全 文 ：安徽科技学院学报 , 2010, 24(2):5 ～ 9
JournalofAnhuiScienceandTechnologyUniversity
收稿日期:2009-12-10
基金项目:安徽科技学院引进人才项目(ZRC2008190)。
作者简介:刘庆安(1982-),男 ,安徽省凤台县人 ,硕士 ,助教 ,主要从事植物激素生理研究。
寡糖类物质诱导黄瓜根结线虫抗病性作用初探
刘庆安 1 ,夏　凯 2 ,叶梅荣3 ,张远兵 1
(1.安徽科技学院　城建与环境学院 ,安徽　凤阳　233100;
2.南京农业大学　生命科学学院 ,江苏　南京　210095;
3.安徽科技学院　生命科学学院 ,安徽　凤阳　233100)
摘　要:鉴于生产中黄瓜根结线虫病的危害性及目前防控手段的局限性 ,利用寡糖类物质作为激发子诱导
植物抗病性这一方法来寻求黄瓜根结线虫病的防治新途径。盆钵试验结果表明 ,根结线虫侵染会导致黄
瓜生长缓慢 、植株矮小并提前衰老;而寡糖类物质处理会缓解根结线虫对黄瓜根系活力的破坏作用 ,降低
根结线虫对黄瓜生长的影响 。田间防效试验表明 ,寡糖类物质处理可以较好的防治黄瓜根结线虫病的发
生 , 0.2%寡糖物质处理可以使瓜条数和产量分别比对照增加 32.73%和 33.16%。对于产量和防效而言 ,
灌根处理是较为适宜的施用方式。
关键词:黄瓜;根结线虫;寡糖类物质;诱导抗病性
中图分类号:Q946.885　　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:1673-8772(2010)02-0005-05
StudiesonResistanceInducedbyOligosaccharidesAgainst
Meloidogynespp.inCucumber(CucumissativusL.)
LIUQing-an1 , XIAKai2 , YEMei-rong3 , ZHANGYuan-bing1
(1.ColegeofUrbanConstructionandEnvironmentScience,
AnhuiScienceandTechnologyUniversity, Fengyang233100 , China;
2.ColegeofLifeSciences, NanjingAgriculturalUniversity, Nanjing210095, China;
3.ColegeofLifeSciences, AnhuiScienceandTechnologyUniversity, Fengyang233100, China)
Abstract:Inviewofthedangersofcucumberroot-knotnematodediseaseandthelimitationsofcurrentpreven-
tionandcontrolmeasuresintheprocessofproduction, oligosaccharidesareusedaselicitorsinthispapertoin-
duceplantdiseaseresistancetoseekforanewwayofpreventionandtreatmentofcucumbersroot-knotnema-
todedisease.PottestresultsshowthatafterinfectionwithMeloidogynespp., cucumbersweregrowingslowly,
withstuntedplantsandearlysenescence;whilethetreatmentsofoligosaccharidescanrestoretherootactivityand
reducetheefectofMeloidogynespp.oncucumbergrowth.Fieldcontrolefectresultsshowthattheoligosaccha-
ridescouldinhibitcucumberroot-knotnematodes.Bythe0.2% oligosaccharidetreatment, thefruitsnumber
andyieldincreasedtolevelof32.73% and33.16% respectively.Fortheproductionandthecontroleficacy,
theprocessingofroot-irrigationisamoreappropriateapplicationmethod.
