農(nóng)抗702誘導(dǎo)棉花抗病性研究

黃 林，涂曉嶸，李昆太，胡 能，曹春穎，劉觀稱，涂國全

?

農(nóng)抗702誘導(dǎo)棉花抗病性研究

黃 林，涂曉嶸，李昆太，胡 能，曹春穎，劉觀稱，涂國全*

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院/江西農(nóng)業(yè)微生物資源開發(fā)與利用工程實驗室，江西南昌 330045）

通過盆栽和田間試驗，對棉花幼苗期噴施農(nóng)抗702誘導(dǎo)抗棉花黃萎病和棉花枯萎病進行了研究。結(jié)果表明，10~40 μg/mL農(nóng)抗702均能誘導(dǎo)棉花抗黃萎病和枯萎病，且以40 μg/mL農(nóng)抗702誘導(dǎo)昌棉02抗黃萎病和枯萎病效果較好，對黃萎病和枯萎病相對誘抗效果分別達到88.13%和76.10%；田間藥效試驗表明，在棉花幼苗期噴施濃度為60 μg/mL農(nóng)抗702，僅噴施1次后60 d對枯萎病防治效果為53.99%；噴施藥液2次后51 d防治效果為70.59%。

農(nóng)抗702；棉花；黃萎病；枯萎病；誘導(dǎo)抗病性

棉花是世界上分布最廣、種植面積最大的經(jīng)濟作物之一，也是受危害最為嚴(yán)重的農(nóng)作物之一，棉花枯萎病和黃萎病是世界性的危險病害[1]，也是中國棉花生產(chǎn)中的嚴(yán)重病害。棉花黃萎病是由大麗輪枝菌（）引起的土傳病害，特點是發(fā)病范圍廣、流行性強、發(fā)病率高，是棉花生產(chǎn)過程中最具毀滅性的病害之一[2]，棉花枯萎病是由尖孢鐮刀菌萎蔫專化型（f.sp.）引起的維管束病害，靠土壤傳播，防治難度較大，一旦發(fā)生，輕者致使棉花產(chǎn)量下降、纖維品質(zhì)變劣、重者可造成絕產(chǎn)[3]。

農(nóng)抗702是由江西農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院應(yīng)用微生物研究室從土壤中分離篩選到的鏈霉菌702所產(chǎn)生的新型多烯大環(huán)內(nèi)酯抗生素[4]。農(nóng)抗702能誘導(dǎo)單子葉植物水稻抗病性，魏賽金等[5-6]研究表明，新型多烯大環(huán)內(nèi)酯抗生素農(nóng)抗702對水稻防御紋枯病、稻瘟病和稻曲病的保護效果大于其防治效果，農(nóng)抗702對水稻誘導(dǎo)抗病性。杜亞楠等[7]研究表明，農(nóng)抗702能夠誘導(dǎo)水稻激活防御酶系統(tǒng)，進而增強水稻抗病能力。在棉苗幼苗期噴施農(nóng)抗702對雙子葉植物棉花也能誘導(dǎo)抗棉黃萎病和棉枯萎病。本文報道了最新研究成果。

1 材料和方法

1.1 供試試驗藥劑

(1) 80%農(nóng)抗702：由本項目組制備；(2) 80%乙蒜素乳油：購自河南科邦化工有限公司。

1.1.1 棉花品種 “昌棉02”由江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院湯飛宇博士提供。

1.1.2 棉花致病菌 棉花枯萎病菌(f.sp.)和棉花黃萎病(Kleb)均由江西省九江棉科所劉定忠提供。

1.2 方 法

1.2.1 供試藥液配制 (1) 不同濃度農(nóng)抗702試驗藥劑的配制：準(zhǔn)確稱取80%農(nóng)抗702樣品12.5 mg置于100 mL容量瓶中，用無水乙醇定容至刻度，即成100 μg/mL母液。置于冰箱4 ℃遮光保存。試驗時用清水分別稀釋成10，20，30，40，60 μg/mL的農(nóng)抗702試驗藥液，現(xiàn)配現(xiàn)用。

