玉米根系分泌物中關(guān)鍵抑菌物質(zhì)對(duì)大豆疫霉的抑菌活性

張賀 何依依 吳家慶 楊雨馨 鄭凱元 楊敏 朱書(shū)生 何霞紅 朱有勇 劉屹湘

摘要 ：間作是控制作物土傳病害的有效手段，根系分泌物對(duì)病原菌生長(zhǎng)的影響是間作具備控病效果的重要原因。本文研究了玉米根系對(duì)大豆疫霉游動(dòng)孢子行為特征的影響，鑒定了玉米根組織中的關(guān)鍵抑菌活性物質(zhì)，測(cè)定其對(duì)大豆疫霉菌絲生長(zhǎng)和游動(dòng)孢子行為的影響。結(jié)果表明，大豆與玉米間作能夠顯著降低大豆疫霉根腐病的發(fā)生，玉米根系和根系分泌物能夠顯著減弱根際大豆疫霉游動(dòng)孢子的游動(dòng)和根際大豆疫霉休止孢的萌發(fā)能力。通過(guò)HPLC對(duì)玉米根組織進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)玉米根組織中存在門(mén)布和苯并噻唑這兩種抑菌物質(zhì)，兩者能顯著抑制大豆疫霉游動(dòng)孢子的游動(dòng)和其休止孢的萌發(fā)能力; 在濃度為500 μg/mL時(shí)，其游動(dòng)抑制率均達(dá)到100%; 而萌發(fā)抑制率分別為100%和81%。同時(shí)，門(mén)布和苯并噻唑都能顯著抑制大豆疫霉的菌絲生長(zhǎng)。在濃度為500 μg/mL時(shí)，其抑制率分別為100%和62.49%。綜上所述，玉米根系組織中產(chǎn)生和分泌的門(mén)布和苯并噻唑?qū)Υ蠖挂呙咕哂幸志钚裕a(chǎn)上可以利用玉米/大豆間作降低大豆疫病的危害。

關(guān)鍵詞 ：玉米/大豆間作;?大豆疫霉;?門(mén)布;?苯并噻唑

中圖分類(lèi)號(hào)：

S 435.65， S 476

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：?A

DOI：?10.16688/j.zwbh.2018487

Inhibitory activity of the key antifungal substances in maize root

exudates against Phytophthora sojae

ZHANG He，?HE Yiyi，?WU Jiaqing，?YANG Yuxin，?ZHENG Kaiyuan，?YANG Min，

ZHU Shusheng，?HE Xiahong，?ZHU Youyong，?LIU Yixiang

（Yunnan Agricultural University， Key Laboratory of Agrobiodiversity and Pest Management，

Ministry of Education， State Key Laboratory for Conservation and Utilization

Bio?Resources in Yunnan， Kunming?650201， China）

Abstract

Intercropping is widely used for suppression of soil?borne diseases， and the interactions between maize roots and pathogens play an important role. The present research verified the inhibition of soybean Phytophthora root rot by maize/soybean intercropping， and measured the effect of maize roots on zoospore behaviors of Phytophthora sojae. Then the antimicrobial activity of the compounds in maize root extracts were identified by HPLC， and the effect of key compounds on mycelial growth and zoospore behaviors of P.sojae was detected. The results showed that maize/soybean intercropping could significantly reduce the incidence of Phytophthora root rot. Maize roots and root exudates could significantly inhibit the activity of zoospores and the germination of cystospores of P.sojae. Moreover， MBOA （6?methoxy?2?benzoxazolinone） and BZO （benzothiazole）， which were identified by HPLC， could significantly inhibit the swimming of zoospores and the germination of cystospores of P.sojae. At the concentration of 500 μg/mL， the inhibition rate of MBOA/BZO against zoospore swimming and cystospore germination reached 100%/100% and 100%/81%， respectively. At the same time， MBOA and BZO could also significantly inhibit the mycelial growth of P.sojae. At the concentration of 500 μg/mL， the inhibition rates were 100% and 62.49%， respectively. In summary， MBOA and BZO produced in the root tissues of maize had antimicrobial activity against P.sojae， which may be the main reason for inhibition of P.sojae by maize roots.Hence maize/soybean intercropping can be utilized to suppress P.sojae root rot.

