煙草浸提液對番茄晚疫病誘導抗性的研究

張志霞， 劉杰才， 云興福， 李 蕾

(1.內蒙古農業大學園藝與植物保護學院，內蒙古呼和浩特 010019； 2.滿洲里俄語職業學院，內蒙古滿洲里 012400)

番茄晚疫病由致病疫霉菌[Phytophthorainfestans(Mont.) de Bary]侵染所致[1]，主要危害葉片、莖和果實，苗期、成株期均可發生[2]，對番茄生產造成嚴重的威脅，通常年份減產20%～30%，嚴重時減產50%～80%，甚至絕收[3-4]。目前對該病的防治措施有選用抗病品種、實行輪作換茬、合理密植、化學防治和生物防治等，但主要采用化學防治，由于菜農逐漸加大用藥劑量或重復用藥，不僅使病原菌對一些常用殺菌劑表現出抗藥性，還嚴重污染農業生態環境，食品中的農藥殘留直接危害人們的身體健康[5-8]。因此，為了減少化學農藥的使用，提高食品安全質量，尋求一種安全、綠色的防控番茄晚疫病的方法成為當務之急。

在生物防治中，植物誘導抗病性是一種較為綠色環保的抗病技術，已受到眾多學者的青睞，在植物病害的防控中具有十分廣闊的應用前景[9]。所謂植物誘導抗病性，即利用生物的或物理的、化學的因子對植株進行誘導處理，改變植物對病害的反應，產生局部的或系統的抗性[10]。王樹桐等利用知母提取液誘導處理馬鈴薯幼苗，結果表明，植株對晚疫病產生抗性[11]。陳桂華等在水稻幼苗3葉1心時，將中藥前胡提取物均勻噴施在葉片上進行誘導處理，結果表明中藥前胡提取物可誘導水稻對稻瘟病產生抗性[12]。柴慶凱等發現，利用淀粉芽孢桿菌LJ02溶液對黃瓜幼苗進行誘導處理，可誘導黃瓜對灰霉病產生抗性[13]。甄丹妹等研究發現，玫瑰黃鏈霉菌活性代謝產物可誘導黃瓜對白粉病產生抗性[14]。

為了探索新型綠色的防控番茄晚疫病的方法，本試驗利用煙草根、莖、葉的乙醇、丙酮浸提液在番茄幼苗2葉1心時進行2次誘導處理，調查番茄晚疫病病情，研究番茄晚疫病的誘導抗性效果，以期為今后生產中綠色、高效防控番茄晚疫病奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

煙草品種為吉林紅，購自內蒙古赤峰市叢杖子村；番茄品種為粉紅 918，購自內蒙古農業科學院種子經銷部；番茄晚疫病病原菌[Phytophthorainfestans(Mont.) de Bary]由中國農業科學院植物保護研究所提供。

1.2 試驗設計

本試驗于2021年2—12月在內蒙古農業大學教學科研基地進行。

試驗包括自然病原發病試驗和人工接種病原發病試驗2個部分。設6個處理分別為乙醇根浸提液誘導處理(簡稱乙根)、乙醇莖浸提液誘導處理(簡稱乙莖)、乙醇葉浸提液誘導處理(簡稱乙葉)、丙酮根浸提液誘導處理(簡稱丙根)、丙酮莖浸提液誘導處理(簡稱丙莖)、丙酮葉浸提液誘導處理(簡稱丙葉)。設3個對照分別為40%乙醇浸提劑(簡稱乙CK)、60%丙酮浸提劑(簡稱丙CK)和蒸餾水(簡稱總CK)，每個處理3次重復。

1.3 試驗方法

1.3.1 自然病原發病試驗

1.3.1.1 誘導抗病植株的準備 將番茄種子倒在大燒杯中，加入0.2%的高錳酸鉀溶液進行消毒，30 min 后用清水沖洗掉種子上的藥物殘留，再加入清水浸泡24 h，將恒溫培養箱的溫度設置為28 ℃，放入浸泡后的種子進行催芽，3 d后將露白的種子播于穴盤內，重復3次，小區內隨機排列，之后進行常規管理。