(2) 60 μg/mL乙蒜素配制：用清水將80%乙蒜素乳油配成60 μg/mL乙蒜素試驗藥液。

1.2.2 抗病試驗方法 農(nóng)抗702對棉苗誘導(dǎo)抗病性試驗采用盆栽方式，在控溫控濕的玻璃房進行。(1) 棉苗的培養(yǎng)：采用土壤消毒和營養(yǎng)液培養(yǎng)棉苗[8]；(2) 棉黃萎病菌和棉枯萎病菌培養(yǎng)：分別將棉黃萎病菌和棉枯萎病菌的菌株經(jīng)PDA平板活化3~4 d，從菌落邊緣挑取菌塊放入查氏培養(yǎng)液[9]，25 ℃、20 r/min搖蕩培養(yǎng)5~6 d，過濾，濾液5 000 r/min離心5 min，棄上清液，用無菌水稀釋孢子沉淀，血球計數(shù)板計數(shù)，將濃度調(diào)至約1×107孢子/mL；(3) 誘導(dǎo)抗病性試驗：在棉苗長出4真葉時，用小噴霧瓶分別將10，20，30，40 μg/mL 4種供試農(nóng)抗702藥液，依次噴霧棉苗直到葉面有小水珠，葉面邊緣有液滴滴下為止，以無菌水為陰性對照作同樣處理，觀察和記錄不同濃度農(nóng)抗702處理組棉苗的過敏反應(yīng)，棉苗噴施藥液4 d分別接種棉黃萎病菌和棉枯萎病菌的孢子液；(4) 棉黃萎病菌和棉枯萎病菌接種：在農(nóng)抗702處理組的棉苗盆內(nèi)用攝子反復(fù)戳幾下，對棉花幼苗根部造成輕微損傷，然后分別將10 mL體積濃度為107孢子/mL的棉黃萎病菌和棉花枯萎病菌孢子懸浮液從底部注入不同的試驗處盆中，待孢子懸浮液全部吸收后移入鋪有少量營養(yǎng)液的托盤中，置于光照培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)，并定期澆水，各試驗處理分別在接種棉花枯萎病菌和黃萎病菌孢子7 d后進行不同試驗處理發(fā)病率、病情指數(shù)和相對誘抗效果的調(diào)查記錄。

1.2.3 農(nóng)抗702防治棉花枯萎病田間藥效試驗 試驗地土壤為砂土，土壤肥力中等，土壤水分含量為濕，土壤覆蓋物為塑料薄膜。該地塊連續(xù)15 a種植棉花，土傳病害嚴(yán)重；試驗采用5種供試藥劑濃度和3種試驗處理的隨機排列的試驗設(shè)計，重復(fù)3次共計30個試驗小區(qū)，每試驗小區(qū)面積為30 m2，5種供試藥劑濃度分別為20，40，60 μg/mL 3種濃度農(nóng)抗702試驗藥液和60 μg/mL乙蒜素陽性對照及清水陰性對照。試驗采用兩種不同噴施次數(shù)：處理1僅噴施供試藥液1次，即在棉苗生長的6月12日噴施供試藥液1次，處理2在噴施1次后8 d又噴施第2次供試藥液，噴施藥液的量為30 m2棉株一次噴施不同濃度的藥液量為5 400 mL；處理1分別在噴施藥液后30 d和60 d進行病害調(diào)查；處理2分別在噴施第2次藥液后21 d和51 d進行病害調(diào)查；每小區(qū)對角線五點取樣調(diào)查，每點調(diào)查6株，共計30株，采用國內(nèi)棉花黃萎病統(tǒng)一分級標(biāo)準(zhǔn)，按照黃萎病分級方法記錄各級病株數(shù)及調(diào)查總株數(shù)，并計算發(fā)病率、病情指數(shù)和防治效果[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)抗702對棉苗誘導(dǎo)抗病性試驗

在“昌棉02”棉苗4真葉時噴施4種不同濃度的農(nóng)抗702藥液后4 d后分別接種棉花黃萎病菌和枯萎病菌的孢子，7 d后分別檢查病情指數(shù)和誘抗效果，結(jié)果分別見表1和圖1及圖2。

表1 不同體積濃度的農(nóng)抗702噴施昌棉02誘導(dǎo)抗棉黃萎病和棉枯萎病試驗結(jié)果

圖1 昌棉02棉苗噴施不同濃度的農(nóng)抗702誘導(dǎo)抗黃萎病試驗

圖2 昌棉02棉苗噴施不同濃度的農(nóng)抗702誘導(dǎo)抗枯萎病試驗

表1、圖1、圖2試驗結(jié)果表明，昌棉02棉苗4真葉時噴施不同濃度的農(nóng)抗702藥液能分別誘導(dǎo)棉花抗棉黃萎病和棉枯萎病。在供試的4種濃度的農(nóng)抗702藥液中以濃度40 μg/mL的農(nóng)抗702誘導(dǎo)昌棉02號抗棉黃萎病和棉枯萎病的效果較好，對棉黃萎病和棉枯萎病的病情指數(shù)和相對誘抗效果分別達到11.67%、23.33%和88.13%、76.10%。

