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脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)作为激发子对马铃薯土传病害的防治效果研究

魏旭红 冯旭 贺付蒙 徐永清 李建颖 肖萌萌 李丽 李翠婷 袁强 李凤兰

魏旭红,冯旭,贺付蒙,等. 脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)作为激发子对马铃薯土传病害的防治效果研究 [J]. 福建农业学报,2023,38(3):329−338 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.03.009
引用本文: 魏旭红,冯旭,贺付蒙,等. 脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)作为激发子对马铃薯土传病害的防治效果研究 [J]. 福建农业学报,2023,38(3):329−338 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.03.009
WEI X H, FENG X, HE F M, et al. Efficacy of Vomitoxin as Elicitor for Controlling Soilborne Diseases on Potato Plants [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2023,38(3):329−338 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.03.009
Citation: WEI X H, FENG X, HE F M, et al. Efficacy of Vomitoxin as Elicitor for Controlling Soilborne Diseases on Potato Plants [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2023,38(3):329−338 doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.03.009

脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)作为激发子对马铃薯土传病害的防治效果研究

doi: 10.19303/j.issn.1008-0384.2023.03.009
基金项目: 国家自然科学基金项目(31201470);中国科学院黑土地保护与利用科技创新工程专项(XDA28030302-1);阜阳师范大学承接阜阳市科技专项(SXHZ202007)
详细信息
    作者简介:

    魏旭红(1995−),女,硕士研究生,研究方向:植物资源与分子生物学(E-mail:2311781147@qq.com

    通讯作者:

    李凤兰(1973−),女,博士后,教授,研究方向:植物资源与分子生物学(E-mail:lifenglan@neau.edu.cn

  • 中图分类号: Q945.8

Efficacy of Vomitoxin as Elicitor for Controlling Soilborne Diseases on Potato Plants

  • 摘要:   目的  验证脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)的安全性,探讨DON作为激发子在马铃薯主要土传病害防治中的应用效果。  方法  以大西洋品种马铃薯为研究对象,筛选DON作为激发子诱导抗病的最适质量浓度以及最佳处理时间,优化DON诱导马铃薯抗病的条件,检测生理指标的变化。  结果  结果显示低质量浓度下DON处理对马铃薯植株均无显著药害;5 ng·mL−1 DON处理4 h可以有效抑制青枯病致病菌茄科雷尔氏菌、软腐病致病菌菊欧氏菌、疮痂病致病菌疮痂链霉菌在马铃薯叶片中的扩展,3 ng·mL−1 DON处理4 h可以有效抑制干腐病致病菌接骨木镰刀菌在马铃薯叶片组织中的扩展;当温度为25 ℃、pH为7时DON诱导马铃薯抗青枯病、干腐病、软腐病效果最好,温度为25 ℃、pH为9时DON诱导马铃薯抗疮痂病效果最好;经DON诱导处理的马铃薯叶片在光照强度为12 000 lx条件下诱导抗干腐病效果最好,在光照强度为15 000 lx条件下诱导抗青枯病、软腐病、疮痂病效果最好;DON处理马铃薯叶片后,提高了SOD酶活性,同时,木质素含量增加,MDA含量减少。  结论  低质量浓度的DON作为激发子处理马铃薯叶片后对马铃薯无显著药害,在马铃薯主要土传病害防治中的应用效果较显著,可为马铃薯土传病害的预防和治理提供理论依据和新的思路。
  • 图  1  不同质量浓度DON对马铃薯叶片接种致病菌病斑直径的影响

    ①图中字母A–D分别表示:茄科雷尔氏菌、接骨木镰刀菌、菊欧氏菌疮痂链霉菌。图2~5同。②不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。图2~5同。

    Figure  1.  Effect of DON in varied concentrations on diameter of diseased spot on infected potato leaves

    ① A–D: R. solanacearum, F. sambucinum, E. chrysanthemi, and S. scabiesscab. Same for Fig.2–5. ② Data with different lowercase letters indicate significant differences (P<0.05). Same for Fig.2–5.

