不同硅酸鈉濃度對甜瓜幼苗枯萎病的影響

趙索 樊景勝 連永利

摘要 采用盆栽試驗(yàn)，以“龍?zhí)鹨惶枴碧鸸掀贩N為研究對象，通過蘸根法取得發(fā)病植株，施用不同濃度的硅酸鈉溶液，研究甜瓜根系活力、根系MDA含量、根系總酚含量和根系木質(zhì)素含量的變化。結(jié)果表明， 施入適當(dāng)濃度的硅酸鈉處理，能顯著改善接種后的甜瓜根系活力，但施硅濃度過大，根系活力反而受到抑制。根系木質(zhì)素和總酚含量在接種后第10 天，CK顯著低于其他3個處理;接種后第30 天，處理②（1.7 mmol/L Na2SiO3）高于其他處理，木質(zhì)素含量達(dá)顯著水平。根系MDA含量在施入硅酸鹽處理后，處理②在各個時期均顯著低于其他處理。綜上所述，施入適量的硅酸鈉可以提高甜瓜幼苗枯萎病抗病性。

關(guān)鍵詞 甜瓜枯萎病;根系總酚含量;根系木質(zhì)素含量

中圖分類號 S436.5 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2020）10-0121-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.10.032

Abstract The pot experiment was conducted to study changes of root activity，root MDA content，root phenol content and root lignin content of "Longtian No.1" melon cultivars by dipping roots and applying different concentrations of sodium silicate solution.The results showed that the root activity of inoculated melon was significantly improved by applying appropriate concentration of sodium silicate，but the root activity was inhibited when the concentration of silicon was too high.The content of lignin and total phenol in roots was significantly lower than that in the other three treatments on the 10th day after inoculation，and the content of lignin in treatment ② was higher than that in other treatments on the 30th day after inoculation.The content of MDA in roots of treatment ② was significantly lower than that of other treatments at all stages after silicate treatment.In conclusion，the application of appropriate sodium silicate can improve the resistance of melon seedlings to fusarium wilt.

Key words Melon fusarium wilt;Content of total phenol in roots;Content of lignin in roots

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甜瓜枯萎病是危害甜瓜生產(chǎn)的重要土傳病害，在全國各地均有發(fā)生，一旦發(fā)病，難以根除，并隨著連作年限的增加發(fā)病率升高，給生產(chǎn)帶來嚴(yán)重?fù)p失[1]。隨著甜瓜栽培面積的擴(kuò)大，枯萎病發(fā)生日益嚴(yán)重，嚴(yán)重年份發(fā)病率達(dá)50%～70%，直接影響甜瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)[2]。

研究表明，硅能改善甘蔗、黃瓜、花生和冬瓜等植物的生長[3]。冬瓜在增施硅肥后根系活力提高， 葉片增厚， 細(xì)胞壁增厚，葉細(xì)胞變大，主莖增粗， 輸導(dǎo)組織發(fā)達(dá);許多寄生性真菌都是通過表皮細(xì)胞壁滲進(jìn)其寄主體中，而硅與這些細(xì)胞壁結(jié)合形成的硅化細(xì)胞壁可以造成一種機(jī)械屏障以防止真菌的菌絲和昆蟲的上腭和幼蟲刺入，同時可使細(xì)胞不易受到真菌水解酶的分解，從而可防止隨酶解而來的真菌菌絲的入侵[4];在黃瓜[5]、小麥[6]上的研究表明，根部施硅能夠提高植株對炭疽病菌、白粉病菌的抵抗能力，硅能誘導(dǎo)植物產(chǎn)生一系列生物化學(xué)防御反應(yīng)，使植物產(chǎn)生“系統(tǒng)獲得性抗病性”。Miyake等[7]用連續(xù)3年的時間進(jìn)行田間試驗(yàn)，結(jié)果表明施用硅肥能促進(jìn)黃瓜生長、提高產(chǎn)量，降低枯萎病的發(fā)病率，與有機(jī)肥混合施用效果更好。

筆者采用盆栽試驗(yàn)，以“龍?zhí)鹨惶枴碧鸸掀贩N為研究對象，通過蘸根法取得發(fā)病植株，施用不同濃度的硅酸鈉溶液，對照用清水澆灌，研究甜瓜植株生理指標(biāo)的變化，篩選出提高甜瓜枯萎病抗病性硅酸鈉施用濃度，以期進(jìn)一步明確硅在抵御、緩解甜瓜枯萎病中的調(diào)控機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 以“龍?zhí)鹨惶枴睘楣┰嚥牧?。供試甜瓜枯萎病菌菌株分離自東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝試驗(yàn)站薄皮甜瓜發(fā)病植株，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分離鑒定。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 播種育苗。種子浸泡15 min采用0.1%高錳酸鉀消毒，種子消毒后采用溫湯浸種，種子露白后播種?；|(zhì)采用經(jīng)過消毒的體積比2∶1的草炭和蛭石，播種于穴盤。

1.2.2 甜瓜枯萎病菌培養(yǎng)。甜瓜枯萎病菌采用PDA[8]培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，將病原菌接種于PDA平板。