1.3.1.2 煙草浸提液的制備 隨機選取自然風干的煙草根、莖、葉，切成1 cm的小段，以40%乙醇和60%丙酮為浸提劑，煙草材料和浸提劑的比例為 1 ∶12，分別放入錐形瓶后，在25 ℃、240 r/min的搖床上進行振蕩浸提，24 h后取出，先用定性濾紙初次過濾除去殘渣，再用0.22 μm細菌過濾器進行除菌，即得浸提液母液。

1.3.1.3 誘導處理的時間及方法 在番茄幼苗2葉1心時進行第1次誘導處理，第2次誘導處理(強化誘導)于3 d后進行。下午6點，將制備好的煙草根、莖、葉的乙醇、丙酮浸提液裝于喉頭噴霧器中，分別噴施在各個處理的葉片正背面(以布勻藥液為度)，以40%乙醇浸提劑和60%丙酮浸提劑作為對照(CK)，蒸餾水作為總對照(總 CK)，誘導處理后進行常規管理。

1.3.1.4 病情調查 待番茄幼苗長至7張真葉，選擇健康的幼苗定植在大棚，每個小區面積為1.1 m×5.3 m，每個小區栽種2行，每行13株，之后進行常規管理。試驗于植株發病后，每個處理隨機選取10株為樣本，依據病情分級標準[15]調查其病株數和病葉數，每隔5 d調查1次，共調查8次，并計算其病情指數和誘導抗性效果[16]。

0 級：無癥狀；1 級：≤5%的葉面積被侵染，形成小的壞死斑；2 級：6%～15%的葉面積被侵染，形成限制性壞死斑；3 級：16%～30%的葉面積被侵染，莖部不形成壞死斑；4 級：31%～60%的葉面積被侵染或莖部形成小的壞死斑；5 級：61%～90%的葉面積被侵染或莖部形成擴展斑；6 級：91%～100%的葉面積被侵染或莖部損壞或植株死亡。

病株率=(病株數/總株數)×100%(全株有1張葉片達到1級病情就為病株)；

病葉率=(病葉數/總葉數)×100%(葉片達到1級病情就為病葉)；

病情指數=∑(各級病葉數×各級代表值)/(調查總葉數×最高級別代表)×100；

誘導抗性效果=(對照病情指數-處理病情指數)/對照病情指數×100%。

1.3.2 人工接種病原發病試驗 番茄種子經過消毒、浸種、催芽后，播于苗缽內，重復3次，小區內隨機排列。

本試驗煙草浸提液的制備和誘導處理的時間及方法同自然病原發病試驗。取擴繁的番茄晚疫病菌配成孢子懸液，調制濃度為1.15×105個孢子囊/mL。第2次誘導處理后5 d，采用噴霧接種法將番茄晚疫病菌孢子懸液噴施在全部葉片上進行人工接種，以均勻分布為度，噴施后在幼苗周圍搭小拱棚，保溫保濕，有利于發病。本試驗于人工接種后4 d開始發病，每個處理隨機選取10株作為樣本，調查其發病情況，每隔4 d調查1次，共調查8次，調查方法同“1.3.1.4”節。

1.4 數據分析

采用Excel 2019和SPSS 17.0進行數據處理和統計分析，數據結果用3次重復的平均數表示。

2 結果與分析

2.1 自然病原發病試驗

2.1.1 誘導處理后的病株率 在自然病原發病條件下，隨著時間的推移，病株率逐漸增加(表1)。在7月8日至7月18日這段時間內，乙葉誘導處理比乙CK晚發病5 d，丙根和丙葉誘導處理分別比丙CK晚發病5 d和10 d；在8月12日最后1次調查中，乙根、乙莖和乙葉誘導處理的病株率分別比乙CK降低20.00%、13.34%和26.66%，丙根、丙莖和丙葉誘導處理的病株率分別比丙CK降低20.00%、20.00%和26.66%，除乙莖外與CK差異顯著；乙根、乙莖、乙葉、丙根、丙莖和丙葉誘導處理的病株率分別比總CK降低25.00%、18.75%、31.24%、25.00%、25.00%和31.24%，差異顯著或極顯著；乙醇誘導處理組內乙葉誘導處理的病株率最低，丙酮誘導處理組內丙葉誘導處理的病株率最低。

