優良生防菌劑對茶樹炭疽病的影響及其抗病機理

摘 要：探討了優良生防菌劑對茶樹抗炭疽病能力的影響，并對其抗病機理進行初步研究。結果表明：JSNL001為茶樹炭疽病的優良生防菌劑。JSNL001提高了茶樹葉片的葉綠素含量及根系活力水平，可顯著增強茶樹細胞膜SOD和POD活性，有效保護茶樹葉片細胞膜的完整性，進而增強茶樹的抗病能力。

關鍵詞：生防菌劑；茶樹；炭疽病；抗病能力

中圖分類號：S476 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）10–00-03

近年來，茶產業發展迅速，茶園種植面積快速增加。然而，隨著化學肥料、化學農藥的大量使用，茶園土壤酸化、茶園內生態系統失衡、病蟲害發生等問題日益嚴重，從而影響了茶樹的生長發育，嚴重威脅著茶產業的可持續發展[1]。植物細胞膜中存在一系列保護酶，當受到病蟲害脅迫時，其對細胞的生命活動具有一定保護作用，可減少對植物的傷害，從而增強植物的抗病能力[2]。高效優良的生防菌劑既能豐富茶園生物種類，改善茶園生態環境，也能在一定程度上發揮細胞膜的調節作用，增強茶樹的抗病能力。分析生防菌劑對茶樹抗病能力的影響，篩選防效優良的生防菌劑，從而在茶樹細胞膜保護酶水平分析生防菌劑增強茶樹抗病能力的機理，為后續深入研究茶樹優良生防菌劑的作用機理提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試茶樹

江蘇省句容市江蘇茶博園內5年生茶園。

1.1.2 供試菌株

試驗共選擇3種生防真菌作為供試菌株，分別是綠色木霉JSCBY001、矮小傘霉JSCBY002和鏈格孢菌JSCBY003，均由江蘇農林職業技術學院、江蘇省茶業研究所在茶園土壤中自行分離并保存。將各供試菌株接種于PD培養基中，于搖床內進行黑暗振蕩培養（25 ℃，

40 r/min）。暗培養獲得生防真菌的孢子懸浮液，將其稀釋到2×106個/mL備用。

1.2 生防菌劑的田間噴施

2021年7月10日（炭疽病的盛發期），在供試茶園內進行生防菌劑的田間噴施。每種菌劑均噴施約

0.33 hm2茶園，以噴施等量清水的茶園為對照（CK）。試驗共設3組重復。

1.3 研究及測定分析方法

1.3.1 感病率、感病指數計算

噴施菌劑后，定期監測茶樹炭疽病的發病程度，統計感病率、感病指數。病情分級主要根據接種葉片正、反兩面出現的病斑數量及直徑。病株分級標準如下：0 為正常；Ⅰ為正、反兩面有少量病斑，發病面積占葉片總面積1/4以下；Ⅱ為正、反兩面有病斑，發病面積占葉片總面積的1/4～1/2；Ⅲ為正、反兩面有病斑，發病面積占葉片總面積1/2～3/4；Ⅳ為正、反兩面有病斑，發病面積占葉片總面積3/4以上。

感病率=（感病株數/接種株數）×100%

感病指數=∑（各級病株數×該級代表數值）×100

/（總株數×最高一級代表數值）

在計算分析感病率、感病指數時，每個試驗區域內的所有處理中，均隨機選取300片葉進行統計。其中，在茶樹上、中、下各部位分別選取100片葉。

1.3.2 生理指標測定及數據分析

在接種當天（第0天）和接種后第5、10、15、20、25、30天時，隨機選取茶樹頂部未枯萎葉片，進行各項指標的測定。

（1）葉綠素含量測定：采用乙醇提取法；（2）根系活力測定：采用TTC法；（3）MDA含量測定：采用硫代巴比妥酸法[5]；（4）細胞膜保護酶活性的測定和SOD活性測定：采用NBT法；（5）POD活性測定：采用愈創木酚法[6]。

試驗數據采用SPSS 13.0軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 噴施生防菌劑與茶樹抗炭疽病能力的關系

