4種誘抗劑對煙草靶斑病的誘抗性

黃 寧， 周建云， 趙一君， 周國林， 聶忠揚， 張翼飛，黃 翔， 劉勁松， 林 松， 張曉強

(1.貴州省煙草公司 貴陽市公司， 貴州 貴陽 550002； 2.中國煙草總公司 貴州省公司， 貴州 貴陽 550001)

0 引言

【研究意義】煙草(NicotianatabacumL.)是茄科煙草屬植物，全球約有120個國家和地區種植煙草，在我國煙草是重要的經濟作物之一[1]。近年來，氣候環境的變化導致在煙草上出現的病害越發嚴重，嚴重威脅煙草種植業的健康持續發展。因此，研究防治煙草靶斑病的有效方法對促進煙草種植業穩產增收意義重大。【前人研究進展】煙草靶斑病(Tobacco target spot)的病原為無性世代立枯絲核菌(Rhizoctoniasolan)，該病害 于2006 年在國內首次發現并被報道，從煙草苗期至大田成熟期均可發生，侵染葉片的同時亦危害莖部。葉片受侵染后出現圓形水漬狀斑點，如遇溫度適宜、濕度大的環境，病斑則迅速擴展形成直徑2 ～ 20 cm有同心輪紋的不規則斑，病斑周圍有褪綠暈圈，病斑壞死部分易碎，形成穿孔，類似槍彈射擊在標靶上形成的空洞，故稱為靶斑病[2]。該病是我國近年來發生范圍較廣的煙草病害，在云南、湖南、吉林、黑龍江、廣西、遼寧等地均有發生，且來勢猛、流行快，連片發生、病情重，極大地影響烤煙產質量，同時具有一定的傳染性，是應重點關注的煙草大田期病害之一[3]。為降低煙草行業由于該病害造成的損失，廣大科研人員對相關防治藥物進行了大量研究，但化學藥劑的大量使用會造成環境污染，以及產品農殘的超標等問題。因此，在煙草病蟲害防控上，亟需探索一些安全、有效的綠色防控技術。近年來，作為現代植物病害防治的重要途徑之一，植物誘導抗病得到國內外學者的廣泛關注[4-7]。植物誘抗劑通過調節植物的新陳代謝并激活其免疫系統提高植物的抗逆能力和抗病性，具有多抗、高抗和衛生安全等優點[8]。植物免疫誘抗劑是一類能夠誘導植物系統獲得抗性的化合物，一般分為有機酸類、無機化合物類、寡糖類和蛋白多肽類[9-10]，這些物質能夠激活植物的免疫系統、調節植物的新陳代謝過程，進而增強植物的抗病抗逆能力[5-11]。【研究切入點】化學殺菌劑在作物病害防控方面應用廣泛，但殺菌劑的長期使用難免產生抗藥性、農藥殘留和環境污染等問題，不利于農業可持續發展。植物誘抗劑在誘導作物生長、提高抗病能力方面效果顯著，其使用量相對較低，對環境污染小，是減少化學農藥使用量，促進作物提質增效的重要手段。目前，有關誘抗劑對煙草靶斑病誘抗性的研究鮮見報道。【擬解決的關鍵問題】以貴陽市馮三鎮煙草種植基地分離獲得的靶斑病致病菌(Rhizoctoniasolani，WT)為試驗材料，研究黃腐酸、S-誘抗素、水楊酸、0.01%蕓苔素內脂可濕性粉劑4種誘抗劑誘導煙草的抗病效果，為生產上防控該病提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試品種 云煙87，煙草幼苗由開陽縣馮三鎮煙草育苗基地提供。

1.1.2 供試菌種 立枯絲核菌(Rhizoctoniasolani，WT)，由貴州大學農安實驗室提供。

1.1.3 供試藥劑 黃腐酸(有效成分≥95%)，購自德國阿格福萊農林環境生物技術股份有限公司；S-誘抗素(天然脫落酸)，購自山東圣鵬科技股份有限公司；水楊酸(有效成分≥99.5%)，購自天津市光復精細化工研究所；0.01%蕓苔素內脂可濕性粉劑，購自江蘇克勝集團股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 育苗 于2021年4月21日將煙株幼苗移栽至高18 cm、直徑20 cm的花盆中，澆足定根水，定期觀察煙株生長情況，待煙株長至50 cm時開始試驗處理。

1.2.2 誘抗劑處理 試驗共設黃腐酸2 000倍液、S-誘抗素30 000倍液、1 mmol/L水楊酸溶液、蕓苔素內酯2 000倍液4個處理，并設置清水對照(CK)，每個處理10盆煙株。分別于6月15日、6月20日、6月25日將4種誘抗劑各均勻噴霧至煙葉表面，間隔5 d噴施1次，共噴施3次。