Key words

maize/soybean intercropping;?Phytophthora sojae;?MBOA;?BZO

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)作物大面積單一種植在提高產(chǎn)量的同時(shí)也增加了病蟲(chóng)害暴發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。大量研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)間作能夠增加農(nóng)田系統(tǒng)生物多樣性并提高產(chǎn)量穩(wěn)定性，同時(shí)降低病蟲(chóng)害的發(fā)生[1]。相對(duì)于單一種植，多樣性種植能夠有效稀釋作物病原菌、并通過(guò)物理作用阻隔病害傳播，同時(shí)改善田間小氣候降低病害發(fā)生的嚴(yán)重度[23]。

土傳病害是由土壤中的致病微生物侵染作物根系和莖基部所引起的一類(lèi)分布廣泛、危害嚴(yán)重、防治困難的植物病害，嚴(yán)重威脅到全球的糧食生產(chǎn)和安全。大豆疫霉根腐?。ê?jiǎn)稱“大豆疫病”）是一種由大豆疫霉Phytophthora sojae引起的土傳卵菌病害，其危害面積大、程度重，是世界大豆生產(chǎn)上的毀滅性病害之一[4]。在中國(guó)西南部地區(qū)，玉米和其他作物間作是保證糧食產(chǎn)量和控制病害發(fā)生的一種重要生產(chǎn)模式。研究發(fā)現(xiàn)玉米與大豆、辣椒、馬鈴薯等作物搭配進(jìn)行多樣性種植時(shí)，不但能有效地降低農(nóng)作物葉部病害的發(fā)生，也能有效抑制疫病的傳播和擴(kuò)展[2，56]。Yang等[7]通過(guò)連續(xù)三年田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)玉米/辣椒間作能夠顯著抑制辣椒疫病的擴(kuò)展和傳播，控病效果隨著玉米密度增加顯著增加; 其根系及分泌物對(duì)疫霉菌傳播產(chǎn)生的物理阻礙和地下部化感作用是重要的控病因素。

根系分泌物是植物在生長(zhǎng)過(guò)程中通過(guò)根的不同部位向基質(zhì)（土壤、營(yíng)養(yǎng)液等）中溢泌或分泌的一組種類(lèi)繁多的物質(zhì)[8]，在植物根際病原菌互作中扮演著非常重要的角色[9]。已有研究表明[10]，玉米根組織及根系分泌物中含有豐富的苯并惡嗪類(lèi)物質(zhì)門(mén)布（6?甲氧基?2?苯并唑啉酮，MBOA）和苯并噻唑類(lèi)物質(zhì)苯并噻唑（BZO）。這類(lèi)化合物具有多種生物活性，包括抗蟲(chóng)性、對(duì)植物的毒性、抗病性及化感作用等。

本文以玉米/大豆間作為研究對(duì)象，針對(duì)玉米根系與大豆疫霉的互作行為特征，觀察了玉米根際大豆疫霉孢子的行為特征，并通過(guò)HPLC鑒定玉米根系組織中是否存在門(mén)布和苯并噻唑; 并進(jìn)行了門(mén)布和苯并噻唑?qū)Υ蠖挂呙沟囊志钚苑治?。以期為科學(xué)合理地利用玉米與大豆間作控制大豆疫霉根腐病提供理論基礎(chǔ)。

1?材料與方法

1.1?供試菌株和材料

1）供試菌株：大豆疫霉Phytophthora sojae （2號(hào)生理小種：P6497），由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)種子病理藥理研究室提供。

2）供試植物材料：玉米品種為玉米自交系‘B73，由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)提供; 大豆品種為感病品種‘Williams，由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)提供。

3）V8培養(yǎng)基：V8果汁 200 mL，CaCO33 g，瓊脂粉 15 g，ddH2O 1 L。

4）供試標(biāo)準(zhǔn)品：噻唑，分子式C7H5NS，英文名及縮寫(xiě)為benzothiazole （BZO），中文名苯并噻唑，純度97%。酮類(lèi)，分子式C8H7NO3，英文名及縮寫(xiě)為6?methoxy?2?benzoxazolinone （MBOA），中文名6?甲氧基?2?苯并唑啉酮（門(mén)布），純度97%; 兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)品均購(gòu)自SIGMA公司。

