新型植物免疫激活蛋白維大力（VDAL）在青梗菜上的應用效果

董禮賓，余偉杰，楊亞江，錢海濤，王琳，齊俊生

（1.北京中捷四方生物科技股份有限公司，北京101149：2.中國農(nóng)業(yè)大學生物學院，北京100193）

維大力（VDAL）是由中國農(nóng)業(yè)大學生物學院植物生理學與生物化學國家重點實驗室研發(fā)的一種新型植物免疫激活蛋白，源于棉花黃萎菌，獲得多項國家專利，能夠調(diào)控植物體內(nèi)多種激素信號通路，激活PTI（胞外）及ETI（胞內(nèi)）免疫反應，將該蛋白通過噴施與植物體接觸后可以誘導植物產(chǎn)生抵抗生物脅迫（病害、蟲害）和非生物脅迫（高溫、干旱、寒冷等逆境）的能力，促進植物生長發(fā)育，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)等[1]。

國內(nèi)外大量研究表明，植物免疫誘抗劑具有提高農(nóng)作物抗性和有效防控農(nóng)作物病害的能力。2002年《Nature》雜志報道植物本身存在有效的保護機制，可幫助植物抵抗細菌和霉菌的侵染[2]；同年，美國麻薩諸賽州總醫(yī)院分子生物部Jen Sheen博士[3]也發(fā)現(xiàn)了能使植物對致病菌產(chǎn)生抗性的途徑。2006年美國科學家在《Nature》上發(fā)表論文提出了“植物免疫系統(tǒng)”的概念[4]。2007年德國科學家在《Science》上發(fā)文指出，自然界中的植物具有特殊的可以識別細菌、病毒和霉菌等微生物入侵的免疫傳感器[5]；同年，美國康奈爾大學植物研究所確定了植物免疫響應過程中的一個關鍵信號——水楊酸甲酯（methyl salicylate）[6]。上述研究結(jié)果已經(jīng)明確了植物的這種免疫系統(tǒng)由2級免疫傳感器組成：第一級是植物細胞表面可以針對不同微生物的入侵，促使植物細胞分泌出具有抵抗功能的調(diào)節(jié)蛋白；第二級是植物細胞內(nèi)本身就存在的特殊抗體蛋白，可以與植物細胞的分泌物一起抵御病原微生物的入侵[7～9]。研究表明，蛋白激發(fā)子PeaT1和Hrip1能提高植物體內(nèi)相關防衛(wèi)基因的表達，誘導植物產(chǎn)生抗逆反應，提高多種作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[10]。后續(xù)又有大量研究表明，植物免疫激活蛋白能夠提高作物的抗性，從而提高產(chǎn)量和品質(zhì)，如邱德文等[11]研究表明，植物免疫激活蛋白能夠促進白菜生長發(fā)育并提高白菜品質(zhì)。

目前，植物免疫激活蛋白一般在作物上單獨使用，以達到促進作物生長發(fā)育，增強作物對逆境及病害的免疫能力，提高產(chǎn)量和品質(zhì)等目的；但其與生長調(diào)節(jié)劑、微生物殺菌劑、植物誘抗劑等產(chǎn)品混用的效果尚不明確[12～15]。蕓樂收和蕓苔素內(nèi)酯是生產(chǎn)上常用的生長調(diào)節(jié)劑，能夠調(diào)節(jié)植物生長，促進植物的生長發(fā)育；寡雄腐霉是生產(chǎn)上普遍應用的一種微生物殺菌劑，能夠有效降低病害的發(fā)生；氨基寡糖素和阿泰靈是生產(chǎn)上應用較為廣泛的植物誘抗劑產(chǎn)品。通過研究各藥劑單獨使用及其與VDAL混配使用對青梗菜生長和產(chǎn)量的影響，以期探索較適宜的藥劑使用方法，為青梗菜壯苗、增產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗點概況

田間試驗于2019年6～9月在河北省新樂市河北益天農(nóng)業(yè)公司基地進行。試驗地前茬為玉米，土壤類型為沙壤土，0～5 cm耕層土壤基礎養(yǎng)分含量為有機質(zhì)29.5 g/kg、堿解氮122 mg/kg（全氮1.83 g/kg）、有效磷43.8 mg/kg、速效鉀136 mg/kg，pH值7.6。

