水楊酸誘導(dǎo)黃瓜生長及對白粉病的防效

范淑琴 陳曦 施永軍 陳宸 黃奔立 陳夕軍

摘? ? 要：水楊酸是一種公認(rèn)的系統(tǒng)獲得抗性化學(xué)誘導(dǎo)劑。為明確其對黃瓜生長及黃瓜白粉病的控制作用，采用0.5～1.0 mmol·L-1的水楊酸處理種子，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其可顯著提高黃瓜種子的萌發(fā)率和胚根胚芽長。葉面噴施4～5葉期黃瓜苗，以0.5～1.0 mmol·L-1水楊酸液對黃瓜的促生效果最好，株高、根長、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量和葉綠素值最高分別比對照提高了26.65%、5.70%、22.06%、18.87%和1.64%;高濃度（>0.5 mmol·L-1）水楊酸對黃瓜白粉病菌孢子萌發(fā)有抑制作用，當(dāng)水楊酸濃度達(dá)到10 mmol·L-1時(shí)，對孢子萌發(fā)的抑制率近50%;以1.0 mmol·L-1水楊酸配合生物源物質(zhì)或生防菌劑施用，對黃瓜白粉病的防效分別最高可達(dá)65.24%和71.92%。

關(guān)鍵詞：黃瓜;水楊酸;促生作用;控制作用;白粉病

中圖分類號：S642.2+S436.421.1+2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-2871（2020）12-077-05

Abstract： Salicylic acid， an acknowledged chemical inducer for systemic acquisition resistance， can promote the growth of cucumber and shows better control effect on powdery mildew. When the cucumber seeds were treated with 0.5-1.0 mmol·L-1 of salicylic acid， the germination rate and elongation of the radicle and germ of them were improved. The plant height， root length， fresh weight， dry weight， and chlorophyll content increased after the cucumber plants， at 4-5 foliar stage， being sprayed with the same content of salicylic acid as above， and the rates of improvement were 26.65%， 5.70%， 22.06%， 18.87%， and 1.64%， respectively， compared with the control group.? Salicylic acid with concentration higher than 0.5 mmol·L-1 could inhibit the conidial germination of Sphaerotheca fuliginea， the pathogen of cucumber powdery mildew， and the inhibitory rate was nearly 50% when the concentration of salicylic acid reached 10 mmol·L-1. The better control effect on cucumber powdery mildew was found when 1.0 mmol·L-1 of salicylic acid combined with the biogenic materials or bio-control agents， and the best control effect was up to 65.24% and 71.92%， respectively.

Key words： Cucumber; Salicylic acid; Growth promotion; Control effect; Powdery mildew

黃瓜為一年蔓生草本植物，在我國已經(jīng)有2 000多年的栽培歷史。作為餐桌上的常見蔬菜和鮮食瓜類，近年來我國黃瓜種植面積不斷擴(kuò)大，規(guī)模和產(chǎn)量均已居世界第一[1]。但黃瓜在栽培過程中可遭受多種病害的侵襲，嚴(yán)重降低了其產(chǎn)量和品質(zhì)，白粉病就是其中最重要的病害之一[2-3]。

黃瓜白粉病潛育期短、流行性強(qiáng)、危害嚴(yán)重，且在設(shè)施蔬菜地一年四季均可發(fā)生。目前，對該病的防治主要依靠化學(xué)藥劑，但隨著化學(xué)藥劑的頻繁使用，病菌抗藥性問題日趨突出，且化學(xué)藥劑造成的“3R”（即抗性、再猖獗和殘留），甚至引起人畜中毒的事件亦時(shí)有發(fā)生。因此，為了提高黃瓜產(chǎn)量、品質(zhì)，維護(hù)市民菜籃子穩(wěn)定，篩選使用生物源物質(zhì)或拮抗微生物控制黃瓜白粉病，顯得尤為迫切[4-5]。

水楊酸是一種植物源簡單酚類化合物。許多試驗(yàn)表明，水楊酸能激活植物的過敏反應(yīng)和系統(tǒng)獲得抗性，外源施用水楊酸可提高植物的耐鹽、抗旱能力和對病害的抗性[6-8]。其抗病性機(jī)制可能與植株體內(nèi)抗性相關(guān)酶活性增加、抗性相關(guān)物質(zhì)含量改變、內(nèi)源激素變化，以及抗病相關(guān)基因表達(dá)量的調(diào)控有關(guān)[9]。在前人研究基礎(chǔ)上，筆者擬通過系統(tǒng)研究水楊酸對黃瓜的促生、病菌生長發(fā)育的抑制，以及對黃瓜抗性的誘導(dǎo)和病害控制作用等方面來闡述水楊酸的作用機(jī)制，為生產(chǎn)應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2017年3—6月在揚(yáng)州大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院試驗(yàn)基地進(jìn)行。供試品種為市購‘平望乳瓜（地方品種）。供試藥劑水楊酸由山東新華隆信化工有限公司提供。供試菌株：從田間采集黃瓜白粉病病葉，用摩擦法接種至‘平望乳瓜的葉片上，以保存病原。