1.2?試驗(yàn)方法

1.2.1?菌種的活化和游動(dòng)孢子液的制備

菌種的活化、培養(yǎng)：將大豆疫霉P6497從菌種保存管中轉(zhuǎn)移至9 cm的V8培養(yǎng)基平板上于25℃光照培養(yǎng)箱中光暗交替培養(yǎng)4 d后，用直徑6 mm的打孔器打取菌碟并轉(zhuǎn)接在新的V8平板上，繼續(xù)在25℃光照培養(yǎng)箱中光暗交替培養(yǎng)。

將培養(yǎng)6～8 d的大豆疫霉菌株P(guān)6497，用無(wú)菌打孔器沿菌落邊緣打取直徑為6 mm的菌絲塊（所有菌絲塊的菌齡一致），把菌絲塊移入滅菌的裝有10%液體V8培養(yǎng)基的三角瓶中，每皿移入20塊菌碟，25℃黑暗培養(yǎng)48 h后，待菌絲長(zhǎng)出，把菌絲塊分別挑入滅菌培養(yǎng)皿中，并用無(wú)菌去離子水沖洗菌碟，沖洗4～5次，直至菌碟發(fā)白，菌絲充分展布開(kāi)即可，每次沖洗時(shí)間間隔5～10 min，最后用一次性無(wú)菌注射器加入15 mL土壤浸提液，25℃黑暗培養(yǎng)12～15 h后，顯微鏡下觀察即可看到大量游動(dòng)孢子釋放。吸出孢子懸浮液并用血球計(jì)數(shù)板觀測(cè)濃度，稀釋為105個(gè)/mL 的游動(dòng)孢子懸浮液。

1.2.2?玉米根系對(duì)大豆疫霉游動(dòng)孢子休止和休止孢萌發(fā)的影響

將籽粒飽滿的玉米種子播種在滅菌的土壤中，置于溫室25℃下光照12 h、黑暗12 h交替培養(yǎng)，種子萌發(fā)前加適量的水以保證其所需的濕度。當(dāng)玉米根系生長(zhǎng)到一定量時(shí)，即可取材進(jìn)行下一步試驗(yàn)。參照 Fan等[11]的方法進(jìn)行玉米根系對(duì)大豆疫霉游動(dòng)孢子影響的觀察。具體方法如圖1所示，用直徑1 mm 的毛細(xì)管制成一個(gè) U 形管，兩端加熱封閉，然后將U形管置于載玻片上，蓋上蓋玻片后變成1個(gè)一端開(kāi)口的槽（長(zhǎng)50 mm×寬25 mm×高1 mm）。在槽中加入濃度為1×106 個(gè)/mL的游動(dòng)孢子懸浮液。無(wú)損傷的待測(cè)玉米根系直接插入開(kāi)口端，以一端放入直徑為1 mm的封口的毛細(xì)管作為對(duì)照，在顯微鏡下觀察游動(dòng)孢子在玉米根際的行為。

另外，將大豆疫霉游動(dòng)孢子吸入2 mL離心管中，在渦旋儀上振蕩2 min，使其鞭毛斷裂。后期方法同上，觀察玉米根系對(duì)大豆疫霉游動(dòng)孢子休止孢的萌發(fā)影響。

1.2.3?玉米根系分泌物對(duì)大豆疫霉游動(dòng)孢子休止和休止孢萌發(fā)的影響

當(dāng)玉米生長(zhǎng)至4葉期時(shí)，進(jìn)行玉米根系分泌物的收集。具體方法為：將15株玉米植株從土中取出，清洗根系后置于組培瓶中，加入150 mL超純水確保淹沒(méi)玉米根系，4 h后收集浸泡液，再加入150 mL超純水重復(fù)收集一次浸泡液，每天進(jìn)行兩次分泌物收集，其余時(shí)間將玉米置于營(yíng)養(yǎng)液中，連續(xù)收集3 d。收集的根系分泌物通過(guò)乙酸乙酯進(jìn)行液液萃取，萃取比例為根系分泌物∶乙酸乙酯=1∶2。萃取所得萃取液通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行減壓濃縮和氮吹至干，稱重后用甲醇定容至2 mL。