1.2 試驗材料

青梗菜品種為上海青。藥劑有VDAL（1.5%新型植物免疫激活蛋白，北京中捷四方生物科技股份有限公司提供）、寡雄腐霉菌（多利維生，有效成分含量為孢子100萬個/g）、氨基寡糖素（顯勝，有效成分含量5%）、蕓苔素內(nèi)酯（云大萬寶，有效成分含量0.004%）和阿泰靈（中保綠農(nóng)寡糖·鏈蛋白，有效成分含量6%），均按照廠家推薦濃度使用。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 青梗菜種植前，所有試驗地均統(tǒng)一施用有機肥525 kg/hm2，以提升地力，并保證肥力均勻。6月5日播種，行距30 cm，間距10 cm，用種量3 750 g/hm2；出苗后一周定苗，單株留苗，密度30萬株/hm2。試驗地周圍設保護行，種植相同作物以減少邊際效應。

在青梗菜苗期（3片真葉），應用農(nóng)用手動氣壓式噴霧器（太倉市金港植保器械科技有限公司）進行葉面均勻噴藥。試驗設14個處理（表1），其中清水處理為對照（CK）[16～27]。小區(qū)面積20 m2（4 m×5 m），隨機區(qū)組排列，4次重復。其他管理措施與大田常規(guī)相同。

表1 不同處理的藥劑種類與施用濃度Table 1 Agents and concentrations of different treatments

1.3.2 測定項目與方法

1.3.2.1 苗期生長性狀[28]。施藥后第10天，每小區(qū)均采用五點取樣法，每點均選取4株，利用常規(guī)方法，測定株高（青梗菜基部到植株頂端的高度）、莖粗（青梗菜莖基部的粗度）、葉片數(shù)和根長（青梗菜基部到最大主根生長點的長度），以及地上部和地下部的鮮重與干重。計算根冠比。

1.3.2.2 葉綠素含量。分別在施藥后第10天和收獲期，每小區(qū)均采用五點取樣法，每點均選取4株，利用SPAD-520Plus葉綠素儀測定每株功能葉（從莖基部起第2片葉）和心葉（最后展開的葉）的葉綠素含量。

1.3.2.3 產(chǎn)量。青梗菜收獲期，每小區(qū)均取中間2行，每行取0.5 m，測定產(chǎn)量。

1.3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析 利用Excel 2013軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計；利用SPSS軟件采用Duncan’S法進行數(shù)據(jù)差異顯著性分析（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同藥劑處理對青梗菜苗期生長的影響

不同藥劑處理的幼苗株高為14.16～22.25 cm，除T1處理顯著較低外，其他處理之間及其與CK之間差異均不顯著；莖粗為4.80～5.76 mm，其中T9處理莖粗最大，其次是T1和T2處理，三者差異不顯著，但均顯著＞CK，而其他處理與CK差異均不顯著；葉片數(shù)為6.70～7.90片，與CK差異均不顯著；根長為5.57～6.85 cm，各處理之間及其與CK之間差異均不顯著；地上部鮮重為23.25～44.2 g，其中T1處理指標值最高，其次是T2、T4和T8處理，四者差異不顯著，但均顯著＞CK，而其他處理與CK差異均不顯著；地上部干重為1.09～1.73 g，除T10外的其他處理均＞CK，其中T8處理指標值最高，其次是T9、T7、T2和T4處理，五者差異不顯著，但均顯著＞CK；根干重為0.16～0.25 g，均＞CK，其中T7處理指標值最高，其次是T3、T12、T8、T1、T2、T4和T10處理，八者差異不顯著，但均顯著＞CK；根冠比為0.12～0.19，均≥CK，其中T3處理指標值最高，其次是T12、T10、T7、T1和T5處理，六者差異不顯著，但均顯著＞CK，而其他處理與CK差異均不顯著（表2）?？傮w來看，VDAL單用效果較好，可以顯著促進莖粗生長，明顯提高地上部鮮重和根干重，壯苗作用達到了蕓苔素內(nèi)酯等5個參試產(chǎn)品的水平，其中VDAL原粉9 000倍稀釋液的效果優(yōu)于4 500倍稀釋液，該處理下還可使幼苗顯著變矮，根冠比明顯增大。

