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番木瓜(Carica.papaya L.)被确认位居营养最佳的十种水果之首,具有食用、药用和园林绿化用等多种功能。但当前番木瓜环斑病毒病(papaya ringspot virus,PRSV)是世界番木瓜的毁灭性病害,尚不能有效控制。本研究以国内种植广泛的索罗(solo)等番木瓜代表品种为材料,采用生物学、生理学、生物化学和分子生物学方法,系统研究了水杨酸(SA)、病毒必克(Virucide)和禾生素(CTS-N)三种植物抗病毒剂对番木瓜抗PRSV的田间药效、植株的生理活动、生化反应和PRSV基因的表达等的影响。研究结果如下:
1)通过给番木瓜植株处理后接种PRSV或田间自然显症观察,结果表明:适宜浓度的SA和Virucide处理能使PRSV病情保持较低水平,Virucide(92.63％,10.0g/L)的防治效果显著高于SA(71.67％,0.05g/L)(概率P=0.0138);喷雾方式(SA)的防治效果高于灌根方式(46.79％);对solo品种的防效(SA,98.4％)优于对马来西亚Eksotika品种的防效(71.67％);SA和Virncide均对PRSV显症前和显症初期植株的防效较好,对重症期植株的防效较低。
适宜浓度的CTS-N处理使PRSV的病情指数较长时期内升高缓慢,处理后PRSV第260天的病情指数(41.67)显著低于SA处理(49.17)和CK(54.17),控制PRSV的效果高于SA。
2)通过测定处理后番木瓜植株的各种生化物质得出,SA、Yirucide和CTS-N处理后,均诱导提高了植株体内与抗病相关的防御系统酶PPO、SOD、POD的活性,POD、PPO和SOD的活性均在处理后1～3天升高,3天后逐渐降低,SA的三种酶活性均表现得比Virucide处理高且持久。处理并接种PRSV后,番木瓜叶片中POD、PPO和SOD的活性更高。其中,Virucide处理并接种后各种酶的活性高于SA和CK对应酶的活性,如Virucide和SA的POD的活性分别是健康CK的16.6倍和9.7倍。表明SA能诱导番木瓜产生系统抗性,而病毒抑制剂Virucide既能抑制病毒,又能诱导番木瓜产生抗性,增强植株抗病的潜能高于SA。这与PRSV病情的防效研究结果相一致。
CTS-N处理除了提高植株体内POD、PPO、SOD的活性外,还提高了番木瓜叶中总酚及类黄酮等植保素的含量,它们的活性或含量均随CTS-N浓度的提高而提高。表明,CTS-N能诱导番木瓜产生系统抗性。
CTS-N处理也同时增加了番木瓜叶片的叶绿素含量,降低了叶片的叶绿素荧光参数qN值,qN值和Fv/Fm、Fv/Fo、Fm/Fo值均受CTS-N浓度的影响;CTS-N处理后植株的根系活力提高了3-5倍;CTS-N的浓度越大,叶片的细胞膜透性越低。
3)通过采用半定量RT-PCR方法测定处理并接种后番木瓜植株体内PRSV的基因量得出,CTS-N(2.0mL/L)和Virucide(4.0g/L和1.0g/L)处理均抑制了植株体内PRSV-CP基因的表达,而病毒A处理则对体内PRSV-CP基因的增殖没有影响。表明,CTS-N和Virucide均是既能诱导番木瓜抗性,又能抑制植株体内病毒增殖。
综上所述,SA、Virucide和CTS-N对PRSV的病情发展皆有控制作用,后两者的预防控制效果好于前者,此三种抗病毒剂皆能诱导番木瓜产生系统抗性,Virucide和CTS-N对番木瓜植株体内病毒的增殖有抑制作用,CTS-N能增强植株的光合等生理代谢活动。以上研究结果可为这三种抗病毒剂在PRSV防治上进一步的应用研究提供基本依据。