1.2.3 孢子懸浮液制備及接種 將煙草靶斑病致病菌WT接種至PDA平板培養基上，置于28℃黑暗條件下培養。待培養皿中央長出孢子后，用無菌水將孢子洗脫，8層無菌紗布過濾，并將孢子懸浮液濃度調整為105個/mL，備用。于誘抗劑最后1次(6月25日)誘導2 d后，噴霧接種濃度為105個/mL的煙草靶斑病菌孢子懸浮液，為保證接種成功率，共接種2次致病菌孢子液，間隔1 d接種1次，接種后煙株保濕培養。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 發病情況 待對照組出現明顯靶斑病癥狀時(7月15日)開始調查煙株發病情況，共調查2次，間隔15 d調查1次，記錄病情指數，煙草靶斑病病情分級標準及計算方法如下。

0級：無病斑；

1級：病斑面積占葉片面積的1%以下；

3級：病斑面積占葉片面積的1%～10%；

5級：病斑面積占葉片面積的11%～30%；

7級：病斑面積占葉片面積的31%～50%；

9級：病斑面積占葉片面積的51%。

病情指數=[∑(各級病葉數×該級代表值)]×100/(調查總葉數×最高級代表值)

誘抗效果= [(對照病情指數-處理病情指數)/對照病情指數]×100%

1.3.2 煙株農藝性狀 按照標準《煙草農藝性狀調查方法》(YC/T 142—1998)，于煙株打頂前調查統計株高、葉數、最大葉長和最大葉寬，打頂后測量莖圍和節間距。

1.3.3 生理生化指標 當對照組出現明顯靶斑病癥狀時開始檢測各處理煙株生理生化指標，取樣時隨機采摘各處理中部葉片3～5片煙葉，置于冰盒中并帶回實驗室立即檢測煙葉苯丙氨酸解氨酶(PAL)、丙二醛(MDA)、過氧化物酶(POD)、超氧化物氣化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和可溶性蛋白質含量，MDA、POD、SOD、CAT及蛋白質含量檢測試劑盒均購自北京索萊寶科技有限公司。相對電導率檢測方法[12]：先用自來水洗凈煙葉表面灰塵，再用蒸餾水沖洗3次，濾紙吸干水分后，用小刀將煙葉切成適宜長度的長條。快速稱取鮮樣3份，每份0.1 g，分別置于裝有10 mL去離子水的刻度試管中，蓋上玻璃塞于室溫下浸泡12 h，用電導儀測定浸提取液電導率(R1)，然后沸水浴加熱30 min，冷確至室溫后搖勻，再次測定電導率(R2)。

相對電導率=R1/R2×100%

1.4 數據分析

利用Excel 2010和DPS 7.05進行數據統計，采用DPS 7.05單因素試驗統計分析-Duncan新復極差法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同誘抗劑對煙草靶斑病的誘抗性

從表1看出，誘抗劑處理后，煙株病情指數均低于對照處理，表明誘抗劑誘導增強煙草對靶斑病菌的抗性。發病早期(7月15日)S-誘抗素的誘抗效果最佳，病情指數為2.08，誘抗效果為61.62%；水楊酸處理次之，病情指數為2.25，誘抗效果為58.49%；黃腐酸處理最差，誘抗效果僅44.46%。發病后期(8月30日)各誘抗劑的誘抗效果均呈下降趨勢，但仍以S-誘抗素的誘抗效果最好，為56.61%；水楊酸處理次之，為53.40%。綜上，4種誘抗劑均能誘導增強煙株對靶斑病菌的抗性，其中，S-誘抗素對煙草誘導抗病效果最佳。

表1 不同誘抗劑處理煙草靶斑病的誘抗效果

2.2 不同誘抗劑處理煙株的農藝性狀

從表 2 看出，4種誘抗劑對煙草株高、莖圍、最大葉長和最大葉寬等農藝性狀均有不同程度影響。其中，S-誘抗素處理煙株的農藝性狀整體較好，S-誘抗素可明顯增加煙株的株高、葉數及節間距，分別較對照增加19.6%、24.3%和11.4%；水楊酸處理次之，對煙株株高影響較為明顯；黃腐酸和蕓苔素內酯處理的效果較差。各誘抗劑處理后煙株的莖圍、最大葉長、最大葉寬與對照間差異均不顯著。

表2 不同誘抗劑處理煙株的農藝性狀

2.3 不同誘抗劑處理煙株的生理生化指標

由表3可見，4種誘抗劑誘導后煙葉MDA含量均有所下降且均低于對照，其中S-誘抗素處理后煙葉MDA含量最低，僅5.71 nmol/g；水楊酸處理其次，為7.56 nmol/g，但二者間差異不顯著；與相對電導率變化趨勢一致，S-誘抗素及水楊酸處理后煙葉電導率均低于其他處理，表明誘抗劑處理后煙葉受病原菌侵染程度降低，煙葉細胞膜損傷程度較小。另外，誘抗劑處理后煙株防御酶活性均較對照處理明顯提高，其中S-誘抗素誘導后煙葉PAL、CAT和SOD防御酶活性顯著高于其他處理，分別較對照增加85.86%、42.77%和61.18%；水楊酸處理次之，PAL、CAT和SOD分別較對照增加63.34%、39.83%和44.43%；4種誘抗劑處理后煙葉可溶性蛋白含量均上升，其中S-誘抗素增加量最大，較對照增加55.24%；與其他誘抗劑處理相比，水楊酸對煙葉可溶性蛋白含量影響較小。綜合看，S-誘抗素對煙草防御酶活性影響最大，能顯著提高煙草對靶斑病的抗性，水楊酸處理次之。

