耐根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)瓜類(lèi)砧木的篩選

摘 要:本試驗(yàn)以8份南瓜及1份西瓜為試材，進(jìn)行了耐根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)砧木的篩選。結(jié)果表明，砧木1號(hào)、砧木2號(hào)母本2份材料較耐根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)，栗南瓜易感根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)。根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)的侵染降低了砧木材料地上部的生物量，并對(duì)根系生長(zhǎng)有影響。耐根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)材料根系SOD值在侵染后顯現(xiàn)出升高趨勢(shì)，表明其表達(dá)量與耐根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)有關(guān)。

關(guān)鍵詞:瓜類(lèi);根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng);砧木篩選

中圖分類(lèi)號(hào):S436.421.1+9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào):A 文章編號(hào):1001-4942(2010)05-0089-03

根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病近年來(lái)危害日趨嚴(yán)重，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，使世界農(nóng)業(yè)年平均減產(chǎn)24.5%[1]。其寄主廣泛，瓜類(lèi)屬于易感作物。目前，現(xiàn)行防治研究有基因工程方面的，如霍雨猛等[2]構(gòu)建了受根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)誘導(dǎo)的特異性表達(dá)啟動(dòng)子的克隆載體，但尚無(wú)簡(jiǎn)便可行防治根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)的方法，而通過(guò)選育抗根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)品種也是比較重要的途徑。劉海河等(2008)[3]用曼陀羅嫁接番茄防治根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病的研究，表明曼陀羅具有抗根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)能力。得到對(duì)根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)有抗性的砧木，則可以省去很多的人力物力，而且可以減少化學(xué)防治帶來(lái)的蔬菜產(chǎn)品污染問(wèn)題，因此有廣闊的前景。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)所用的材料及編號(hào):1.黑籽南瓜;2.栗南瓜(印度南瓜);3.砧木1號(hào);4.砧木1號(hào)父本;5.砧木2號(hào)父本;6.砧木1號(hào)母本;7.砧木2號(hào)母本;8.強(qiáng)力綠光;9. 07-4(西瓜材料)。

根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)為本實(shí)驗(yàn)室保存的南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)。

1.2 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)于2009年在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地隔離區(qū)內(nèi)進(jìn)行。設(shè)2個(gè)處理:不接種(對(duì)照)，接種線(xiàn)蟲(chóng)30 ml(9 000條)。采用盆栽方式完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共計(jì)9份材料，每份材料30盆，對(duì)照和處理各15盆，每盆1株。于4月上旬播種育苗，5月上旬移栽到15 cm×18 cm塑料盆中并接種線(xiàn)蟲(chóng)。線(xiàn)蟲(chóng)的接種參照劉維志(2002)[4]的方法，將有足量根瘤的番茄根系打碎過(guò)篩并收集線(xiàn)蟲(chóng)卵，孵化計(jì)數(shù)備用。35 d后測(cè)定生物學(xué)及根系超氧化物歧化酶(SOD)指標(biāo)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

1.3.1 根結(jié)指數(shù) 以Boiteux等(1996)[5]的根結(jié)指數(shù)作為根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病抗性的指標(biāo)。根結(jié)指數(shù)=單株根結(jié)數(shù)/根鮮重。

1.3.2 生物學(xué)指標(biāo) 測(cè)定株高、地上部鮮重、根鮮重。

1.3.3 生理指標(biāo) 參照趙世杰等(2000)[6]的方法測(cè)定SOD活性。

2 結(jié)果與分析

2.1 根結(jié)指數(shù)

由圖1可知，砧木1號(hào)、砧木2號(hào)母本2個(gè)材料較耐根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)，其根結(jié)指數(shù)為15.87和16.58個(gè)/g;栗南瓜易感根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)，其根結(jié)指數(shù)為62.49個(gè)/g(圖1)。

2.2 生物學(xué)指標(biāo)

2.2.1 株高 株高即蔓長(zhǎng)，各砧木材料對(duì)照的株高均比根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)處理的要高，其中栗南瓜、砧木1號(hào)父本對(duì)照與處理間差異較大，砧木1號(hào)與砧木2號(hào)母本對(duì)照與處理間差異則較小，與根結(jié)指數(shù)基本一致，說(shuō)明根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)侵染降低了砧木植株的株高(圖2)。

2.2.2 地上部鮮重 從地上部鮮重分析，處理組均比對(duì)照組要低。其中，砧木1號(hào)與砧木2號(hào)母本處理與對(duì)照間差異較小，栗南瓜與砧木1號(hào)母本對(duì)照與處理間差異較大，而且根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)的侵染對(duì)植株地上部鮮重的影響比株高更顯著(圖3)。

