一氧化氮和茉莉酸甲酯对苜蓿镰刀根腐病的作用

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紫花苜蓿(Medicago sativa L.)属豆科牧草,作为优良牧草和生态兼用草而在许多国家和地区广泛种植。由镰刀菌(Fusarium)引起的根腐病普遍存在于世界各大苜蓿产区,成为制约苜蓿草产业发展的主要因素之一。镰刀菌的抗逆性和侵染能力极强,化学防治和农业管理措施很难达到病害防治的目的。植物的诱导抗病性是植物在外源因子的作用下产生的一种获得抗性。利用一氧化氮(NO)和茉莉酸甲酯(MeJA)诱导苜蓿产生抗病性而增强苜蓿对镰刀菌的耐病和抗病机制,是符合“绿色植保”的防治苜蓿根腐病的新途径。本研究进行了三组试验,(1)分别评价所选的9个紫花苜蓿品种(甘农3号、甘农9号、龙牧803、大业1号、大业2号、金皇后、公农1号、中苜一号和中兰二号)对3种苜蓿根腐病病原(三线镰刀菌,尖孢镰刀菌和木贼镰刀菌)的抗病性情况;(2)用菌丝扩展法探究外源NO和MeJA对尖孢镰刀菌菌丝生长的影响,并采用五因素四水平[L16(45)]正交试验设计,探究SNP浓度(NO供体),MeJA浓度,孢子悬浮液浓度和处理时间对尖孢镰刀菌孢子致病性的影响;(3)采用三组四因素三水平[L9(34)]的正交试验设计,分别探究NO和MeJA单独诱导和混合诱导与处理浓度、诱导时间的相互作用对甘农3号、龙牧803和中苜一号抗病性的影响,并通过模型分析进行条件优化,选出最优的处理条件。本研究的结论如下:(1)9个苜蓿品种对三个病原菌的抗病性存在差异,对木贼镰刀菌的抗病性较强,对尖孢镰刀菌的抗病性较弱,其中甘农3号和大业2号对三个病原菌均表现出耐病,中苜一号和金皇后对三个病原菌均表现出感病;三个病原菌的致病性强弱顺序为:尖孢镰刀菌>三线镰刀菌>木贼镰刀菌。(2)0.1 mmol·L-1的SNP和0.11.0 mg·mL-1的MeJA对菌丝生长有显著的抑制作用,但对孢子致病性无显著的影响(P<0.05)。处理时间是影响孢子致病性的主要因素,当孢子浓度OD600值为0.069,SNP浓度为1.0 mmol·L-1,MeJA为0.1 mg·mL-1,处理时间是60 min时,尖孢镰刀菌孢子的致病性最弱。(3)MeJA和SNP分别单独处理时,可显著降低三个苜蓿品种的发病率和病情指数,而混合处理仅在个别处理条件下能显著降低发病率和病情指数。外源诱导处理可通过增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性、增加多酚和叶绿素的含量,同时降低丙二醛(MDA)的含量来增强紫花苜蓿的抗病性;经诱导处理后地上生物量鲜重和干重也有部分增加,但可溶性蛋白质的含量却显著降低。MeJA和SNP分别单独处理时,处理浓度是影响各测定指标的主要因素,MeJA和SNP混合处理时处理因素对不同的测定指标影响不同。因子分析结果表明,本研究中甘农3号用0.1 mg·mL-11 SNP接种的同时诱导处理对尖孢镰刀菌引起的根腐病的抑制效果最佳。
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