法、針刺法和剪葉法[2]。噴霧法接種速度較快，但是接種后水稻的發(fā)病情況往往輕于剪葉法[3]。針刺法接種后水稻發(fā)病率在敏感品種中往往參差不齊，而剪葉法則穩(wěn)定很多[4]。因此，剪葉法是目前水稻接種白葉枯病最簡便、有效的方法。剪葉法操作步驟：在剪葉接種時(shí)，將一把長剪刀沾取菌液，一只手抓住水稻植株的大部分葉片，另一只手用剪刀一次性剪掉葉尖，完成一株水稻的接種(圖1)。但是，在田間接種時(shí)，接種者往往是一只手拿著菌液試管，另一只手握著接種剪刀，一個人無法再去抓水稻葉片，葉片只能一張張地剪(一般每株至少剪5張)，效率大大下降，不適合大面積的接種，同時(shí)試管一直打開也會導(dǎo)致菌液長時(shí)間暴露在空氣中，容易造成雜菌污染，而剪刀的反復(fù)浸沾，也會帶入外界的水分、葉片、沙石，對菌液的濃度帶來很大的影響。李維蛟等[6]利用醫(yī)院掛點(diǎn)滴的原理，設(shè)計(jì)了一種接種白葉枯病菌的裝置，將裝有菌液的吊瓶掛在接種者身上，吊瓶和剪刀直接由1根塑料長管連接，菌液經(jīng)塑料長管向下流到剪刀上，這樣一只手就可以完成接種工作。這一裝置在理論上提高了接種效率，但是通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)該裝置并不實(shí)用，剪刀和吊瓶之間連接著一根長管，吊瓶又掛在身上，接種者必須時(shí)時(shí)留意長管，特別是在田間走動、俯身、下蹲時(shí)容易鉤到或踩到長管，帶來了不必要的麻煩；如果1次接種多個病原菌，就要同時(shí)準(zhǔn)備多個瓶子和管子，攜帶不方便，管子也很容易弄亂；使用完的管子很難清洗和消毒干凈，只能一次性使用，造成不必要的浪費(fèi)。為了能有效提高水稻接種白葉枯病的效率，筆者設(shè)計(jì)出一種制作簡便、操作高效的接種專用工具，并對該工具的接種效率和效果進(jìn)行研究，旨在為該工具的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料白葉枯病菌株菲律賓生理小種PXO86由中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所提供。水稻白葉枯病感病品種IR24于2015年在浙江師范大學(xué)試驗(yàn)大田進(jìn)行種植，5月播種，6月移栽，8月初接種白葉枯病菌。

1.2工具制作該工具的制作材料為1把園藝剪刀(長20～25 cm)、1根細(xì)鐵絲(粗1 mm)和1個尖嘴機(jī)油瓶(50 mL)(圖2a)，均可在網(wǎng)上購得。制作方法如圖2b所示，取1根15 cm長的細(xì)鐵絲，先將鐵絲的兩端彎成環(huán)狀，利用園藝剪刀握柄上的螺絲和螺孔，將鐵絲的兩端固定在握柄上；再將鐵絲中間彎成環(huán)狀，套在機(jī)油瓶的頭上，通過擰緊瓶蓋，使瓶子固定在鐵絲上；最后，調(diào)整機(jī)油瓶尖嘴的角度，使其盡可能與剪刀的刀面相互接觸。

1.3試驗(yàn)方法病菌的培養(yǎng)和接種液的制備參照Zhang等[7]方法。2名具有嫻熟接種技術(shù)的人員參加接種試驗(yàn)。1人進(jìn)行常規(guī)操作：一只手拿剪刀，另一只手拿試管，進(jìn)行一片片剪葉接種，每株水稻剪5張葉片。另一人使用該發(fā)明工具進(jìn)行接種：將菌液倒入機(jī)油瓶中，將鐵絲圈中間的圓環(huán)套入機(jī)油瓶瓶口，并旋緊瓶蓋，使機(jī)油瓶固定在園藝剪刀上，輕擠機(jī)油瓶使菌液流到剪刀上，一只手拿該工具，一只手抓水稻，進(jìn)行整株接種。分別對1 000株高感水稻品種IR24接種白葉枯病菌，比較兩者接種完成所需的時(shí)間。在接種后第15天，對所有接種的植株進(jìn)行病斑的調(diào)查，以葉片病斑長度15～20 cm為感病，每株至少有3張葉片感病即為接種成功。

圖2　白葉枯病剪葉接種專用工具結(jié)構(gòu)示意Fig.2　Diagram of tool structure for leaf-cutting inoculation of bacterial blight