1.2 方法

參照張?jiān)频萚10]的方法，將黃瓜種子分別用濃度為0.1、0.5、1.0、5.0、10.0 mmol·L-1的水楊酸溶液浸泡后，于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中催芽。當(dāng)對照組發(fā)芽率大于70%時(shí)，計(jì)數(shù)各處理發(fā)芽率。發(fā)芽率計(jì)數(shù)結(jié)束后，每處理選芽長一致的20粒種子排列于新的浸潤相同濃度水楊酸溶液的濾紙上，5 d后測量各處理胚根胚芽長。每處理3次重復(fù)。

分別用0.1、0.5、1.0、5.0、10.0 mmol·L-1水楊酸溶液處理4～5葉期黃瓜苗，并于第二次施藥7 d后，測定各處理植株的生長量指標(biāo)，包括根長、株高、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量和葉綠素值（使用SPAD-502 Plus葉綠素儀測定）等。每處理3次重復(fù)。

以1.0 mmol·L-1水楊酸溶液噴施4～5葉期黃瓜，分別于處理后0、12、24、48、72、96 h各取1.0 g黃瓜葉片，參照鄒琦[11]的方法測定其過氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）和超氧化物歧化酶（SOD）活性。每處理3次重復(fù)。

以1.0 mmol·L-1水楊酸溶液噴施4～5葉期黃瓜葉片，分別于處理前和處理后1、3、5、7、9 d取樣?？扇苄蕴?、可溶性蛋白質(zhì)和木質(zhì)素含量分別參照鄒琦、張妙霞和陳建勛等[11-13]的方法測定。每處理3次重復(fù)。

向1×106個(gè)·mL-1的黃瓜白粉病菌孢子懸浮液中加入水楊酸，使其終濃度為0.1、0.5、1.0、5.0、10.0 mmol·L-1，以清水作對照，每處理3次重復(fù)。當(dāng)清水中孢子萌發(fā)率超80%時(shí)，計(jì)數(shù)各濃度下黃瓜白粉病菌孢子萌發(fā)率。

用1.0 mmol·L-1水楊酸噴施1片真葉期黃瓜葉片表面，5 d后再分別噴施水楊酸、生物源物質(zhì)（推薦施用濃度）和生防菌劑（109 cfu·mL-1）。24 h后，接種黃瓜白粉病菌。每處理10株苗，3次重復(fù)，以清水作對照。28 ℃恒溫條件下，光暗交替（12 h/12 h）培養(yǎng)，于對照組葉片開始出現(xiàn)枯黃現(xiàn)象后進(jìn)行調(diào)查，并計(jì)算防效。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用DPS 7.5進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度水楊酸處理對黃瓜種子萌發(fā)和胚根胚芽伸長的影響

不同濃度水楊酸處理對黃瓜種子萌發(fā)和胚根胚芽的伸長有明顯影響。盡管≤0.1 mmol·L-1水楊酸對黃瓜種子的發(fā)芽率影響不大，但當(dāng)濃度提高至0.5～1.0 mmol·L-1時(shí)可明顯提高黃瓜發(fā)芽率;隨著水楊酸濃度的繼續(xù)增加，黃瓜種子的發(fā)芽受到抑制，當(dāng)濃度達(dá)10.0 mmol·L-1時(shí)，發(fā)芽率僅為62.63%，比對照下降了16.34%（圖1）。不同濃度水楊酸雖然對黃瓜胚芽的伸長也有一定影響，但在測定的濃度范圍內(nèi)其與對照相比沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;在水楊酸濃度≤1.0 mmol·L-1的情況下，各處理對黃瓜胚根的伸長均有促進(jìn)作用，濃度為10.0 mmol·L-1時(shí)表現(xiàn)為抑制作用（圖1）。說明在田間應(yīng)用水楊酸處理黃瓜種子時(shí)，以0.5～1.0 mmol·L-1濃度為宜，濃度過高則容易產(chǎn)生藥害。

2.2 不同濃度水楊酸處理對黃瓜生長量的影響

由表1可知，不同濃度水楊酸處理后，除根長與葉綠素值無明顯變化外，黃瓜植株的株高、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均有明顯改變。當(dāng)處理濃度為0.5～1.0 mmol·L-1時(shí)，株高、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量最大值分別比對照增加了26.65%、22.06%和18.87%。因此，從經(jīng)濟(jì)與田間效果考慮，建議苗期在促生時(shí)田間施用水楊酸濃度為0.5～1.0 mmol·L-1。

2.3 水楊酸對黃瓜植株體內(nèi)防御酶活性的影響

水楊酸處理后一定時(shí)間內(nèi)，黃瓜植株體內(nèi)防御酶活性均有明顯增加。其中，SOD在水楊酸處理后12～72 h，酶活均明顯高于對照，但至96 h時(shí)已與對照無差異;PAL則在處理后24 h明顯高于對照，并一直保持至96 h;PPO和POD均在處理后48 h，酶活才明顯高于對照，且PPO一直至96 h后仍高于對照，而POD則在72 h后活性快速下降，至96 h時(shí)已明顯低于對照（圖2）。