    图  2  DON处理不同时间对马铃薯叶片接种致病菌病斑大小的影响

    Figure  2.  Effect of DON treatment time on size of diseased spot on infected potato leaves

    图  3  不同pH的DON处理对马铃薯叶片接种致病菌病斑大小的影响

    Figure  3.  Effect of DON treatment at different pH on size of diseased spot on infected potato leaves

    图  4  温度对DON诱导马铃薯抗疮痂病效果的影响

    Figure  4.  Effect of temperature on DON-induced scab-resistance of potato plant

    图  5  光照强度对DON诱导马铃薯抗病效果的影响

    Figure  5.  Effect of light intensity on DON-induced scab-resistance of potato plant

    表  1  试验仪器与试剂

    Table  1.   Instruments and reagents applied for experiment

    序号
    Serial
    number
    名称
    Name
    型号
    Model
    number
    公司
    Company
    1电子天平ML204梅特勒-托利多仪器有限公司
    2高压灭菌锅QC-SOE山东新华医疗器械股份有限公司
    3摇床SPH-211B-GZ上海世单实验设备有限公司
    4高速台式离心机TCL-16上海子期实验设备有限 公司
    5光照培养箱BSG-400上海博迅医疗生物仪器公司
    6电热恒温培养箱DRP-9162上海森信实验仪器有限公司
    74 ℃离心机MIkro-220R德祥科技有限公司
    8−80 ℃冰箱U410-86济南光耀医疗设备有限公司
    9pH计PHS-3C上海高致精密仪器公司
    10−20 ℃冰箱BCD-116广州金松电器营销有限公司
    11酶标仪上海科华实验系统有限公司
    12丙二醛测定试剂盒南京建成生物工程研究所
    13SOD活性检测试剂盒索莱宝生物科技有限公司
    14木质素含量检测试剂盒索莱宝生物科技有限公司
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    表  2  DON处理对马铃薯生长的影响

    Table  2.   Effect of DON treatment on potato growth

    处理
    Treatments
    平均株高
    Average plant height /cm
    生长速率
    Growth rate/(cm·d−1)
    变色率
    Discoloration rate/%
    坏死率
    Necrosis rate/%
    处理7 d后
    7 d after treatment
    处理14 d后
    14 d after treatment
    CK 24.53 0.88±0.36 a 0.65±0.47 a
    5 ng·mL−1DON25.060.93±0.48 a0.62±0.45 a00
    10 ng·mL−1DON26.050.92±0.42 a0.64±0.40 a00
    15 ng·mL−1DON23.120.87±0.42 a0.66±0.43 a00
    20 ng·mL−1DON27.800.92±0.38 a0.64±0.41 a00
    ①“—”为对照组的变色率、坏死率,无数据。②同列数据后不同小写字母表示差异显著 (P<0.05)。
    ①"—" refers to discoloration and necrosis rates of control, no data available.②Data with different lowercase letters on the same column indicate significant differences (P<0.05).
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    表  3  DON处理马铃薯叶片SOD酶活性的变化

    Table  3.   SOD activity in potato leaves treated by DON (U·g−1

    处理
    Treatment
    时间 Time/h
    06122448
    CK97.89±7.53 de106.73±15.30 e111.04±10.16 f122.00±13.11 d116.44±6.5 c
    DON93.06±5.15 e130.12±10.00 bcd146.74±5.84 bcd167.08±5.06 ab144.79±12.37 b
    RS94.40±13.02 e112.79±6.30 de122.03±13.74 ef130.00±10.00 cd134.66±5.03 b
    RS+DON138.52±13.69 ab149.44±12.74 ab164.21±11.99 ab155±15.00 ab136.79±7.01 b
    F. Samb112.96±6.12 cd113.85±5.38 de116.53±18.11 ef129.35±10.06 cd135.16±5.01 b
    F. Samb+DON122.26±5.16 bc140.82±8.80 abc151.23±9.18 abc159.67±8.96 ab165.57±6.08 a
    ECH102.63±5.54 de123.13±11.37 cde136.03±15.51 cde149.11±12.49 bc135.54±5.09 b
    ECH+DON140.3±13.06 a138.83±7.82 abc165.41±15.02 ab173.74±6.48 a136.79±7.01 b
    SS99.30±9.51 de129.21±7.89 cd127.03±15.41 def128.11±10.12 d110.06±12.67 c
    SS+DON135.8±17.13 ab154.22±20.00 a170.52±7.62 a161.03±20.00 ab134.26±10.01 b
    ①表中CK、DON分别表示:无菌水、5 ng·mL−1 DON,下同。②RS、F. Samb、ECH、SS分别表示:茄科雷尔氏菌、接骨木镰刀菌、菊欧氏菌、疮痂链霉菌,下同。③RS+DON、F. Samb+DON、ECH+DON、SS+DON分别表示:接菌并施加DON处理,下同。④不同小写字母表示差异显著(P<0.05),下同。
    ① CK、DON: Sterile water, 5 ng·mL−1 DON, same for below. ② RS、F. Samb、ECH、SS: R. solanacearum, F. sambucinum, E. chrysanthemi, S. scabies, same for below. ③ RS+DON、F. Samb+DON、ECH+DON、SS+DON: Inoculate and apply DON, same for below. ④ Data with different lowercase letters indicate significant differences (P<0.05), same for below.
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    表  4  DON处理马铃薯叶片MDA含量的变化