經(jīng)減壓濃縮之后的根系分泌物母液用無(wú)菌水稀釋成2.5、5、10、25、50 μg/mL系列濃度梯度的藥液（稀釋液中甲醇的含量控制在體積分?jǐn)?shù)為1%以下）。試驗(yàn)以含有相同濃度甲醇的蒸餾水為空白對(duì)照。用移液器按照1∶4分別吸取門(mén)布和苯并噻唑系列濃度的藥液和游動(dòng)孢子懸浮液（制備方法見(jiàn)1.2.1）滴加到凹玻片上，25℃光照保濕培養(yǎng)，5 min（以實(shí)際對(duì)照的效果決定）后在顯微鏡下觀察游動(dòng)孢子停止的數(shù)量，并拍照記錄。以含相同濃度甲醇的無(wú)菌水作為對(duì)照，每個(gè)濃度設(shè)置3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)計(jì)算1個(gè)視野內(nèi)的游動(dòng)孢子停止數(shù)量。并按以下公式計(jì)算停止率和抑制率。停止率=單個(gè)視野內(nèi)孢子停止數(shù)/單個(gè)視野內(nèi)總孢子數(shù)×100%; 抑制率=（對(duì)照游動(dòng)率-處理游動(dòng)率）/對(duì)照游動(dòng)率×100%。

1.2.4?玉米根組織中關(guān)鍵活性物質(zhì)檢測(cè)

參照Ahmad等[12]的方法進(jìn)行玉米根組織液的提取。將生長(zhǎng)至4葉期的玉米植株地下部分剪下稱重，然后將玉米根迅速用液氮冷凍并研磨成粉末后轉(zhuǎn)移至 50 mL離心管中，加入5 mL甲醇，渦旋器上振蕩30 s，超聲10 min。超聲結(jié)束后離心（10 000 r/min，10 min）。將離心后的上清液轉(zhuǎn)移到新離心管中并用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將甲醇蒸干; 隨后將蒸干的樣品重新溶解于2 mL甲醇中，0.22 μm的有機(jī)相濾膜過(guò)濾后用于HPLC檢測(cè)。

稱取門(mén)布（購(gòu)于Sigma公司，純度97%）和苯并噻唑（購(gòu)于Sigma公司，純度97%）標(biāo)準(zhǔn)品各0.001 g，加入一定量的甲醇溶液配制成每1 mL分別含0.5、0.25、0.1、0.05、0.03 mg的標(biāo)準(zhǔn)品溶液，所得標(biāo)準(zhǔn)品溶液用0.45 μm濾膜過(guò)濾。對(duì)制得的根組織液和門(mén)布、苯并噻唑標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行超高效液相色譜儀LC?30A分析。檢測(cè)條件如下：色譜柱 C18（4.6 m×150 mm，4 μm 120 ，Acclaim TM 120）; 流動(dòng)相由乙腈（A）和水（B）組成，0～10 min，20%～61%溶液 A; 10～11 min，61%～95%溶液 A; 11～26 min，95%溶液 A; 26～27 min，95%溶液 A; 27～29 min，20%溶液 A等度洗脫; 流速0.5 mL/min; 波長(zhǎng)230 nm; 柱溫30℃; 進(jìn)樣體積10 μL。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品MBOA和BZO 的保留時(shí)間及質(zhì)譜典型離子碎片檢索玉米根組織的液譜和質(zhì)譜數(shù)據(jù)，以鑒定是否存在這種物質(zhì)。

1.2.5?門(mén)布和苯并噻唑?qū)τ蝿?dòng)孢子游動(dòng)的影響

供試原藥均以甲醇為溶劑配制成濃度為1× 105μg/mL的母液，儲(chǔ)存于4℃冰箱中備用。用無(wú)菌水稀釋成5、150、250、500、1 250、2 500 μg/mL系列濃度梯度的藥液（稀釋液中甲醇的含量控制在體積分?jǐn)?shù)為1%以下）。試驗(yàn)以含有相同濃度甲醇的蒸餾水為空白對(duì)照。