1.2.3 甜瓜枯萎病菌接種方法。輕輕拔起植株用清水沖洗根部，在1×106個/mL菌懸液中浸泡根部15 min，然后定植在營養(yǎng)缽內(nèi)。在25 ℃的人工氣候箱中保濕48 h，25 ℃下培養(yǎng)7～10 d備用[9]。營養(yǎng)缽內(nèi)裝有大田土，土壤基本理化性狀：pH 6.9，土壤有機(jī)質(zhì)17.37 g/kg，堿解氮 69.4 mg/kg，速效磷10.7 mg/kg，速效鉀80.3 mg/kg。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計 于2018年5月5日，播種甜瓜種子。5月20日幼苗長至2葉1心期，用蘸根法接種甜瓜枯萎病病菌，接種后定植于營養(yǎng)缽中，從接種后的第3天開始，每天觀察病情發(fā)展情況，在接種9 d后病情穩(wěn)定，選取病情一致發(fā)病植株，將濃度分別為0（CK）、0.7（處理①）、1.7（處理②）、2.7（處理③）mmol/L ?Na2SiO3溶液各50 mL于營養(yǎng)缽中，每隔10 d澆一次，共澆3次。共設(shè)4個處理，每個處理20株，每個處理3次重復(fù)，共12個重復(fù)。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

在施入硅酸鈉24 h后，正好在接種第10、20和30天將幼苗整株拔出，清洗根部待測，重復(fù)3次。

根系活力采用TTC法測定[10];MDA采用硫代巴比妥酸比色法測定[10];木質(zhì)素含量采用木質(zhì)素含量測定試劑盒測定;總酚含量的測定按Folin-Denis法[11]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用統(tǒng)計軟件Excel進(jìn)行統(tǒng)計分析，SAS軟件進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同硅濃度對根系活力的影響

由圖1可知，接種后第10天，處理②顯著高于其他3個處理; 接種后第20天，處理②>處理①>CK>處理③ ，各處理間均達(dá)顯著水平;接種后第30天，處理②顯著高于處理①和CK，處理①和CK顯著高于處理③。

2.2 不同硅濃度對根系MDA含量的影響?

由圖2可知，接種后第10天，CK顯著高于其他3個處理，處理③顯著高于處理②和處理①;接種后第20天， CK>處理①和處理③>處理②，達(dá)顯著水平;接種后第30天，CK>處理①和處理③>處理②，達(dá)顯著水平。

2.3 不同硅濃度對根系總酚含量的影響?

由圖3可知，接種后第10天，CK顯著低于其他3個處理，處理③顯著低于處理②和處理①;接種后第20天， CK<處理①和處理③<處理②，達(dá)顯著水平;接種后第30天，CK<處理③<處理①<處理②，達(dá)顯著水平。

2.4 不同硅濃度對根系木質(zhì)素含量的影響?

由圖4可知，接種后第10天，CK顯著低于其他3個處理;接種后第20天，CK顯著低于其他3個處理;接種后第30天，CK<處理①<處理③和處理②，達(dá)顯著水平。

3 結(jié)論與討論

植物根系是活躍的吸收器官和合成器官，根的生長情況和活力水平直接影響地上部的營養(yǎng)狀況及產(chǎn)量水平，根系活力就是一個表征植物根系的量。結(jié)果表明，施入適當(dāng)濃度的硅酸鹽，能顯著改善接種后的甜瓜根系活力，但施硅濃度過大，根系活力反而受到抑制。而冬瓜在增施硅肥后根系活力提高，葉片增厚，與上述結(jié)果相一致[12]。植物器官衰老或在逆境下遭受傷害，往往發(fā)生膜脂過氧化作用，丙二醛（MDA）是膜脂過氧化的最終分解產(chǎn)物，其含量可以反映植物遭受逆境傷害的程度。結(jié)果表明，根系MDA含量在施入硅酸鹽處理后，處理②在各個時期均顯著低于其他處理。因此，施入適量的硅酸鹽可以顯著降低病害對植物根系膜和細(xì)胞造成的損傷。人們己發(fā)現(xiàn)酚類物質(zhì)及其氧化產(chǎn)物醌類是對病原物有很高毒性的物質(zhì)，一方面可以鈍化病菌產(chǎn)生的毒素，一方面可能是植保素合成的前體，參與植物對病原物的生化和物理防御[13]。研究表明，施入適當(dāng)濃度的硅酸鹽，能顯著增加接種后的根系總酚含量，但施硅濃度過大，根系總酚含量反而降低。酚類物質(zhì)在植物抗病中起著重要作用，酚類物質(zhì)不僅能殺死植物體本身的細(xì)胞，也能殺死侵染的病原物，使寄主植物呈現(xiàn)過敏性反應(yīng)[14]，這與該研究結(jié)果相一致。木質(zhì)素作為酚類物質(zhì)的代謝產(chǎn)物，除對病菌起到屏蔽外，還是植物細(xì)胞壁的組成部分[15]。該研究結(jié)果表明，施入硅酸鹽處理接種后甜瓜根系木質(zhì)素含量第10和20天，CK顯著低于其他3個處理，但各處理間差異不顯著;接種后第30天根系木質(zhì)素含量，CK<處理①<處理③和處理②，達(dá)顯著水平。由此可知，施入適量的硅酸鈉可以提高甜瓜幼苗枯萎病抗病性，為今后甜瓜的無公害生產(chǎn)提供理論依據(jù)和有效途徑。

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