進一步對受藥劑處理影響明顯的指標進行VDAL單用與混用的效果分析，結(jié)果顯示，在VDAL使用倍數(shù)相同的情況下，與單用相比，VDAL與供試免疫誘導類產(chǎn)品混配后對苗期不同生長指標的作用不同。在VDAL原粉9 000倍稀釋液條件下，與T1處理相比，VDAL與不同產(chǎn)品混用后，株高均顯著增大，莖粗均顯著減??；地上部鮮重均降低，其中T10和T12處理降低顯著；地上部干重除T8處理明顯增加外，其他處理均有所降低；根干重T8和T12處理略有增加，T10處理略有降低；根冠比T8處理略有降低，其他處理均顯著增大。表明VDAL原粉9 000倍稀釋液與供試免疫誘導類產(chǎn)品混配后，與其單用效果相比，除與蕓苔素內(nèi)酯混用對地上部干重和根干重，與氨基寡糖素混用對根干重和根冠比，與寡雄腐霉混用對根冠比表現(xiàn)為增效作用外，對其他指標的影響均表現(xiàn)為減效。在VDAL原粉4 500倍稀釋液條件下，與T2處理相比，VDAL與不同產(chǎn)品混用后，株高均略有降低；地上部鮮重均顯著降低；莖粗和地上部干重除T9處理略有增加外，其他處理均有所降低，其中T13處理降低顯著；根干重均略有降低；根冠比T9處理略有降低，T11處理保持一致，T13處理略有增大。表明VDAL原粉4 500倍稀釋液與供試免疫誘導類產(chǎn)品混配后，與其單用效果相比，與3種產(chǎn)品混用對株高，與蕓苔素內(nèi)酯混用對莖粗和地上部干重，與氨基寡糖素混用對根冠比表現(xiàn)為增效作用外，對其他指標的影響均表現(xiàn)為減效。綜上分析可以看出，VDAL單用效果相對較好。

2.2 不同藥劑處理對青梗菜葉綠素含量的影響

不同藥劑處理的苗期功能葉葉綠素含量為29.05～41.36 g，其中T8和T12處理顯著＞CK，T5處理顯著＜CK，其他處理與CK差異均不顯著；心葉葉綠素含量為28.92～37.82 g，除T5和T13處理與CK差異不顯著外，其他處理均顯著＞CK（表3）。表明VDAL原粉9 000倍稀釋液與蕓苔素內(nèi)酯和氨基寡糖素混用，可同時明顯提高苗期功能葉和心葉的葉綠素含量；寡雄腐霉單用會顯著降低苗期功能葉的葉綠素含量，但對心葉葉綠素含量影響不大；VDAL原粉4 500倍稀釋液與氨基寡糖素混用對苗期功能葉和心葉的葉綠素含量影響均不大；其他處理對苗期功能葉葉綠素含量影響不大，但可明顯提高心葉的葉綠素含量。

表2 不同處理對青梗菜苗期生長的影響Table 2 Effects of different treatments on growth of green cabbage at seedling stage

不同藥劑處理的采收期功能葉葉綠素含量為30.64～39.06 g，其中T3和、T4和T5處理顯著＞CK，其他處理與CK差異均不顯著；心葉葉綠素含量為35.31～43.15 g，除T13處理顯著＜CK外，其他處理與CK差異均不顯著，其中T3處理最高。表明除蕓苔素內(nèi)酯和蕓樂收單用能顯著提高采收期青梗菜功能葉的葉綠素含量外，其他產(chǎn)品單用以及VDAL與供試免疫誘導類產(chǎn)品混用對功能葉的葉綠素含量均影響不大。

進一步對受藥劑處理影響明顯的指標進行VDAL單用與混用的效果分析，結(jié)果顯示，在VDAL使用倍數(shù)相同的情況下，與單用相比，VDAL與供試免疫誘導類產(chǎn)品混配后對不同時期功能葉和心葉葉綠素含量的作用不同。在VDAL原粉9 000倍稀釋液條件下，與T1處理相比，VDAL與不同產(chǎn)品混用后，苗期功能葉的葉綠素含量均有所增加（其中T8和T12處理增加顯著），心葉的葉綠素含量除T10處理略有降低外其他處理均略有升高；采收期功能葉的葉綠素含量除T10處理略有升高外其他處理均略有降低，心葉的葉綠素含量除T12處理略有降低外其他處理均略有升高。表明VDAL原粉9 000倍稀釋液與供試免疫誘導類產(chǎn)品混配后，與其單用效果相比，除與蕓苔素內(nèi)酯和氨基寡糖素混用對苗期功能葉葉綠素含量表現(xiàn)出明顯的增效作用外，對其他指標的影響均不顯著。在VDAL原粉4 500倍稀釋液條件下，與T2處理相比，VDAL與不同產(chǎn)品混用后，苗期功能葉的葉綠素含量均略有降低，心葉的葉綠素含量除T9處理明顯升高外其他處理均出現(xiàn)降低（其中T13處理降低顯著）；采收期功能葉的葉綠素含量除T11處理略有升高外其他處理均明顯降低，心葉的葉綠素含量除T11處理略有升高外其他處理均出現(xiàn)降低（其中T13處理降低顯著）。表明VDAL原粉4 500倍稀釋液與供試免疫誘導類產(chǎn)品混配后，與其單用效果相比，僅與蕓苔素內(nèi)酯混用對苗期心葉葉綠素含量表現(xiàn)出顯著的增效作用，但對采收期功能葉葉綠素含量減效作用明顯；與氨基寡糖素混用對不同時期的2種葉片葉綠素含量均表現(xiàn)為減效作用，其中對苗期心葉以及采收期功能葉和心葉的葉綠素含量均減效作用明顯；與各產(chǎn)品混用后對其他指標影響不大。綜上分析可以看出，VDAL單用效果相對較好。