試驗(yàn)方法同1.2.3。

1.2.6?門(mén)布和苯并噻唑?qū)τ蝿?dòng)孢子休止孢萌發(fā)的影響

將配制好的游動(dòng)孢子懸浮液在渦旋儀上振蕩 10 min使游動(dòng)孢子休止。用移液器按照1∶4分別吸取門(mén)布和苯并噻唑系列濃度的藥液和休止孢懸浮液滴加到凹玻片上，25℃光照保濕培養(yǎng)，1.5 h（以實(shí)際對(duì)照的效果決定）后在顯微鏡下觀察游動(dòng)孢子休止孢萌發(fā)的數(shù)量，并拍照記錄。以含相同濃度甲醇的無(wú)菌水作為對(duì)照，每個(gè)濃度設(shè)置3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)計(jì)算1個(gè)視野內(nèi)的游動(dòng)孢子休止孢萌發(fā)數(shù)量。并按以下公式計(jì)算萌發(fā)率和抑制率。萌發(fā)率=單個(gè)視野內(nèi)萌發(fā)休止孢數(shù)/單個(gè)視野內(nèi)休止孢總數(shù)×100%; 抑制率=（對(duì)照休止孢萌發(fā)率-處理休止孢萌發(fā)率）/對(duì)照休止孢萌發(fā)率×100%。

1.2.7?門(mén)布和苯并噻唑?qū)Υ蠖挂呙咕z生長(zhǎng)的影響

參照朱書(shū)生等[13]的方法，采用菌絲生長(zhǎng)速率法測(cè)定門(mén)布和苯并噻唑?qū)Υ蠖挂呙咕z生長(zhǎng)的影響。分別制備含有藥液濃度為 0、1、30、50、100、250、500 μg/mL的培養(yǎng)基。用直徑為5 mm的打孔器打取大豆疫霉菌餅，接種于培養(yǎng)基中央，每個(gè)濃度設(shè)置3次重復(fù)，置于25℃恒溫光照培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。培養(yǎng)5 d后，待空白對(duì)照菌落長(zhǎng)到培養(yǎng)皿的2/3左右時(shí)，用“十字交叉法”測(cè)量出每一處理下的菌落生長(zhǎng)直徑，并計(jì)算不同處理的抑制率。抑制率=（對(duì)照菌落直徑—處理平均菌落直徑）/對(duì)照菌落直徑×100%。

1.3?數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

應(yīng)用SPSS數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)不同處理的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2?結(jié)果與分析

2.1?玉米根系對(duì)大豆疫霉游動(dòng)孢子游動(dòng)和休止孢萌發(fā)影響

試驗(yàn)結(jié)果表明（圖2），玉米根系能夠顯著減弱根際大豆疫霉游動(dòng)孢子的游動(dòng)能力，且隨著時(shí)間延長(zhǎng)其抑制效果增強(qiáng)，5 min時(shí)玉米根際的大豆疫霉游動(dòng)孢子幾乎全部喪失游動(dòng)能力，游動(dòng)率為2%，而對(duì)照游動(dòng)孢子游動(dòng)率為92%（圖2）。觀察還表明，玉米根系能夠延遲和抑制根際大豆疫霉休止孢的萌發(fā)。普通休止孢在30 min開(kāi)始出現(xiàn)萌發(fā)，而玉米根際休止孢則45 min才出現(xiàn)萌發(fā);直到90 min時(shí)，玉米根際對(duì)大豆疫霉休止孢萌發(fā)的抑制率達(dá)到57%（圖2）。

2.2?玉米根系分泌物對(duì)大豆疫霉游動(dòng)孢子游動(dòng)和休止孢萌發(fā)影響

為了進(jìn)一步驗(yàn)證玉米根系潛存的分泌物對(duì)大豆疫霉游動(dòng)孢子及休止孢的影響，測(cè)定了玉米根系分泌物對(duì)大豆疫霉游動(dòng)孢子和休止孢萌發(fā)的影響，結(jié)果表明（圖3），玉米根系分泌物能顯著抑制大豆疫霉游動(dòng)孢子的游動(dòng)能力和萌發(fā)能力，且抑制效果隨著濃度增加顯著增加，在濃度為30～75 μg/mL時(shí)，其抑制率分別為30%～48%和24%～30%。