2　結(jié)果與分析

在使用該專用工具進(jìn)行白葉枯病剪葉接種時(shí)，由于菌液瓶固定在了剪刀柄上，接種者只需一只手就可以握住剪刀和菌液瓶，另一只手(除了間歇地捏一下菌液瓶，使菌液留到剪刀上)就解放出來，用于抓住水稻植株的葉片，可一次性完成一株接種(圖3)。對比試驗(yàn)結(jié)果表明，用常規(guī)剪刀接種1 000株水稻，所需時(shí)間為110 min，而采用專用接種工具，只用了85 min，大大縮短了工作時(shí)間。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，用常規(guī)剪刀進(jìn)行接種，每株只剪了5張葉片，其接種成功率為99.3%；而采用專用接種工具接種，每株剪的葉片有20～30張，所以成功率為100.0%(表1)。

圖3　白葉枯病剪葉接種專用工具的大田接種Fig. 3　Inoculation of bacterial blight in field by leaf-cutting special tool

3　討論

水稻白葉枯病的人工接種是研究其抗病機(jī)理和抗病育種所必需的，特別是在抗白葉枯病水稻品種選育中，常常需要進(jìn)行大面積地接種。目前，剪葉法是水稻白葉枯病接種最

表1常規(guī)工具接種與專用工具接種效果比較

Table 1Inoculation effect comparison by conventional tools and special tools

工具Tool所需時(shí)間Requiredtime∥min接種速度Inoculationrate∥株/h成功率Successrate∥%常規(guī)工具Conventionaltool110450～65099.3專用工具Specialtool85600～800100.0

常用的方法。但是，采用常規(guī)的剪葉法在大田進(jìn)行接種時(shí)，工作量很大，操作也不方便，導(dǎo)致效率較低，且菌液易被雜菌污染。針對以上問題而專門設(shè)計(jì)的這種白葉枯病剪葉接種工具，在提高工作效率的同時(shí)，還可顯著提高接種的可靠性。使用該專用工具接種時(shí)，由于是整株1次剪葉，操作十分迅速，且操作者在田間活動靈活，大大提高了工作效率；菌液密封在機(jī)油瓶中，接種時(shí)不暴露于空氣中，可降低菌液被污染的機(jī)率；當(dāng)需要接種多個不同的病菌時(shí)，可隨時(shí)更換機(jī)油瓶，拆卸、安裝十分方便；使用完后，用水和75%酒精清洗機(jī)油瓶，消毒簡單、徹底，可以重復(fù)使用，環(huán)保又經(jīng)濟(jì)。該接種工具體積小，易于攜帶，而且制作材料非常簡單，無需專門定制，網(wǎng)上即可購買，經(jīng)簡單組裝即可馬上使用，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

[1] 周紀(jì)東.水稻白葉枯病生理生化機(jī)制的研究進(jìn)展[J].微生物學(xué)雜志,2001,21(3)：56-58.

[2] 方中達(dá).植病研究方法[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社,1979：353-359.

[3] 王文相,張愛芳.水稻白葉枯病剪葉接種和噴霧接種方法的比較[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(12):6247-6249.

[4]上海市農(nóng)藥研究所.水稻白葉枯病接種新法：剪葉法[J].科技簡報(bào),1974(19)：29.

[5] KAUFFMAN H E，REDDY A P K，HSIEH S P Y，et al.Improved technique for evaluating resistance of rice varieties toXanthomonas-oryzae[J].Plant disease reporter,1973,57(6)：537-541.

[6] 李維蛟，殷富有，郭怡卿，等.水稻白葉枯病專用接種裝置研制[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，27(2)：288-290.

[7] ZHANG Y,WANG J,PAN J,et al.Identification and molecular mapping of the rice bacterial blight resistance gene allelic toXa7 from an elite restorer line Zhenhui 084[J].European journal of plant pathology,2009,125(2)：235-244.

Design and Application of an Efficient Tool for Leaf-Cutting Inoculation of Bacterial Blight in Rice

WU Jia-bing,CHEN Xi-feng*

(College of Chemistry & Life Sciences,Zhejiang Normal University,Jinhua,Zhejiang 321004)

An efficient tool for leaf-cutting inoculation of bacterial blight in rice was introduced. The practice proved that the tool not only can greatly improve efficiency in leaves cutting,but also enhance reliability for bacterial-blight infection in rice; the tool has the advantages of low material cost,simple manufacture method,strong use property,etc.,and can be popularized and applied.

Rice; Bacterial blight; Leaf-cutting inoculation;Efficient

浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目 (LY14C130004);水稻生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目(120103);國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃(201410345013)。

吳佳炳 (1994- )，男，浙江紹興人，本科生，專業(yè)：生物科學(xué)。*通訊作者，副教授，博士，從事水稻抗病分子遺傳研究。

2016-04-06

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0517-6611(2016)17-267-02