表3 不同處理對青梗菜葉綠素含量和產(chǎn)量的影響Table 3 Effects of different treatments on chlorophyll content and yield of green cabbage at seedling stage

2.3 不同藥劑處理對青梗菜產(chǎn)量的影響

不同藥劑處理的產(chǎn)量為13 440.0～20 160.0 kg/hm2，其中T2處理產(chǎn)量最高，T1處理產(chǎn)量次之，二者差異顯著，但均顯著＞CK；T13處理產(chǎn)量最低，其次是T7和T5處理，三者差異不顯著，但均顯著＜CK；其他處理產(chǎn)量與CK差異均不顯著。表明VDAL原粉4 500倍稀釋液單用增產(chǎn)效果最好，其次是VDAL原粉9 000倍稀釋液單用。

進一步對VDAL單用與混用的青梗菜產(chǎn)量進行分析，結(jié)果顯示，在VDAL使用倍數(shù)相同的情況下，與單用相比，VDAL與供試免疫誘導類產(chǎn)品混配后均會導致產(chǎn)量降低。在VDAL原粉9 000倍稀釋液條件下，與T1處理相比，VDAL與不同產(chǎn)品混用后，產(chǎn)量除T12處理略有降低外，其他處理均明顯降低；在VDAL原粉4 500倍稀釋液條件下，與T2處理相比，VDAL與不同產(chǎn)品混用后，產(chǎn)量均明顯降低。綜上分析可以看出，2個試驗濃度的VDAL與供試免疫誘導類產(chǎn)品混用后均造成減產(chǎn)，且普遍減產(chǎn)明顯，因此VDAL原粉4 500倍稀釋液和9 000倍稀釋液最好不要與寡雄腐霉、氨基寡糖素和蕓苔素內(nèi)酯混用。

3 結(jié)論與討論

3.1 討論

3.1.1 不同藥劑對青梗菜苗期生長的影響 VDAL以及其他免疫誘導類產(chǎn)品對青梗菜苗期各生長指標的影響不盡相同。2種濃度的VDAL原粉稀釋液單用均可顯著提高幼苗莖粗、地上部鮮重和根干重，其中9 000倍稀釋液還可以顯著提高根冠比，但濃度增大（4 500倍稀釋液）后對提高根冠比的作用減弱。本研究條件下，其他供試免疫誘導類產(chǎn)品單獨使用，蕓苔素內(nèi)酯顯著提高幼苗鮮重和干重，這與韓云等[29]蕓苔素內(nèi)酯能夠促進小白菜生長的研究結(jié)果類似；蕓樂收顯著提高根干重和根冠比；寡雄腐霉顯著提高根冠比；阿泰靈顯著提高地上部干重、根干重和根冠比。總體來看，在青梗菜上VDAL單獨使用的效果普遍優(yōu)于蕓樂收、蕓苔素內(nèi)酯、寡雄腐霉、氨基寡糖素和阿泰靈單獨使用。說明適宜用量的VDAL可以有效促苗、壯苗，達到蕓苔素內(nèi)酯等產(chǎn)品類似的功效。

不同濃度VDAL與供試免疫誘導類產(chǎn)品混配后，對苗期不同指標的作用不同。本研究條件下，VDAL原粉9 000倍稀釋液與蕓苔素內(nèi)酯混用對地上部干重和根干重，與氨基寡糖素混用對根干重和根冠比，與寡雄腐霉混用對根冠比的影響較其單用表現(xiàn)為增效作用外，對其他指標的影響均表現(xiàn)為減效；VDAL原粉4 500倍稀釋液與3種產(chǎn)品混用對株高，與蕓苔素內(nèi)酯混用對莖粗和地上部干重，與氨基寡糖素混用對根冠比的影響較其單用表現(xiàn)為增效作用外，對其他指標的影響均表現(xiàn)為減效。王泊理等[30]研究顯示，氨基寡糖素與噻唑膦混用能夠增強對線蟲的防治效果，并能對作物生長起到強于二者單獨使用的促進效果。本研究結(jié)果與王泊理等[30]的研究結(jié)果不同，可能與不同產(chǎn)品的理化性質(zhì)差異較大有關，相互混用時可能起到促進效果，也可能起到減弱效果。對于混配減效作用，是否因為在某些方面供試濃度的VDAL產(chǎn)品與其他供試免疫誘導類產(chǎn)品具有類似作用機理，從而產(chǎn)生競爭作用，對苗期的促進效果降低甚至出現(xiàn)負面效果[31，32]，仍需進一步研究。