表1 自然病原發病試驗的病株率

2.1.2 誘導處理后的病葉率 隨著時間的推移，病葉率逐漸增加(表2)。在8月12日調查中，乙根、乙莖和乙葉誘導處理的病葉率分別比乙CK降低22.51%、15.43%和26.64%，丙根、丙莖和丙葉誘導處理的病葉率分別比丙CK降低20.81%、18.87%和27.66%，差異顯著或極顯著；乙根、乙莖、乙葉、丙根、丙莖和丙葉誘導處理的病葉率分別比總CK降低23.80%、16.83%、27.86%、22.39%、20.48%和29.10%，差異顯著或極顯著；乙醇誘導處理組內乙葉誘導處理的病葉率最低，丙酮誘導處理組內丙葉誘導處理的病葉率最低。

表2 自然病原發病試驗的病葉率

2.1.3 誘導處理后的病情指數 隨著時間的推移，病情指數呈逐漸增加的趨勢(表3)。在8月12日調查中，乙根、乙莖和乙葉誘導處理的病情指數極顯著低于乙CK，誘導抗性效果分別達到41.61%、30.56%和45.85%，丙根、丙莖和丙葉誘導處理的病情指數極顯著低于丙CK，誘導抗性效果分別達到40.46%、37.18%和50.25%；乙根、乙莖、乙葉、丙根、丙莖和丙葉誘導處理的病情指數均極顯著低于總CK，誘導抗性效果分別達到45.77%、35.15%、49.43%、44.42%、41.49%和53.67%(圖1)；乙醇誘導處理組內乙葉誘導處理的病情指數最低且誘導抗性效果最強，丙酮誘導處理組內丙葉誘導處理的病情指數最低且誘導抗性效果最強。

2.2 人工接種病原發病試驗

2.2.1 誘導處理后的病株率 在人工接種病原發病條件下，隨著時間的推移，病株率逐漸增加(表4)。

表3 自然病原發病試驗的病情指數

在7月5—13日這段時間內，乙根和乙葉誘導處理分別比乙CK晚發病4 d和8 d，丙根和丙葉誘導處理分別比丙CK晚發病4 d和8 d；在8月2日調查中，乙根、乙莖和乙葉誘導處理的病株率分別比乙CK降低23.54%、17.65%和29.42%，丙根、丙莖和丙葉誘導處理的病株率分別比丙CK降低18.75%、18.75%和31.24%，差異顯著或極顯著；乙根、乙莖、乙葉、丙根、丙莖和丙葉誘導處理的病株率分別比總CK降低23.54%、17.65%、29.42%、23.54%、23.54%和35.29%，差異顯著或極顯著；乙醇誘導處理組內乙葉誘導處理的病株率最低，丙酮誘導處理組內丙葉誘導處理的病株率最低。

表4 人工接種病原發病試驗的病株率

2.2.2 誘導處理后的病葉率 隨著時間的推移，病葉率呈逐漸增加的趨勢(表5)。在8月2日調查中，乙根、乙莖和乙葉誘導處理的病葉率分別比乙CK降低23.81%、17.42%和26.25%，丙根、丙莖和丙葉誘導處理的病葉率分別比丙CK降低23.23%、20.93%和31.96%，差異極顯著；乙根、乙莖、乙葉、丙根、丙莖和丙葉誘導處理的病葉率分別比總CK降低28.93%、22.88%、31.28%、27.43%、25.32%和35.61%，差異極顯著；乙醇誘導處理組內乙葉誘導處理的病葉率最低，丙酮誘導處理組內丙葉誘導處理的病葉率最低。