Keywords:CucumissativusL.;Meloidogynespp.;Oligosaccharides;Inducedresistance
黄瓜(CucumissativusL.)属葫芦科一年生草本植物 ,瓜嫩味美 ,营养丰富 ,同时还具有抗癌 、保颜强体
等药用价值。现是全国各地大棚蔬菜主栽培品种之一 ,可常年供应市场 。但由于近年黄瓜根结线虫病的
普遍蔓延 ,产量损失高达 30% ～ 50%,严重时减产 60%以上甚至绝收 ,严重影响了其产业化的发展 。根结
线虫(Meloidogynespp.)的危害同时也加重了枯萎病 、根腐病等土传性真菌病害和部分细菌病害的发
生[ 1] 。长期以来 ,根结线虫病防治主要采用抗病品种和化学防治 。由于抗病育种的局限性以及化学防控
所引起的 “3R”等问题 ,寻求新的防治途径已是当务之急 。
寡糖类物质是目前研究较多的一类激发子 ,不仅控制植物的发育过程 ,还可以有效地诱导植物抗病
性 ,增强其抗病虫害的能力 。 Ben-shalom等[ 2]等用脱乙酰的低聚糖(Chitosan)和几丁寡糖(Chitinoli-
gomers)防治黄瓜灰霉病 ,取得了明显的防治效果 。赵小明等[ 3, 4]用氨基寡聚糖防治烟草 、辣椒 、番茄以及
苹果病毒病等也取得较好效果。此外 ,寡糖类物质对小麦纹枯病 、水稻恶苗病 、油菜菌核病 、花生叶绣病 、
茄黑斑病 ,大豆根腐病 、大豆花叶病等都有抑制作用 [ 5 -10] 。目前寡糖类物质诱导黄瓜根结线虫抗病性方
面未见报道。本文研究了寡糖类物质诱导黄瓜根结线虫抗病性效果 ,寻求较佳诱导体系 ,为黄瓜根结线虫
病防治和诱导抗病性作用机理提供科学依据 。
1　材料与方法
1.1　试验材料
神农津研 4号黄瓜(购自江苏农科院)。
1.2　线虫获取
挑取连云港田间根结线虫发病黄瓜植株根系上的卵块 ,接种于盆钵种植的感病番茄品种苏抗 8号
(购自江苏农科院),以加速线虫繁殖。约 45 ～ 50d后 ,待番茄根系出现明显根瘤时 ,取出根系。参照刘维
志[ 12]根结线虫接种技术收集二龄幼虫 ,记数备用。
1.3　试验方法
1.3.1　盆钵试验　盆钵种植神农津研 4号黄瓜幼苗至六叶期 ,清水处理为正对照 , 2000条二龄幼虫接种
处理为负对照 , 0.2%寡糖物质灌根处理 48h后接种 2000条二龄幼虫为处理 ,记录 7、30、60、80d后株高 、
地上鲜重及根系鲜重。黄瓜幼苗至六叶期 ,分别接种 0、1000、2000、5000条二龄根结线虫幼虫 ,以清水处
理为对照 , 0.2%寡糖物质灌根处理 , TTC法 [ 13]测定 7、30、60、80d的黄瓜根系活力 。
1.3.2　田间防效试验　田间试验在江苏连云港瑞辰农业实业有限公司蔬菜大棚基地进行 ,离心漂浮分离
法[ 12]测定大棚土壤线虫密度为 243条 /mL。田间小区长 9m,宽 1.2m,完全随机排列。每小区种植黄瓜
50株 ,清水处理为正对照 , 1.8%阿维菌素乳油处理为负对照 ,分幼苗期 、抽蔓期 、初瓜期 3次处理 ,每处理
4次重复 ,具体处理见表 2。取盛瓜期黄瓜植株的倒数第 10片叶(每小区 20片)记录叶长及叶宽 ,取起田
期黄瓜植株(每小区 20株)记录株高及茎节数 。记录黄瓜整个生长周期的瓜条数(商品瓜 ,瓜长≥25cm)
及瓜重 ,统计盛瓜期和起田期黄瓜根结线虫病情指数及防效[ 14, 15] 。
1.4　数据处理
数据用 Excel作图分析 ,相关显著性测定应用 SPSS11.0统计软件分析。
2　结果与分析
2.1　寡糖物质盆钵试验防效
2.1.1　根结线虫对盆钵黄瓜根系活力的影响和寡糖物质处理的缓解作用
植物的根系既是吸收水分和养分的主要器官 ,也是许多物质同化 、转化和合成的器官 ,根系的生长发
育和根系活力直接影响植物个体的生长和发育 。从图 1(A)可以看出 ,根结线虫侵染后 ,黄瓜根系活力下
降 ,接种密度越大 ,根系活力下降越明显 。接种后 7d,可以看到根结的形成 ,但根系活力并没有显著差异。
接种后 30 d,处理 T1、T2、T3的根系活力分别为对照的 83.3%、75.6%、56.7%。此后 ,各处理的根系活力
一直处在一个较高且较稳定的水平 。接种后 80d,处理 T1、T2、T3根系活力分别比接种后 60 d下降了 5.
1%、7.9%、14.3%,表明随着线虫接种密度加大 ,根系活力下降越明显。从图 1(B)可以看出 , 0.2%的寡
糖物质灌根处理缓解了根结线虫侵染对黄瓜根系活力的影响。 0.2%寡糖物质处理能完全拮抗接种 1000
条根结线虫的影响 ,但接种量较大(﹥ 2000)且处理时间较长时 ,寡糖物质处理的拮抗作用减弱。
6 安徽科技学院学报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2010年　
图 1　根结线虫对黄瓜根系活力的影响(A)和寡糖物质处理的缓解作用(B)
　　Fig.1　EffectofMeloidogynespp.ontherootactivityofcucumberandthemitigativeeffectofroot-irrigationwitholigosac-
charides
注:CK代表清水处理 , T1、T2、T3分别代表 1000、2000、5000条二龄根结线虫(Meloidogynespp.)接种处理。
Note:CKmeansthetreatmentofwater;T1, T2, T3 represent1000, 2000, 5000 root-knotnematodesofsecondinstarlar-
vaeoinoculationtreatments, respectively.