3.1.2 不同產(chǎn)品對青梗菜葉綠素含量的影響 張洪山等[33]研究表明，在葉面肥中添加氨基寡糖素能夠顯著提高番茄葉片葉綠素含量。本試驗中，氨基寡糖素對青梗菜功能葉葉綠素含量的促進作用并不明顯。造成這種差異的原因可能是由于番茄與青梗菜的品種特性不同，也可能是由于本試驗氨基寡糖素的使用方法與上述研究中氨基寡糖素的使用方法不同。

本試驗中除了蕓苔素內(nèi)酯和蕓樂收能顯著提高采收期青梗菜功能葉的葉綠素含量外，其他藥劑處理均不能明顯提高功能葉的葉綠素含量。VDAL原粉9 000倍稀釋液分別與蕓苔素內(nèi)酯和氨基寡糖混用時均可顯著提高苗期功能葉的葉綠素含量，卻顯著降低了采收期功能葉的葉綠素含量；除寡雄腐霉單用、VDAL原粉4 500倍稀釋液與氨基寡糖混用外，其他產(chǎn)品單用以及與VDAL混用都可顯著提高苗期心葉的葉綠素含量。除VDAL原粉4 500倍稀釋液與氨基寡糖混用會顯著降低采收期心葉的葉綠素外，其他產(chǎn)品及混用對采收期心葉的葉綠素均影響不顯著。說明供試濃度的VDAL與適當產(chǎn)品混用才有利于提高心葉及功能葉的葉綠素含量。

3.1.3 不同產(chǎn)品對青梗菜產(chǎn)量的影響 研究表明，適宜濃度的阿泰靈能夠增加水稻頭季稻的有效穗數(shù)和穗粒數(shù)，提高頭季稻產(chǎn)量12.67%～25.25%[34]；適宜濃度的蕓苔素內(nèi)酯能夠顯著提高草莓產(chǎn)量[35]；寡雄腐霉能夠顯著提高辣椒產(chǎn)量[36]；蕓樂收能夠使花生增產(chǎn)1 040.55 kg/hm2[37]。但從本試驗結(jié)果來看，除了VDAL原粉9 000倍稀釋液和4 500倍稀釋液單用外，其他供試免疫誘導類產(chǎn)品單用以及與VDAL混用對青梗菜的增產(chǎn)效果均不理想?？赡苁怯捎谶@些供試免疫誘導類產(chǎn)品不適合在青梗菜上使用或者使用方法需要優(yōu)化調(diào)整，具體原因必須通過進一步試驗加以驗證。

3.1.4 土壤性狀對試驗結(jié)果的影響 試驗地土壤為沙性土，雖前期施增施了有機肥，但吸收利用率不太理想[38]，可能對青梗菜的正常生長有所影響，導致單產(chǎn)未達到青梗菜正常生產(chǎn)的水平。

3.1.5 供試濃度對試驗結(jié)果的影響 本試驗設置的VDAL濃度對青梗菜生長發(fā)育起到了很好的促進作用，但大部分生物刺激素的使用濃度與效果并不呈現(xiàn)線性對應關系。褚世海等[39]研究表明，蕓苔素濃度與作用效果之間呈一個馬鞍型關系[39]。因此，除本試驗設定的使用濃度外，其他濃度的使用效果還需要進一步研究。

3.2 結(jié)論

VDAL原粉4 500倍稀釋液和9 000倍稀釋液單獨使用對青梗菜均有明顯的壯苗和增產(chǎn)效果，可應用于生產(chǎn)實踐，其中VDAL原粉4 500倍稀釋液的青梗菜產(chǎn)量明顯高于9 000倍稀釋液。VDAL原粉4 500倍稀釋液和9 000倍稀釋液分別與寡雄腐霉、氨基寡糖素、蕓苔素內(nèi)酯混用時，較其單獨使用，對青梗菜的壯苗、增產(chǎn)效果降低，在生產(chǎn)實踐中需加以注意，應做到藥劑合理混配。