2.3?玉米根組織中門(mén)布和苯并噻唑的HPLC分析

通過(guò)HPLC對(duì)玉米根組織提取液進(jìn)行分析（圖4），結(jié)果表明玉米根組織提取液中存在門(mén)布和苯并噻唑，門(mén)布標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間為 8.635 min，苯并噻唑標(biāo)準(zhǔn)品保留時(shí)間為10.913 min（圖4b，4c）。試驗(yàn)利用相同的條件對(duì)玉米植株根組織的檢測(cè)結(jié)果表明（圖4a），在8.632和 11.001 min分別出現(xiàn) 2 個(gè)可辨峰，8.632 min產(chǎn)生的峰與標(biāo)準(zhǔn)品門(mén)布一致，經(jīng)過(guò)換算其在根組織中的濃度為22.988 9 μg/g; 11.001 min產(chǎn)生的峰與標(biāo)準(zhǔn)品苯并噻唑一致，濃度為2.245 6 μg/g。這一結(jié)果證明玉米根組織中存在門(mén)布和苯并噻唑兩種化合物。

2.4?門(mén)布和苯并噻唑?qū)Υ蠖挂呙褂蝿?dòng)孢子游動(dòng)及休止孢萌發(fā)的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明（圖5），門(mén)布和苯并噻唑都能顯著抑制大豆疫霉游動(dòng)孢子的游動(dòng)能力，且抑制效果隨著濃度增加顯著增加，在濃度為100～250 μg/mL時(shí)，其抑制率分別為46%～100%和46%～81%。其中門(mén)布對(duì)孢子游動(dòng)的抑制能力高于苯并噻唑，在濃度30 μg/mL和50 μg/mL時(shí)，其抑制率比苯并噻唑分別高12%和20%（圖5a）。門(mén)布和苯并噻唑除了抑制大豆疫霉游動(dòng)孢子的游動(dòng)能力外，還能顯著抑制其休止孢的萌發(fā)，在濃度為100～250 μg/mL時(shí)，其抑制率分別為46%～72%和41%～62%。其中門(mén)布對(duì)孢子萌發(fā)的抑制能力要高于苯并噻唑，在濃度為500 μg/mL時(shí)，其抑制率比苯并噻唑高19%（圖5b）。

2.5?門(mén)布和苯并噻唑?qū)Υ蠖挂呙咕z生長(zhǎng)的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明（表1），門(mén)布和苯并噻唑能顯著抑制大豆疫霉的菌絲生長(zhǎng)，當(dāng)濃度為10～500 μg/mL時(shí)，其抑制率分別為17.33%～100%和13.02%～62.49%。其中，當(dāng)濃度為100 μg/mL時(shí)，門(mén)布對(duì)大豆疫霉菌絲生長(zhǎng)的抑制能力要低于苯并噻唑，其抑制率分別為26.57%和42.44%。而當(dāng)濃度為250 μg/mL和500 μg/mL時(shí)，門(mén)布對(duì)大豆疫霉菌絲生長(zhǎng)的抑制能力要高于苯并噻唑，門(mén)布的抑制率達(dá)64.65%～100%，而苯并噻唑?yàn)?6.78%～62.49%。

3?討論

土傳病害是由土壤中致病微生物侵染作物根系和莖基部所引起的一類(lèi)廣泛分布、危害嚴(yán)重、防治困難的植物病害，嚴(yán)重威脅全球的糧食生產(chǎn)和安全。作物多樣性種植不僅能有效控制以風(fēng)為媒介傳播的病原菌所引起的地上部病害，比如水稻稻瘟病[14]、白粉病[15]、花生葉斑病[16]等; 同時(shí)對(duì)于生產(chǎn)中難以防治的土傳病害也有很好的控制效果，比如韭菜/番茄間作抑制番茄青枯病[17]，西瓜/水稻和西瓜/小麥間作抑制西瓜枯萎病[1819]，香蕉/韭菜間作抑制香蕉枯萎病[20]，洋蔥/番茄間作抑制番茄黃萎病[21]等。本研究發(fā)現(xiàn)玉米/大豆間作能夠抑制大豆疫病的發(fā)生和傳播，此研究結(jié)果與Yang等[7]發(fā)現(xiàn)玉米/辣椒間作可以抑制辣椒疫霉的研究結(jié)果一致。由此可見(jiàn)，作物多樣性種植可以達(dá)到控制土傳病害的良好效果。