表3 不同誘抗劑處理煙株的防御酶活性及生理指標

3 討論

植物免疫誘抗劑能誘導植物系統獲得抗病性，其本身不具有殺菌活性且用量少，可有效減少化學農藥用量、降低環境壓力和緩解農藥3R問題[13]。該試驗選用的4種誘抗劑均可有效降低煙草靶斑病的病情指數，增強煙草對靶斑病的抗性，其中S-誘抗素的誘抗效果最佳，為61.62%；水楊酸次之，為58.49%；蕓苔素內酯和黃腐酸相對較差。

S-誘抗素存在于衰老的葉片組織、成熟的果實、種子及植物的莖、根等部位，是植物生長發育、成熟各階段的重要調控因子。S-誘抗素具有促進植物葉片脫落、芽和種子休眠、抑制植物細胞的分裂和延長、引起氣孔關閉、影響種子胚的發育、增加植物在生物和非生物脅迫下的抗逆性、影響性的分化等多方面的作用[14]。S-誘抗素在實際生產中主要用于提高作物在高溫、低溫、干旱和水澇等逆境下的生存能力[15-17]；提高作物對病原菌和害蟲的抗性，從而提高防治藥劑的藥效[18-20]；可延長鮮切花的花期[21]，促進氮磷鉀的吸收，提高作物產量。該研究發現，S-誘抗素通過提高煙葉防御酶活性，改善煙株農藝性狀，顯著增強煙株對靶斑病菌的抗性。

水楊酸(Salicylic acid，SA)即鄰羥基苯甲酸，廣泛存在于植物體內，目前已被證明能夠調節植物許多抗逆生理過程，如抗寒性、抗鹽性、抗病性、抗旱性以及抗熱性[22-23]，SA作為一種植物激素，在未來有可能成為植物抵御各種逆境脅迫，提高作物增收潛力的管理方式，具有廣闊的應用前景[24]；劉太國等[25]研究發現，應用外源SA可以比較有效地誘導煙草抗病品種對病毒病產生抗病性。趙明敏[26]研究表明，外源施加SA能有效增強煙草對普通花葉病的抗性。試驗結果表明，經水楊酸誘導后煙葉防御酶活性顯著增加、MDA含量及相對電導率明顯降低，因此該處理煙株對致病菌的抵抗能力顯著增加。

蕓苔素內酯是一種天然的植物甾醇類生長激素，廣泛存在于植物界，被國際上譽為第六大植物激素[27]。蕓苔素內酯促進細胞伸長和分裂為基礎，調節植物的形態建成、維管束分化、生殖發育、開花和衰老及響應環境信號[28]，并且可以改善逆境下植物體內的滲透調節，提高植物抗氧化酶活性[29]。外施蕓苔素內酯能解除植物的光抑制現象，提高作物的凈光合速率，促進作物的生長和有機物的積累。研究發現，蕓苔素內酯對煙草靶斑病的誘導抗病效果僅次于S-誘抗素和水楊酸處理，對煙株促生作用較好。

黃腐酸中的羥基、羰基、醇羥基、酚羥基等官能團，有較強離子交換和吸附能力，可以提高肥料利用率[30]。腐殖酸通過與銨結合形成腐植酸銨，能減少氨揮發，進而增加氮素有效性[31]。同時，腐殖酸與Al3+、Fe3+、Ca2+、Mg2+等高價陽離子結合，減少其與磷肥中 HPO42-、H2PO4-結合而造成沉淀機會，提高磷肥利用率[32]。研究發現，黃腐酸能提高馬鈴薯幼苗的生物酶活性，促進其光合作用，提高作物的抗病能力[33]。趙世元[34]研究發現，葉面噴施黃腐酸可提高煙草體內POD、SOD、PAL和PPO活性，噴施10 mmol/L黃腐酸可提高煙草對青枯病抗病效果，改善煙株的農藝性狀。黃腐酸可促進植物的生長、養分吸收及細胞伸長[35]，有效刺激烤煙根系生理活性，增強根系活力，促進烤煙根系生長[36]。研究發現，黃腐酸能在一定程度上誘導增強煙草對靶斑病的抗病性，但效果相對較差。為提高誘抗劑對植物的誘導抗病作用，還需進一步研究不同誘抗劑組合的施用效果，深入研究其誘抗機理，并開展大田試驗，為促進優質煙葉生產提供切實可行的植保技術。

4 結論

不同誘抗劑對煙草靶斑病的誘抗效果差異明顯，S-誘抗素和水楊酸誘導抗病效果較佳，分別為61.62%和56.61%。S-誘抗素可有效提高煙草對靶斑病的抗性，在降低煙葉病情指數的同時還能改善煙株農藝性狀，進而提高煙葉產量。