    Table  4.   MDA content in potato leaves treated by DON (nmol·mg−1

    处理
    Treatment
    时间 Time/h
    06122448
    CK1.24±0.05 a1.31±0.17 a1.28±0.06 a1.36±0.14 a1.15±0.14 a
    DON1.18±0.20 ab1.12±0.14 ab1.09±0.07 ab1.00±0.12 bc0.97±0.04 ab
    RS1.25±0.11 a1.04±0.13 bc0.83±0.05 c1.07±0.16 b0.99±0.01 ab
    RS+DON0.91±0.17 cd0.84±0.18 cd0.94±0.20 bc0.81±0.14 c0.80±0.16 bc
    F. Samb1.11±0.22 abc1.04±0.13 bc1.25±0.11 a0.91±0.10 bc0.94±0.22 abc
    F. Samb+DON0.83±0.09 d0.73±0.10 d0.94±0.20 bc0.77±0.10 c0.67±0.12 c
    ECH1.18±0.09 ab1.04±0.12 bc0.92±0.06 bc1.08±0.18 b1.01±0.20 ab
    ECH+DON0.92±0.17 bcd0.85±0.17 cd0.79±0.17 c0.88±0.10 bc0.88±0.15 abc
    SS1.22±0.15 a0.90±0.04 bcd1.24±0.14 a1.00±0.10 bc1.08±0.10 ab
    DON+SS0.90±0.04 cd0.81±0.17 cd0.94±0.20 bc0.87±0.10 bc0.80±0.16 bc
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    表  5  DON处理马铃薯叶片木质素含量的变化

    Table  5.   Lignin content in potato leaves treated by DON (mg·g−1

    处理
    Treatment
    时间 Time/h
    06122448
    CK0.58±0.06 c0.59±0.08 d0.65±0.05 c0.67±0.08 d0.73±0.04 c
    DON0.64±0.11 bc0.74±0.06 bc0.90±0.04 ab0.92±0.07 bc0.89±0.07 b
    RS0.69±0.05 bc0.75±0.09 bc0.81±0.12 bc0.89±0.12 c0.89±0.09 b
    RS+DON0.91±0.06 a0.99±0.05 a1.05±0.08 a1.10±0.08 a1.12±0.11 a
    F. Samb0.69±0.08 bc0.77±0.08 bc0.82±0.15 bc0.85±0.06 c0.88±0.10 b
    F. Samb+DON0.91±0.08 a1.00±0.10 a1.07±0.14 a1.11±0.12 a1.15±0.11 a
    ECH0.65±0.12 bc0.69±0.05 cd0.80±0.12 bc0.77±0.17 cd0.83±0.10 bc
    ECH+DON0.91±0.10 a1.02±0.03 a1.07±0.12 a1.14±0.09 a1.12±0.08 a
    SS0.71±0.06 b0.82±0.07 b0.80±0.19 bc0.78±0.10 cd0.74±0.06 c
    SS+DON1.01±0.03 a1.04±0.07 a1.07±0.12 a1.08±0.03 ab1.10±0.08 a
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-11-08
  • 修回日期:  2022-11-30
  • 网络出版日期:  2023-02-08
  • 刊出日期:  2023-03-28

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