2.1.2　根结线虫对盆钵黄瓜生长的影响及寡糖物质处理的缓解作用
由表 1可以看出 ,黄瓜接种根结线虫(Meloidogynespp.)后 ,接种处理 (CK2)和 0.2%的寡糖物质处
理(T)黄瓜植株在初期和对照(CK1)在生长量上并未表现出显著差异 。但随着植株生长的进行 ,两者的
差异逐渐加大 。在接种 30d, CK2的株高和地上鲜重已经呈现下降趋势 ,而 T和 CK1仍表现良好的生长
态势 。接种 60d, CK2株高和地上鲜重分别为对照的 87%和 83%,而根系鲜重却显著高于 CK1和 T黄瓜
植株;接种后 80d, CK2处理的株高和地上鲜重仅为对照的 71%和 62%,根系鲜重急剧上升 ,达到对照的
1.63倍 ,且植株出现黄化早衰现象。这可能是由于根结的形成导致根系鲜重增加 ,破坏了根系的正常结
构 ,并进而阻碍了根系吸收和向地上部分运输养分 ,从而造成黄瓜长势减弱。比较对照(CK1)和黄瓜接种
根结线虫处理(CK2), 0.2%寡糖物质灌根处理(T)可以大大缓解和改善根结线虫侵染对黄瓜地上长势和
根系生长的影响。
表 1　根结线虫对黄瓜生长的影响及 0.2%寡糖物质处理的缓解作用
　　Table1　EfectofMeloidogynespp.onthegrowthofcucumberandthemitigativeefectofroot-irrigationwith0.2%
oligosaccharides
侵染天数(d)
Daysafter
inoculation
株高(cm)
Height
CK1 CK2 T
地上鲜重(g)
Freshweightofshoot
CK1 CK2 T
根系鲜重(g)
Freshweightofroot
CK1 CK2 T
根冠比
Root/shoot
CK1 CK2 T
7 24.6A 25.1 A 25.3 A 17.2A 17.5 A 18.1A 9.5A 9.6 A 9.7 A 0.55 0.55 0.54
30 75.1 A 66.3 B 76.5 A 43.2A 38.4 B 45.1A 15.1 A 11.2B 16.2 A 0.35 0.29 0.36
60 140.6B123.1 C150.2A 103.2 B85.5 C110.8 A 21.6 B 33.5C 24.7 A 0.21 0.39 0.22
80 190.5A135.1 B193.4A 160.3 A 98.1B165.4 A 31.2 A 50.9B 33.4 A 0.19 0.52 0.21
　　注:CK1代表清水处理 , CK2代表 2000条二龄根结线虫(Meloidogynespp.)接种侵染处理 , T代表 0.2%的寡糖物质灌
根处理接种根结线虫的黄瓜植株。表中各值为 3次重复的平均值。大写字母表示 P≤0.01时的差异显著性 。下同。
Note:CK1meansthetreatmentofwater, CK2 represent2000root-knotnematodesofsecondinstarlarvaeoinoculationtreat-
ment, Trepresentthetreatmentofroot-irrigationwith0.2% oligosaccharides.Thefiguresinthetablearetheaverageof3 re-
peats.CapitalletersindicatesignificanceofP≤0.01.Thesameasfollows.
