【摘 要】
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由豇豆单胞锈菌(Uromyces vignae-siensis Miura)引起的小豆锈病,在我国各小豆种植区均有发生,严重影响小豆的产量和品质。探索利用外源抗病诱导剂防治小豆锈病,是实现小豆锈病绿色防控的重要途径。课题组前期研究发现,水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(Me JA)、苯并噻二唑(BTH)、1-氨基环丙烷羧酸(ACC)等4种植物类激素均可显著提高小豆感病品种“宝清红”对锈病的抗性,且以AC
【基金项目】
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国家自然科学基金(32102173); 黑龙江省自然科学基金(YQ2020C034); 黑龙江省应用技术研究与开发计划(GA19B104);
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由豇豆单胞锈菌(Uromyces vignae-siensis Miura)引起的小豆锈病,在我国各小豆种植区均有发生,严重影响小豆的产量和品质。探索利用外源抗病诱导剂防治小豆锈病,是实现小豆锈病绿色防控的重要途径。课题组前期研究发现,水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(Me JA)、苯并噻二唑(BTH)、1-氨基环丙烷羧酸(ACC)等4种植物类激素均可显著提高小豆感病品种“宝清红”对锈病的抗性,且以ACC诱导抗性的效果最为显著。为深入了解ACC诱导小豆抗锈性的机理,为应用ACC提高小豆抗性防治锈病的田间应用奠定基础,本研究采用ACC激发处理和夏孢子悬浮液挑战接种感病品种的方法,了解ACC诱导小豆抗性的机理,于挑战接种后调查各处理发病情况,系统分析ACC诱导小豆抗锈性的特点,同时通过田间试验,明确利用ACC的诱导抗性防治锈病的效果和应用潜力,为小豆锈病可持续控制策略的制定提供新思路。研究共取得以下结果:1.ACC诱导抗性研究结果表明,外源ACC激发处理后2 d挑战接种锈菌,叶片表面的夏孢子堆数为25.13个/1.5 cm~2,显著低于未激发接种对照的59.12个/1.5 cm~2。同时观察发现,ACC诱导了小豆幼苗呈现顶端弯钩、茎粗增加和植株矮化的乙烯“三重反应”,说明外源ACC激活了小豆内源乙烯信号通路,诱导了小豆抗锈性。2.ACC诱导抗性与过氧化氢(H2O2)含量变化的研究结果表明,锈菌侵染过程中,ACC激发处理和未激发处理的小豆叶片挑战接种锈菌后不同时间H2O2含量均呈双峰变化趋势,第一阶段峰值出现在接种后24 h,此时ACC激发处理后挑战接种锈菌的叶片中H2O2含量高于未激发处理接菌对照9.4%,至接种后120 h再次达到峰值,此时ACC激发处理后挑战接种锈菌的叶片中H2O2含量显著高于未激发处理接菌对照17.8%。说明ACC通过激活乙烯信号通路促进H2O2积累提高了小豆抗锈性。3.ACC诱导小豆抗锈性特点的研究结果表明,小豆幼苗在ACC激发处理后2 d接种锈菌,其叶片发病程度明显下降,叶片表面的夏孢子堆数仅为23.99个/1.5 cm~2;激发处理4 d后接种叶片的抗性与处理2 d后的抗性水平相当,无显著差异;激发处理6 d后接种的叶片夏孢子堆数显著升高,其抗性水平显著低于激发处理2 d和4 d;激发处理后8 d接种的叶片则与对照无显著差异。说明ACC诱导抗性的最佳间隔期为2-4 d,持效期达6d左右。对ACC诱导系统性抗性的研究结果表明,ACC激发后挑战接种的叶片夏孢子堆数为28.45个/1.5 cm~2,显著低于ACC激发处理真叶对生的未激发叶片的62.27个/1.5 cm~2,说明ACC不具备诱导小豆产生系统抗性的作用。4.利用ACC诱导抗性防治小豆锈病的田间试验结果表明,ACC激发处理区的叶片孢子堆数为18.06个/1.5 cm~2,显著低于未激发处理区34.86个/1.5 cm~2。收获期不同处理区的考种结果表明,ACC处理区的有效荚长为80.06 mm,单荚有效粒数为7.92个,百粒重为10.45 g,各性状指标都显著高于对照区。计算各处理区理论产量后发现,ACC处理区理论产量达2422.70 kg/hm~2,比对照2034.54 kg/hm~2增产19.07%。说明ACC具备小豆锈病田间防治的应用潜力。
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