2.2 農(nóng)抗702防治棉花枯萎病田間藥效試驗

2.2.1 噴施1次農(nóng)抗702藥液防治棉花枯萎病試驗結(jié)果 在棉苗生長期僅噴施1次農(nóng)抗702藥液防治棉花枯萎病試驗結(jié)果見表2。

表2 農(nóng)抗702防治棉花枯萎病噴施1次試驗結(jié)果

表2表明，在棉苗生長期間噴施體積濃度分別為20，40，60 μg/mL的農(nóng)抗702后60 d的調(diào)查枯萎病病情指數(shù)分別為34.79%、25.42%和20.42%，防治效果分別為21.60%、42.72%和53.99%，對照藥劑80%乙蒜素乳油60 μg/mL處理藥后60 d的病情指數(shù)為27.71%，防效為37.56%。

2.2.2 噴施2次農(nóng)抗702藥液防治棉花枯萎病試驗結(jié)果 在棉苗生長期噴施第1次農(nóng)抗702藥液后9 d又噴施第2次農(nóng)抗702藥液防治棉花枯萎病試驗結(jié)果見表3。

表3 農(nóng)抗702防治棉花枯萎病噴施2次試驗結(jié)果

表3表明，在棉苗生長期間間隔9 d噴施兩次濃度分別為20，40，60 μg/mL的農(nóng)抗702后51 d的調(diào)查枯萎病病情指數(shù)分別為23.33%、21.25%和13.54%，防治效果分別為49.32%、53.85%和70.59%，對照藥劑80%乙蒜素乳油60 μg/mL處理藥后51 d的病情指數(shù)為19.58%，防效為57.47%。

3 討論與小結(jié)

早在20世紀(jì)60年代，Schnathorst等[11]和Bell等[12]曾以致病性中等或非致病性的黃萎病菌接種棉花植株，發(fā)現(xiàn)經(jīng)接種后存活的棉株對黃萎病菌的進一步侵染具有明顯的抗性，這種抗病性是經(jīng)病原體侵染后產(chǎn)生的，因而稱為誘導(dǎo)抗病性，又稱系統(tǒng)獲得性抗性[13-14]。防治棉花黃萎病的拮抗真菌種類很多，其中研究較多的是木霉（spp.）和黃色蠕形霉（）[15]。從土壤中分離出的鏈霉菌HCCB10124通過試驗證明對棉花黃萎病菌也有較強的拮抗作用[16]。但有意識地噴施某種農(nóng)用抗生素誘導(dǎo)棉花產(chǎn)生抗病性的研究，目前國內(nèi)外未見報道。本文采用農(nóng)抗702誘導(dǎo)棉花抗病性進行了有益的嘗試研究。在棉苗生長期，分別噴施不同濃度的農(nóng)抗702藥液。誘導(dǎo)抗病性試驗，在棉苗噴施藥液后4 d分別接種棉黃萎病菌孢子液和棉枯萎病菌孢子液。7 d后分進行不同試驗處理的發(fā)病率、病情指數(shù)和相對誘抗效果的調(diào)查。田間防治棉花枯萎病藥效試驗在噴藥后60 d和51 d進行病害調(diào)查。誘導(dǎo)抗病性試驗表明，供試的4種不同體積濃度的農(nóng)抗702藥液均能分別誘導(dǎo)棉花抗棉黃萎病和棉萎枯萎病，且以濃度40 μg/mL，的農(nóng)抗702誘導(dǎo)昌棉02號抗棉黃萎病和棉枯萎病的效果較好，對棉黃萎病和棉枯萎病相對誘抗效果分別達到88.13%和76.10%。田間藥效試驗，在棉苗生長期間僅噴施農(nóng)抗702藥液1次后60 d對棉枯萎病的防治效果為53.99%；噴施農(nóng)抗702藥液2次后51 d的防治效果為70.59%。農(nóng)抗702誘導(dǎo)棉花抗病性和誘抗機理有待進一步深入研究。

[1] 陳宜, 張允昔, 夏紹南, 等. 棉花品種熟性差異對葉片光合效能、植株生物量及籽棉產(chǎn)量的影響[J]. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2016, 38(3): 462-468.

[2] Angelpoulou D J, Naska E J, Paplomatas E J. Biological control agents（BCAs）of verticillium wilt: influence of application rates and delivery method on plant protection, triggering of host defence mechanisms and rhizosphere populations of BCAs[J]. Plant Pathology, 2014, 63:1062-1069.

