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菜心(BrassicaparachinensisBailey)为我国特产蔬菜，是华南地区出口与内销的主要蔬菜之一。炭疽病是菜心的常见与重要病害之一，是限制菜心产量和质量的重要因子。硅(Si)是地壳中第二大含量最丰富的元素，在抵御病害中起着重要的作用已是不争事实，但其作用机理一直存在争议。菜心离体培养时，由于基因型的差异(从基因型)较其它芸薹属作物更为困难，植株再生频率较低与不稳定。因此，本试验以感病的“四九一油青”菜心和抗病的“四九一19”菜心品种为材料，研究Si对菜心离体培养以及结合诱导接种探讨Si一菜心一炭疽病三者之间的相互关系及其作用机理，为菜心遗传转化、抗病育种和可溶性硅在蔬菜抗病性的应用研究提供了一条新的思路。研究内容和结果包括如下几个方面：
1、Si在菜心离体培养中的作用
在分化培养基和继代培养基中加Si可促进菜心不定芽的分化，提高再生频率，但不同基因型以及不同外植体对Si的反应有所差异。外植体以子叶柄和下胚轴的不定芽再生频率较高。培养基中附加Si和AgNO3对不同品种不定芽再生频率的作用效果不同。对真叶为外植体，Si可提高“四九一19”品种不定芽再生频率，但对子叶，加Si对不定芽再生影响不大。在附加AgNO：，下加Si明显地促进了子叶柄和下胚轴产生不定芽的再生，然而对不同品种适宜的Si浓度的反应差异较大。不定芽再频率可达90％以上。
2、Si对炭疽病的发生、菜薹形成与Si的吸收沉积的影响
Si对菜心炭疽病的发生有明显的调控作用。Si增强菜心炭疽病的抗病性存在着基因型差异，感病品种的中Si处理(2．5mmol／L)和抗病品种的低Si处理(0．5mmol／L)对炭疽病菌的抗性最强，病情指数最低，菜薹产量最高。因此，为防止炭疽病的发生，生产上应适当施用Si肥。
Si对菜心的品质因子有明显的影响。感病品种中，Si可促进植株叶绿素、粗纤维、Vc的合成，且叶绿素、粗纤维的含量随Si的提高而增加；中Si可以诱导可溶性糖的生成。抗病品种中，随Si水平的增加叶绿素含量也增加，但Si对粗纤维、可溶性糖含量影响不明显，Vc的含量随Si的增加反而下降。Si对抗、感病品种菜薹的粗蛋白、可溶性蛋白含量影响均不明显。
施Si明显提高菜心叶片Si的积累，且叶片的Si含量随着Si水平的增加而显著提高。通过扫描电子显微镜对叶片表面进行X一射线硅的能谱分析表明，Si处理叶片叶表皮均有Si的沉积，随着Si水平的增加，叶片的Si沉积得越来越多。叶片组织沉积的Si粒大小不一，Si在各处理叶片表皮组织均呈不均匀分布。Si在叶片中的积累可提高植株的抗病能力，但其积累量与植株的抗病能力不成直线关系。
3、Si对叶片活性氧代谢系统的影响
接种炭疽病菌对抗、感病品种叶片SOD和POD活性均具有诱导提高作用，而Si对炭疽病菌的影响具有调控作用。低Si水平对抗病品种和中Si水平对感病品种的SOD活性诱导提高作用最明显；中Si能使感病品种抵抗炭疽病菌的诱导作用而使植株的POD活性保持稳定，但低Si、中Si处理的抗病品种的POD活性则因炭疽病菌感染明显增加。感病品种接种炭疽病菌后，所有Si处理在接种后0—4天的CAT活性有稍微下降，接种4天后，炭疽病菌明显地诱导提高CAT活性，且以中高Si水平(4．5mmol／L)下的诱导幅度较大；抗病品种接种炭疽病菌后CAT活性明显提高，以不施Si的诱导增幅较大，而低Si、高Si处理受影响较小。感病品种感病后的PPO活性一度下降，接种4天后明显回升；抗病品种PPO活性在感病后显著提高。Si处理能加强炭疽病菌对感病品种PPO活性的诱导作用，以中Si处理的增加幅度最大；抗病品种中，除低Si水平下接种后期促进了PPO活性的提高外，其它Si处理的PPO活性有降低的趋势。
感病后叶片的细胞膜透性、MDA含量明显增加，但Si能调节炭疽病菌对细胞膜的破坏作用，降低MDA含量，进而降低膜脂过氧化作用，提高了植株的抗病性和减轻植株的伤害。感病品种的中Si处理和抗病品种的低Si处理对MDA的形成具有明显的抑制作用。