“植物根系非寄主病原菌”的相互作用和調(diào)控是田間多樣性種植能夠控制土傳病害的重要機(jī)制。本研究發(fā)現(xiàn)，玉米根系能夠促使大豆疫霉游動(dòng)孢子迅速休止，并抑制休止孢的萌發(fā)，使病原菌喪失侵染能力。而玉米根系分泌物也存在相同的現(xiàn)象。已有研究表明[7，22]在玉米根辣椒疫霉和油菜根煙草疫霉的相互作用中也存在類(lèi)似的抑菌現(xiàn)象。因此，病原菌非寄主植物與寄主進(jìn)行多樣性間作能夠有效抑制寄主作物病害的發(fā)生。這種模式可能是多樣性種植能夠控制疫病發(fā)生的重要機(jī)制，其深入機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

植物根系分泌化感物質(zhì)是其具備抑菌和防御能力的直接原因[23]。這些化感物質(zhì)往往具備廣譜抑菌活性，常見(jiàn)作物番茄、豌豆、麥類(lèi)、玉米和辣椒等根系分泌物中都含有具有抑菌活性的酚類(lèi)、黃酮類(lèi)及其他化合物[24]。Park等[25]研究表明，玉米可以通過(guò)根系分泌兩種抗菌化合物（6R）?7，8?二氫?3?氧代?α?紫羅蘭酮和（6R，9R）?7，8?二氫?3?氧代?α?紫羅蘭醇抑制茄子枯萎病菌的生長(zhǎng)。Ren等[26]發(fā)現(xiàn)，水稻和西瓜間作過(guò)程中水稻根系分泌物可以抑制西瓜枯萎病菌孢子萌發(fā)和菌絲生長(zhǎng)。本研究發(fā)現(xiàn)玉米根系組織中含有抑菌活性物質(zhì)苯并惡嗪類(lèi)物質(zhì)門(mén)布（MBOA）和苯并噻唑類(lèi)物質(zhì)苯并噻唑（BZO），MBOA和BZO都能夠誘導(dǎo)大豆疫霉游動(dòng)孢子迅速轉(zhuǎn)化為休止孢，并抑制其萌發(fā)和菌絲生長(zhǎng)。已有的研究表明，植物根組織細(xì)胞從根冠脫落是根系分泌化感物質(zhì)的主要途徑之一[27]。Yang等[7]的研究中也發(fā)現(xiàn)玉米根系能分泌抗菌化合物門(mén)布（MBOA）和苯并噻唑（BZO）抑制辣椒疫霉的生長(zhǎng)。另外，F(xiàn)ang等[22]也發(fā)現(xiàn)油菜根系分泌物中的苯并噻唑，2?丁烯酸和戊酸等物質(zhì)能夠顯著抑制噁疫霉的孢子游動(dòng)萌發(fā)和菌絲生長(zhǎng)。由此可見(jiàn)，玉米根系組織中門(mén)布和苯并噻唑的抑菌活性可能是其根系能夠有效抑制大豆疫霉生長(zhǎng)與傳播的重要原因。因此，間作栽培模式下根系微生物相互作用應(yīng)答并干擾病原菌的傳播侵染行為可能是其抑制土傳病害發(fā)生的重要機(jī)制。

玉米與大豆合理間作能有效地控制大豆疫霉根腐病的傳播和蔓延，其中重要的可能原因是玉米根系分泌物具有限制大豆疫霉孢子游動(dòng)和萌發(fā)的能力。玉米根組織中包含門(mén)布和苯并噻唑兩種對(duì)大豆疫霉各生長(zhǎng)階段具備抑菌活性的物質(zhì)，這兩種化合物可能介導(dǎo)了“玉米根系大豆疫霉”的相互作用。因此，生產(chǎn)上可利用玉米與大豆間作來(lái)控制大豆疫霉根腐病的發(fā)生與危害。該研究為利用玉米與其他作物間作控制土傳病害的危害提供了重要的理論依據(jù)。

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（責(zé)任編輯：田?喆）