圖3 根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)侵染對(duì)9種材料地上部鮮重的影響

2.2.3 根鮮重 圖4表明，供試材料的對(duì)照與處理間的根鮮重有明顯差異，南瓜、砧木1號(hào)父本、砧木1號(hào)母本、07-4的根鮮重比對(duì)照值高，而這些材料均為較易感材料，其原因可能是被處理植株根系根結(jié)生長(zhǎng)后使根系增重所致;其它材料的對(duì)照與處理間差異較小，其中，較耐根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)材料砧木1號(hào)與砧木2號(hào)母本的對(duì)照與處理間差異較小，且處理根系鮮重值小于對(duì)照，其原因可能是少量根結(jié)的存在抑制了根系生長(zhǎng)。

2.3 SOD值的變化

從SOD的測(cè)定結(jié)果(圖5)中看出，砧木1號(hào)、砧木2號(hào)父本、砧木2號(hào)母本SOD值比對(duì)照高，而這3份材料為本試驗(yàn)中較耐根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)的材料，因此推測(cè)，植物根系受根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)侵染后SOD值的升高可能與耐根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)有一定的相關(guān)性。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)中，砧木1號(hào)、砧木2號(hào)母本2份材料較耐根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)，栗南瓜、砧木1號(hào)母本和9號(hào)的西瓜材料易感根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)。受到根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)侵染后，各材料間的處理比對(duì)照在株高與地上部生物量方面均有所降低，說(shuō)明根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)侵染植株根系后，抑制了植株地上部的生長(zhǎng)。同時(shí)，根系的生長(zhǎng)也受到抑制，有的材料則是根結(jié)的膨大而使根鮮重超出了正常根的重量。徐小明等(2008)[7]發(fā)現(xiàn)接種南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)后抗病和感病茄子砧木根系超氧陰離子生成速率和H2O2含量均提高，表明茄子砧木抗南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)水平與超氧陰離子生成速率及H2O2含量存在正相關(guān)關(guān)系。逆境脅迫可使植物活性氧代謝失衡，導(dǎo)致活性氧過(guò)度積累，從而對(duì)植物造成氧化傷害[8]。超氧化物歧化酶SOD是廣泛存在于各種動(dòng)植物和微生物體內(nèi)清除活性氧類(lèi)的一種主要酶類(lèi)。覃鵬等(2005)[9]研究指出煙草體內(nèi)的SOD活性一直處于上升趨勢(shì)可能是適應(yīng)干旱脅迫加深，更快地清除體內(nèi)活性氧的需要。線(xiàn)蟲(chóng)侵染后，耐根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)材料根系SOD酶活性有顯著升高。張自坤等(2009)[10]的測(cè)定結(jié)果表明，感染南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)后的黃瓜嫁接苗SOD活性也高于自根苗，推測(cè)SOD活性的升高達(dá)到了清除活性氧的目的，也就減少了過(guò)量的活性氧對(duì)植物根系本身的毒害作用，因此提高了根系對(duì)根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)的耐性，說(shuō)明SOD活性可以作為砧木篩選的一個(gè)參考指標(biāo)。

致 謝:2～7號(hào)材料為青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院李敏老師提供，特此致謝!

參 考 文 獻(xiàn):

[1] 泰勒A L，薩塞J N.植物根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)[M].北京:科學(xué)出版社，1983:3.

[2] 霍雨猛， 王 偉， 徐苑芳， 等. 根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)誘導(dǎo)型啟動(dòng)子RKNIP的克隆及序列分析[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，4:5-8，15.

[3] 劉海河，謝 彬，郭守朋.曼陀羅嫁接番茄防治根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)技術(shù)[J].長(zhǎng)江蔬菜，2008，1:25-26.

[4] 劉維志.植物病原線(xiàn)蟲(chóng)學(xué)[J].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2002.

[5] Boiteu X L S， Charchar J M.Genetic resistance to root-knot nematode (Meloidogyne javanica) in eggplant (Solanum melongena)[J]. Plant Breeding ，1996，115(3):198-200.

[6] 趙世杰，史國(guó)安，董新純.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2000.

[7] 徐小明，于 芹，徐 坤，等.南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)侵染對(duì)茄子砧木幼苗根系活性氧代謝及相關(guān)酶活性的影響[J].園藝學(xué)報(bào)，2008，35(12):1770-1771.

[8] 趙天宏，孫加偉，付 宇.逆境脅迫下植物活性氧代謝及外源調(diào)控機(jī)理的研究進(jìn)展[J].作物雜志， 2008，3:10-13.

[9] 覃 鵬，劉葉菊，劉飛虎，等.干旱處理對(duì)煙草葉片SOD和POD活性的影響[J]. 中國(guó)煙草科學(xué)，2005，2:28-30.

[10]張自坤，劉世琦，張 強(qiáng)，等.根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)對(duì)不同砧木黃瓜嫁接苗生理生化指標(biāo)的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，7:82-86.