在不同處理組中，噴施生防菌劑后，隨著時間的推移，茶樹炭疽病均有發生，但不同處理間的感病率和感病指數存在較大的差異。CK的發病速度最快，第20天時，感病率已達60%；接種生防菌的處理中，感病率均低于50%，其中，噴施JSCBY001的處理感病率最低，僅為35%。第30天時，CK的感病率超過80%；噴施JSCBY002和JSCBY003處理組的感病率均較低，分別為56.2%、60.67%；噴施JSCBY001的處理組感病率仍明顯低于其他處理，僅為41.67%。

在不同統計時間段，各處理組茶樹的感病指數均逐步增加，CK的感病指數高于噴施生防菌劑的處理。第30天時，CK的感病指數高達45.2；噴施JSCB Y002和JSCBY003處理組的感病指數均低于對照組，分別為29.9、33.9；噴施JSCBY001處理組的感病指數最低，僅為27.08，明顯低于其他處理（圖1）。經比較，噴施不同生防菌劑處理的茶樹抗炭疽病能力依次為JSCBY001＞JSCBY002＞JSCBY003＞CK。

圖1" 不同處理茶樹的抗病能力比較

2.2 生防菌劑對茶樹葉綠素含量的影響

噴施生防菌劑后，隨著茶樹炭疽病的發生，不同處理組的葉綠素含量均存在一定程度的變化。隨著時間推移和病害加重，噴施生防菌劑處理的茶樹葉綠素含量均顯著高于CK。其中，噴施JSCBY001的處理組葉綠素含量增幅最高，噴施JSCBY002和JSCBY003的處理組葉綠素含量增幅稍低。結合不同處理組茶樹的抗病能力變化，得出噴施生防菌劑后能夠明顯促進茶樹葉綠素的合成，并且抗病能力較強的植株葉綠素含量整體水平也較高。

2.3 生防菌劑對茶樹根系活力的影響

噴施生防菌劑后，隨著時間推移和病害發展，不同處理組的根系活力存在較大的差異。在噴施生防菌劑

10 d后，各處理的茶樹葉根系活力增幅明顯，均高于CK。其中，噴施JSCBY001的處理組根系活力最強，噴施JSCBY002和JSCBY003的處理組根系活力次之。

結合不同處理組茶樹的抗病能力變化，得出隨著病害的不斷發展，噴施生防菌劑處理能夠明顯增強茶樹的根系活力，根系活力水平與茶樹的抗病能力呈正相關。

2.4 生防菌劑對茶樹葉片MDA含量的影響

在噴施生防菌劑第10天內，各處理茶樹葉片的MDA含量無明顯的差異，處于較穩定水平。隨著時間推移和病害發展，不同處理組的MDA含量呈現出較大的差異。CK的MDA含量最高，明顯高于噴施生防菌劑的各處理組；噴施JSCBY002和JSCBY003的處理組次之；噴施JSCBY001的處理組MDA含量最低。結合不同處理組茶樹抗病能力的變化，得出隨著病害的不斷發展，茶樹葉片內MDA含量與茶樹的抗病能力呈負相關。

2.5 生防菌劑對茶樹細胞膜保護酶的調節作用

2.5.1 超氧化物歧化酶（SOD）活性的變化

噴施生防菌劑處理組的SOD活性總體均呈先上升后下降的變化趨勢。第10天時，噴施JSCBY001和JSCBY002處理組的SOD活性出現第1次峰值，其中

噴施JSCBY001處理組的SOD活性峰值最高，達320.39

U/（g·min），噴施JSCBY002處理組的SOD活性峰值稍

低，為281.12 U/（g·min）；此后SOD活性波動明顯。第25天

時，噴施JSCBY001和JSCBY002處理組的SOD活性出現第二次峰值，但明顯低于第一次峰值；噴施JSCBY001處理組的SOD活性峰值仍是最高的，達272.23 U/（g·min），略高于噴施JSCBY002的處理組。噴施JSCBY003和CK

處理組的SOD活性均只在第15天時出現1次峰值，其中噴施JSCBY003處理組的峰值為270.14 U/（g·min）；CK的峰值最低，為180.54 U/（g·min），遠低于噴施生防菌劑的處理（圖2）。總體來看，噴施生防菌劑后，抗病能力較強的茶樹SOD活性變化程度大于抗病能力較差的植株。