[3] 呂學(xué)蓮, 李國英, 昝偉, 等．定向篩選提高棉花抗枯萎病的病理學(xué)機制[J]. 植物保護學(xué)報, 2008, 35(2): 113-118.

[4]Xiong Z Q, Zhang Z P, Li J H, et al. Characterization ofJAU4234, a producer of actinomycin X2, fungichromin, and a new polyene macrolide antibiotic[J]. Appl Environ Microbiol, 2012, 78(2): 589-592.

[5] 魏賽金, 徐佳, 程新, 等. 農(nóng)抗702可濕性粉劑防治水稻病原真菌的藥效評價[J]. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2011, 33(3): 488-492.

[6] 魏賽金, 程新, 周云, 等. 0.3%農(nóng)抗702水劑防治水稻病原真菌的藥效評價[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2012, 40(4): 118-120.

[7] 杜亞楠, 魏賽金, 涂國全, 等. 新農(nóng)抗 702 對水稻抗紋枯病誘導(dǎo)抗性的初步研究[J]. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2012, 34(2): 270-275.

[8]卜冰武.大麗輪枝菌蛋白激發(fā)子PevD1誘導(dǎo)棉花抗黃萎病及其作用機理[D].北京: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 2013.

[9] Collins C H, Taylor C. Microbiological methods[M]. 2nd Edition. Butterworth & CoLtd, 1967: 120-122.

[10] 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部. GB/T17980.92農(nóng)藥田間藥效試驗準(zhǔn)則（二）第92 部分：殺菌劑防治棉花黃、枯萎病[M]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2004: 231-233.

[11] Schnathorst W C , Mathre D E. Cross protection in cotton with strains ofalbo-atrum [J].Phytopathology, 1996, 56: 1024-1029.

[12] Bell A A, Presley J T. Temperature effects upon resistance and phytoalexin synthesis in cotton inoculated withalbo-atrum[J]. Phytopathology, 1969, 59: 1141-1146.

[13] Androulla G, Davinder P S, Jennifer M, et al. Genetic modification of alternative respiration has differential effects on antimycin a induced versussalicylic acid induced resistance to tobacco mosaic virus[J]. Plant Physiology, 2003, 132(3): 1518.

[14] Ryals J , Lawton K A, Delaney T P, et al. Signal transduction in systematic acquired resistance[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2000, 12(2): 179.

[15] Zheng Y, Xue Q Y, Xu L L, et al. A screening strategy of fungal biocontrol agents towardsof cotton[J]. Biological Control, 2011, 56(3): 209-216.

[16] 汪學(xué)軍, 閔長莉, 陳代杰. 一株產(chǎn)抗茵物質(zhì)鏈霉菌的篩選及鑒定[J]. 華東師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2010(2): 134-140.

Study on the Resistance of Cotton Induced by the Ag-antibiotics 702

HUANG Lin, TU Xiao-rong, LI Kun-tai, HU Neng, CAO Chun-ying, LIU Guan-cheng, TU Guo-quan*

（School of Bioscience and Bioengineering, Engineering Laboratory for the Development and Utilization of Agricultural Microbial Resources, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China）

The role of antagonists against fungal pathogens became increasingly important in biological control in recent decades. In this paper, the resistance of cotton againstwilt andinduced by ag-antibiotic 702 was studied by pot and field experiments. The results showed that the tested four different concentrations of ag-antibiotic 702 liquid were able to induce resistance againstand, and relative effect of the induced resistance with the concentration of 40 μg/mL ag-antibiotic 702 was better and reached 88.13% and 76.10% when againstand, respectively. In the field experiment, 60 μg/mL ag-antibiotic 702 liquid medicine was sprayed 1 times, after 60 d, the growth of cotton seedlings against cotton wilt disease was 53.99%; the control effect of spraying liquid after 51 d with 2 times reached to 70.59%.

agricultural antibiotic 702; cotton;;; induced resistance

S435.621

A

2095-3704（2017）03-0176-05

2017-09-12

國家自然科學(xué)基金項目（31360450）

黃林，副教授，博士，主要從事微生物發(fā)酵及農(nóng)產(chǎn)品快速無損檢測研究，huanglin213@126.com；

*通信作者：涂國全，教授。

黃林, 涂曉嶸, 李昆太, 等. 農(nóng)抗702誘導(dǎo)棉花抗病性研究[J]. 生物災(zāi)害科學(xué), 2017, 40(3): 176-180.