2.4 水楊酸處理對黃瓜植株體內(nèi)抗性相關(guān)物質(zhì)含量的影響

田間施用水楊酸后，黃瓜植株體內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)含量變化明顯，1 d后即明顯低于對照，且一直持續(xù)至7 d;木質(zhì)素含量至3 d天明顯高于對照，并可持續(xù)至9 d;可溶性糖含量則在處理后第7 天才明顯高于對照，且隨后急劇上升，至第9 天時(shí)比對照增加了52.4%（圖3）。

2.5 水楊酸對黃瓜白粉病的防控作用

不同濃度的水楊酸對黃瓜白粉病菌分生孢子的萌發(fā)均有抑制作用，除0.1 mmol·L-1處理分生孢子萌發(fā)率與對照無明顯差異外，其它各處理孢子萌發(fā)率比對照均有明顯下降，且隨著水楊酸濃度的增加，抑制率越大，10.0 mmol·L-1水楊酸條件下，抑制率可達(dá)50.05%（表2）。

以1.0 mmol·L-1水楊酸單獨(dú)處理、結(jié)合生物源物質(zhì)或生防菌在田間施用，對黃瓜白粉病均有較好的控制作用。單獨(dú)施用2次水楊酸，對白粉病的防效為50.31%;結(jié)合生物源物質(zhì)和生防菌劑，可將防效提高至65.24%和71.92%（表3、圖4）。

3 討論與結(jié)論

激素是植物中普遍存在的化學(xué)物質(zhì)，其與植物的生長、發(fā)育和抗逆性等密切相關(guān)。在這些內(nèi)源激素中，水楊酸可通過誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)植物體內(nèi)抗性相關(guān)基因的表達(dá)，從而提高植物的抗病性[9-10， 14-15]。外源施用水楊酸可達(dá)到同樣的效果。以200 mg·L-1的水楊酸溶液處理2年生的人參移栽苗，然后再接種銹腐病菌，人參植株體內(nèi)丙二醛含量和細(xì)胞膜電解質(zhì)外滲率均顯著下降，而可溶性糖和脯氨酸含量則明顯增加，分別是對照的1.60倍和1.85倍[16]。外源水楊酸處理的水稻，其體內(nèi)與抗病相關(guān)的脂氧合酶、苯丙氨酸解氨酶、過氧化物酶、葡聚糖酶和幾丁質(zhì)酶等的活性亦均明顯提高[17]。除抗性酶外，植物抗病的病程相關(guān)蛋白亦可受其誘導(dǎo)[18]。這些結(jié)果說明，水楊酸確實(shí)是一個(gè)很好的誘抗劑，可以用于植物病害的田間防控。但以前較多的研究均聚焦于水楊酸對植物抗性病的誘導(dǎo)作用，特別是植物體內(nèi)抗性相關(guān)酶活性、物質(zhì)含量、甚至基因表達(dá)水平等的研究。而本研究發(fā)現(xiàn)，水楊酸不僅可以誘導(dǎo)黃瓜體內(nèi)防御酶活性增加，在一定濃度下其還可促進(jìn)黃瓜生長，增加其株高、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量。

除對作物具誘導(dǎo)抗性外，水楊酸還可對病原菌起作用。一般情況下，低濃度水楊酸會促進(jìn)病菌生長及孢子萌發(fā)，但高濃度則會產(chǎn)生抑制作用。以15～60 ?g·mL-1水楊酸處理玉米大斑病菌，24 h后15～30 ?g·mL-1水楊酸處理的病菌孢子萌發(fā)率顯著提高，菌絲的生長速度亦比對照提高了61%～86%;但當(dāng)質(zhì)量濃度提高至60 ?g·mL-1時(shí)，菌絲出現(xiàn)明顯的空泡狀結(jié)構(gòu)，且畸形菌絲數(shù)目增多[18]。分別以0.1 mmol·L-1水楊酸處理，綠蘿葉斑病菌的分生孢子萌發(fā)率和菌絲生長速率均有明顯提高，但當(dāng)將水楊酸濃度提高至>0.3 mmol·L-1時(shí)，病菌孢子萌發(fā)受到明顯抑制;>2.0 mmol·L-1時(shí)，病菌的生長則被完全抑制[19]。因此，田間施用水楊酸，一定要控制好濃度。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，≥0.5 mmol·L-1水楊酸對黃瓜白粉病菌的孢子萌發(fā)就有了明顯的抑制作用，結(jié)合水楊酸對黃瓜的促生與抗性誘導(dǎo)作用研究，筆者建議在防治黃瓜白粉病時(shí)以1.0 mmol·L-1水楊酸處理為宜。盡管直接將水楊酸應(yīng)用于黃瓜白粉病的防控效果只有50%左右，但若將其與生物源物質(zhì)或生防菌配合，就能獲得更好的效果。

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