圖2" 不同處理茶樹SOD活性的變化

2.5.2 過氧化物酶（POD）的活性變化

結果表明，噴施生防菌劑處理組的POD活性均在第15天時出現1次明顯的峰值，總體呈現先上升后

下降的趨勢，抗病能力越強峰值越高。其中，噴施JSCBY001處理組達420.125 U/（g·min），噴施JSCBY002處理組為398.3 U/（g·min），噴施JSCBY003處理組為278.3 U/（g·min）。CK的POD活性上升緩慢，第20天時僅為210.6 U/（g·min）。總體來看，POD 活性的變化速度和峰值高低與茶樹的抗病能力呈正相關。

3 討論

我國茶產地環境多樣，茶園病蟲害發生情況復雜多變。當前，我國大部分產茶區病蟲害防治仍以化學防治為主，忽視了生態環境對茶樹生長的直接影響，導致茶園生態平衡遭到破壞，茶葉產量和品質明顯降低[7]。如何實現茶園病蟲害的無公害管理已成為當前亟待解決的問題。近年來，植物病蟲害的生物防治以無污染、低毒、低殘留、不易產生抗藥性等優點逐漸受到青睞，生防菌劑的研究與應用已成為茶園管理中的研究熱點[8]。研究表明，生防菌劑枯草芽孢桿菌等對瘡痂病有較好防治效果，同時能促進植株生長，提高產量[9]。此研究發現，優良生防菌劑JSNL001的噴施可以降低茶樹的感病率和感病指數，能夠明顯增強茶樹的抗炭疽病能力。

3.1 葉綠素含量和根系活力對茶樹抗炭疽病能力的影響

葉綠素是影響植物光合作用的重要色素，葉綠素含量的提高可以增強植物的同化作用，直接影響植物體有機物的合成與積累。根系活力可以增強根系的吸收能力，為植物生長提供足夠的養分。在此研究中，噴施優良生防菌劑后，提高了茶樹葉片的葉綠素含量及根系活力水平，增強了茶樹的長勢，為增強茶樹的抗病能力奠定了良好的物質基礎[10-14]。

3.2 SOD和POD對茶樹抗炭疽病能力的影響

SOD和POD是植物細胞膜系統的重要保護酶，SOD的產物H2O2是POD形成的底物，因此SOD和POD

活性之間存在一定的動態平衡，兩者協同作用使細胞膜內活性氧維持在較低水平，以保證植物正常的生命活動。SOD和POD活性的強弱是表征植物清除活性氧能力強弱的重要指標，也可以反映植物對逆境脅迫的敏感程度。MDA作為細胞受脅迫嚴重程度的指標之一，其累積量增加會對膜和細胞造成一定的傷害，與茶樹的抗病能力呈負相關。在此研究中，與CK相比，噴施生防菌劑能夠顯著增強茶樹細胞內SOD和POD的活性，酶活達到峰值的速度快慢和峰值高低與茶樹的抗病能力強弱呈正相關，表明茶樹的抗病能力與SOD和POD均存在重要關系。結合MDA含量的變化，認為噴施優良生防菌劑處理后，可顯著調節茶樹細胞膜SOD和POD活性，在SOD和POD的協同作用下，不斷清除茶樹體內產生的超氧自由基，有效減輕炭疽病對茶樹細胞膜系統的損傷，而且增強了茶樹的抗病能力。

4 結束語

分析不同生防菌劑對茶樹抗病能力的影響，在生理生化和細胞膜保護酶水平分析了生防菌劑增強茶樹抗病能力的機理。得出優良生防菌劑JSCBY001通過提高茶樹葉片的葉綠素含量和根系活力，增強了樹勢；調節茶樹細胞膜SOD和POD活性，在SOD和POD

的協同作用下，高效清除茶樹體內產生的超氧自由基，減輕了炭疽病對茶樹細胞膜系統的損傷。在今后研究中，可考慮在自然生長條件下，進一步分析多種生防菌劑復配或混合使用的效果，為生防菌劑的開發和推廣應用提供依據。

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收稿日期：2024-08-28

基金項目：江蘇農林職業技術學院院級課題（2019kj030）；江蘇農林職業技術學院院級課題（2023kj03）。

作者簡介：徐超（1979—），男，山東德州人，研究員，研究方向為森林保護。#通信作者：張紅巖，E-mail：645803447@qq.com。