4、Si对叶片PAL、几丁质酶和B．1,3葡聚糖酶活性的影响
接种炭疽病菌明显诱导提高抗、感病品种的PAL活性，但接种4天后的PAL活性丌始下降。Si对炭疽病菌所诱导的PAL活性有明显的调控作用，中Si水平明显地促进炭疽病菌对感病品种PAL活性的诱导作用，但Si处理明显地抑制炭疽病菌对抗病品种PAL活性的诱导，以低Si处理的抑制作用最强。接种炭疽病菌明显诱导提高抗、感病品种几丁质酶活性和β—l，3葡聚糖酶活性，Si与炭疽病菌对β—l，3葡聚糖酶活性具有协同诱导效应。感病品种以中Si、高Si处理的几丁质酶活性和β—l，3葡聚糖酶活性增加幅度最大，而抗病品种以低中Si水平下诱导促进作用最好。
5、Si对叶片SA、JA含量的影响
Si可诱导产生SA，但不同Si水平的SA含量变化不大。炭疽病菌明显诱导提高游离态、结合态和总SA含量，适宜的Si可加强炭疽病菌对游离态、结合态和总SA的诱导作用。在感病品种的中Si处理和抗病品种的低Si处理中的这种促进作用较明显，特别是接种后的前期其诱导作用更显著。Si处理在一定程度上对植株体内JA含量有抑制作用，但炭疽病菌可明显地促进植株体内JA的形成，感病品种的高Si处理和抗病品种的中Si处理对JA诱导强度最大。可见，Si影响SA、JA的产生，而SA、JA参与菜心炭疽病防御体系的信号传导，进而抵制病害的蔓延。
6、Si对叶片内源激素含量的影响
炭疽病菌的感染明显诱导提高植株的乙烯释放量，适宜的Si(中Si)处理明显抑制炭疽病菌对乙烯的诱导，维持植株体内乙烯的平衡。炭疽病菌可影响植株体内IAA含量的变化，特别是感病后期诱导生成IAA，而低Si具有调控炭疽病菌对IAA诱导作用。在感病品种中，低中Si水平下炭疽病菌诱导生成IAA较高；在抗病品种中，随Si水平提高，炭疽病菌诱导生成的IAA逐渐增多。炭疽病菌能诱导提高GA3含量。在感病品种中，炭疽病菌对GA：，的诱导在后期强于前期，而在抗病品种中正好相反。适宜的Si可抑制炭疽病菌对GA3的诱导作用，处理中以中Si处理的效果最明显。以上结果表明，Si营养一炭疽病一内源激素三者之间存在着密切的关系，维持植株体内的激素平衡是提高植株抗病能力的机制之一。
7、Si对叶片内源多胺含量的影响
炭疽病菌明显诱导产生大量的Spd、Cad、Put和PAs，而Si对炭疽病菌的这些诱导物的量有调控作用。对感病品种，炭疽病菌在低Si下对Spd、Cad含量的诱导增加幅度较低，而在较高Si下的诱导量较高；但对抗病品种，Si对Spd、Cad的诱导强度正好与感病品种的变化相反。在较低或较高的Si下炭疽病菌对感病品种Put、PAs的诱导水平较高，而抗病品种则随着Si水平的升高炭疽病菌对Put、PAs的诱导水平具有逐渐降低的趋势。接种后Spm含量有消有长。在感病品种中，低Si处理对Spm主要为抑制作用，而高Si处理的促进作用明显大于抑制作用；在抗病品种中，低Si下炭疽病菌对spm的诱导主要为促进作用，而高Si下主要表现为抑制作用。
8、Si对叶片PI、PIP和CaM含量的影响
Si对PI和PIP的形成有明显的调节作用。感病后，不同基因型品种的PI消长明显不同，适宜Si水平下炭疽病感染后可诱导形成较高水平的PI。感染炭疽病菌后感病品种的中Si处理和抗病品种的低Si、中Si处理的PI呈明显增长趋势，而其它处理有消有长。感病品种在感病前期有抑制PIP产生的趋势，而后期转为促进作用，但抗病品种的变化规律与感病品种正相反。在适宜Si水平下感染炭疽病菌后可明显提高抗、感病品种PIP含量，特别是在感病后期其诱导作用更明显，这可能与此PI后期大量降解，传递抗病信息有关。Si影响CaM含量，其影响程度与炭疽病菌的作用有关。低Si水平明显促进了炭疽病菌对感病品种CaM的诱导作用，以中Si水平对抗病品种的诱导促进作用相对较强，而且感病品种的诱导促进作用比抗病品种明显。也表明，CaM参与炭疽病致病过程的调控。