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本研究针对我国目前豇豆抗枯萎病研究中缺乏抗性鉴定技术、品种生理差异和病理组织学等方面系统分析的研究现状,开展豇豆与枯萎病互作及抗性生理研究,获得以下主要结果:
1.首先对国内有代表性的28份豇豆品种(系)进行了苗期枯萎病抗性鉴定技术研究,采用了多浓度、多方法的抗性鉴定方法,确定了剪根接种法和接种浓度为6×10<6>孢子/ml最适合于苗期鉴定。筛选出了“丰产二号”等抗病品种(系)3份、“扬豇40”等中抗品种(系)12份,“天宇9号”等感病品种(系)8份,“之豇28-2”等高感品种(系)5份。
2.以抗病品种“丰产二号”和感病品种“之豇28-2”为实验材料采用剪根接种法统计下胚轴感染率的结果表明:抗病品种从接种后到第8d,初生导管的感染率均维持在10%以下,第10d为25.87%。感病品种虽然在接种后4d内感染率低于抗病品种,但此后迅速升高,第6d达到14.29%,第10d为43.75%,约为抗病品种的1.7倍。组织切片观察的结果表明,接种后第9d感病的植株下胚轴初生维管束的导管严重堵塞,导管内出现大量的侵填体,导管壁变厚。
3.测定了接种后抗、感品种在10d内下胚轴与叶片过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化氢酶(CAT)、几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶活性以及丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明: 1)未接种对照的抗、感品种在所测定期间酶活性与MDA含量都无明显变化,水平相近;而接种后下胚轴与叶片活性酶都呈升高趋势,总的趋势是抗病品种酶活性升高幅度大于感病品种;2)下胚轴酶活性变化要比叶片酶活性变化更敏感,在接种后10d内活性的变化幅度大,基本上能反映出抗、感的差距。而叶片酶活性等虽有变化,但差异较小;3)抗性品种的下胚轴除外切几丁质酶外,其它酶活性从接种后立即开始上升,其中PPO、POD、CAT、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性一直处于较高水平;MDA含量在第2d出现一个高峰。抗病品种酶活性变化较感病品种更早,更快,可能与较早启动抗性反应相关。4)分析表明,β-1,3-葡聚糖酶的变化差异与导管感染率变化差异基本一致,说明该酶的活性变化与豇豆枯萎病抗性变化关系较为密切,其次是几丁质酶、PPO和PAL。
4.以豇豆枯萎菌菌丝生长、孢子萌发以及挑战接种后幼苗发病率为筛选指标,测定了草酸(OA)、水杨酸(SA)、阿魏酸(FA)和对羟基苯甲酸(PA)对抗病性的影响。结果表明,5.0mmol/L SA既对菌丝生长和孢子萌发有抑制作用,又能显著降低幼苗的发病率,效果最好。1.0~10.0 mmol/L OA对枯萎菌菌丝生长和孢子萌发作用不明显,但能降低幼苗的发病率。FA对豇豆枯萎菌菌丝生长有明显的抑制作用,同时对减轻幼苗的发病率也达到显著效果,在豇豆幼苗期使用浓度不宜超过5.0 mmol/L。1.0~10.0 mmol/L 的对PA虽能抑制枯萎菌菌丝的生长,但不能减少幼苗的发病率,对豇豆枯萎病的抑制作用不明显。 5.为进一步了解水杨酸对豇豆枯萎病抗性的诱导作用,豇豆感病品种“之豇28-2”幼苗经5.0 mmol/L 的水杨酸(SA)处理,与再行挑战接种后的下胚轴和叶片的几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶活性进行比较。结果表明,SA处理可提高下胚轴以及叶片总几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性,而经SA处理后再挑战接种后,下胚轴与叶片几丁质酶与β-1,3-葡聚糖酶活性上升都更快、更早,其中β-1,3-葡聚糖酶活性的上升要比几丁质酶更加明显。