2.2.3 誘導處理后的病情指數 隨著時間的推移，病情指數逐漸增加(表6)。在8月2日調查中，乙根、乙莖和乙葉誘導處理的病情指數極顯著低于乙CK，誘導抗性效果分別達到47.96%、32.26%和55.34%，丙根、丙莖和丙葉誘導處理的病情指數極顯著低于丙CK，誘導抗性效果分別達到44.52%、42.58%和60.28%；乙根、乙莖、乙葉、丙根、丙莖和丙葉誘導處理的病情指數均極顯著低于總CK，誘導抗性效果分別達到52.43%、38.31%、59.26%、48.37%、46.26%和63.04%(圖2)；乙醇誘導處理組內乙葉誘導處理的病情指數最低且誘導抗性效果最強，丙酮誘導處理組內丙葉誘導處理的病情指數最低且誘導抗性效果最強。

表6 人工接種病原發病試驗的病情指數

3 討論與結論

研究表明，植物對各種病害具有防衛潛能，通過適當的誘導處理可以激發植物自身的抗病性，使感病的植物表現抗病，從而抵抗多種病害，這是一種綠色、無污染且有利于農業可持續發展的防控病害的方法[17-18]。劉嘉方等將番茄晚疫病菌弱毒菌株菌懸液作為誘導物，于番茄幼苗2葉1心時，均勻地噴施在葉片正背面進行2次誘導處理，3 d后人工接種晚疫病菌，結果表明誘導處理后的植株病情發展較慢，可誘導番茄對晚疫病產生抗性[19]。高曉敏在黃瓜幼苗2張子葉完全展開時，利用西芹浸提液對黃瓜幼苗進行2次誘導處理，2 d后接種枯萎病菌，研究結果表明西芹浸提液對黃瓜枯萎病具有誘導抗性效果[20]。田菲菲于黃瓜幼苗2葉1心時，用喉頭噴霧器將菜粉蝶提取物均勻噴灑在葉片正背面進行誘導處理，3 d后接種炭疽病菌，結果表明誘導處理后植株的病情指數低于對照植株， 且對炭疽病產生抗性[21]。陳桂華等在水稻幼苗2葉1心時，將中藥前胡提取物均勻噴施在葉片正背面進行誘導處理，2 d后接種稻瘟病菌，結果表明誘導處理后植株的病情指數顯著低于對照植株，且對稻瘟病產生抗性[11]。

本試驗結果表明，在自然病原發病試驗中，經過乙根、乙莖、乙葉、丙根、丙莖和丙葉浸提液誘導處理后番茄植株的病株率、病葉率及病情指數均顯著或極顯著低于各自的對照和總對照，與各自的對照相比，各誘導處理的誘導抗性效果分別為41.61%、30.56%、45.85%、40.46%、37.18%和50.25%，與總對照相比，各誘導處理的誘導抗性效果分別為45.77%、35.15%、49.43%、44.42%、41.49%和53.67%；在人工接種病原發病試驗中，經過乙根、乙莖、乙葉、丙根、丙莖和丙葉浸提液誘導處理后番茄植株的病株率、病葉率及病情指數均顯著或極顯著低于各自的對照和總對照，與各自的對照相比，各誘導處理的誘導抗性效果分別為47.96%、32.26%、55.34%、44.52%、42.58%和60.28%，與總對照相比，各誘導處理的誘導抗性效果分別為52.43%、38.31%、59.26%、48.37%、46.26%和63.04%，這與前人的研究具有相似性。

本試驗在自然病原發病試驗中，經過乙葉和丙根誘導處理后的番茄植株比對照植株晚發病5 d，經過丙葉誘導處理后的番茄植株比對照植物晚發病10 d；在人工接種病原發病試驗中，經過乙根和丙根誘導處理后的番茄植株比對照植株晚發病4 d，經過乙葉和丙葉誘導處理后的番茄植株比對照植株晚發病8 d。番茄植株整體發病進程推后，病情降低，可使產量和經濟效益的損失相對降低。

綜合自然病原發病試驗和人工接種病原發病試驗結果表明，經過煙草根、莖、葉的乙醇、丙酮浸提液誘導處理后，番茄植株產生對晚疫病的抗性，比對照植株推遲發病4～10 d，且病情發展緩慢，誘導抗性效果由強到弱趨勢為丙葉處理>乙葉處理>乙根處理>丙根處理>丙莖處理>乙莖處理。