2.2　寡糖物质田间试验防效
2.2.1　不同寡糖类物质对田间黄瓜株高及叶面积的影响
由表 2数据可以看出 ,寡糖类物质灌根处理在缓解根结线虫侵染植株的矮化上表现出显著效果 ,株高
7　第 24卷第 2期　　　　　　　　刘庆安 , 等　寡糖类物质诱导黄瓜根结线虫抗病性作用初探
比对照增长均在 10%以上 ,表明寡糖类物质处理可以缓解根结线虫对植株的危害程度 ,改善黄瓜长势 ,进
而减少或避免根结线虫导致的黄瓜减产或绝收。同时 ,有趣的是 ,寡糖类物质喷施处理的黄瓜叶面积均大
于灌根处理的叶面积 ,但是并没有达到显著差异 。寡糖物质在黄瓜叶片生长上具有的促进作用 ,推测可能
是寡糖类物质的喷施体现了叶面施肥效果 ,有利于叶面发育。
表 2　不同寡糖类物质处理对黄瓜叶面积及株高的影响
Table2　Efectsofdiferentoligosaccharidestreatmentsontheleafareasandtheheightofcucumber
编号
Number
处理
Treatment
处理方式
Method
叶面积 Leafareas
叶宽(cm) 叶长(cm)
株高 Height
株高(cm) 茎节数
A 壳聚糖(0.2%) 喷施(P) 21.09A 24.79 A 322.34BC 25.27A灌根(G) 20.58 A 23.69 A 325.68BC 25.46 A
B 壳寡糖(0.2%) 喷施(P) 21.01 A 24.56 A 315.56C 25.86 A灌根(G) 20.18 A 23.85 A 338.41AB 26.72 A
C 壳聚糖(1%) P+G 21.26 A 25.08 A 334.38 B 24.78 A
D 壳寡糖(1%) P+G 20.86 A 24.26 A 346.53A 26.14 A
E 甲壳素 浅埋土壤 21.03 A 24.80 A 350.78 A 26.54 A
F 1.8%阿维菌素乳油 喷施土壤 20.88 A 24.36 A 347.12 A 26.31 A
CK 清水 P+G 20.63 A 24.40 A 315.86C 23.71 A
2.2.2　不同寡糖类物质处理防治黄瓜根结线虫病的产量效果
由表 3田间试验数据可以看出 , C、D、E处理防效较稳定且持续时间较长 ,基本上在植物整个生长周
期均表现出较好的防效。其中 E处理浅埋土壤在初期防治效果最佳 ,达到 44.81%,但在植株生长后期防
治效果下降。从总体看 ,对于防治根结线虫病而言 ,寡糖类物质灌根处理优于喷施处理 。
同时 ,表 3经济产量数据表明 ,各处理均明显的增加了瓜条数及经济产量 ,其中 A-G和 B-G处理比
对照瓜数增加率分别达到 25.24%和 32.73%;产量增加率分别达到 25.34%和 33.16%。 0.2%寡糖物质
灌根处理可以较好的防治根结线虫病 ,减少根结线虫造成的经济损失 ,增加黄瓜的经济效益。对于经济产
量而言 ,灌根处理也是适宜的施用方式 。
表 3　不同寡糖类物质处理防治黄瓜根结线虫病的田间效果
Table3　ThefieldeficacyofdiferenttreatmentsofoligosaccharideagainstMeloidogynespp.incucumber
编号
Number
处理
Treatment
处理方式
Method
病情指数(%)
Diseaseindex
盛瓜期 起田期
防效(%)
Controlefficacy
盛瓜期 起田期
瓜条数(小区)
Fruitsnumbers
产量(kg/小区)
Fruitsweight
A 壳聚糖(0.2%)喷施(P) 54.38 57.12 16.25 13.94 161.28±18.64B 27.69±2.58 B灌根(G) 53.13 58.43 18.18 11.97 179.74±12.82AB 28.69±1.96 AB
B 壳寡糖(0.2%)喷施(P) 60 57.82 7.59 12.87 166.59±9.66B 26.67±1.84 B灌根(G) 52.45 55.18 19.22 16.86 190.50±12.65A 30.48±1.97 A
C 壳聚糖(1%) P+G 50 52.87 22.99 20.34 148.45±14.44BC 23.15±2.33BC
D 壳寡糖(1%) P+G 45 53.30 30.69 19.70 174.23±13.38AB 26.80±2.08 AB
E 甲壳素 浅埋土壤 35.83 57.38 44.81 15.34 170.72±8.96B 28.04±1.74 B
F 1.8%阿维菌素乳油 喷施土壤 56.92 58.51 12.34 11.84 172.15±12.33AB 27.44±1.91 AB
CK 清水 P+G 64.93 66.37 - - 143.52±28.80C 22.89±4.40 C
3　讨论
试验结果发现 ,寡糖类物质处理可以诱导黄瓜对根结线虫的抗病性 ,较好的缓解根结线虫对黄瓜生长
及根系活力的影响 。用不同的寡糖类物质喷施和灌根处理均产生明显的防治效果 ,其中以甲壳素浅埋土
壤在初期防治效果最显著 ,防效达到 44.81%。值得注意的是 , 0.2%寡糖物质喷施处理防效也达到 16.
25%。由此推断 ,寡糖类物质防治黄瓜根结线虫并不仅仅直接抑制病原物 ,同时也通过激活黄瓜抗病性来
抑制病情的发展。寡糖类物质作用特点符合诱导抗病性的性质 ,其机制与杀菌剂等毒性化合物不同。因
8 安徽科技学院学报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2010年　
此在田间运用寡糖类物质进行病害防治时 ,不应按照常规杀菌剂的施药技术来处理 。
试验结果表明 ,寡糖类物质可以作为一种较为适宜的激发子 ,诱导黄瓜根结线虫抗病性 ,且灌根处理
对于产量和防效而言是较为适宜的施用方式 。刘庆安等[ 17]研究发现 ,外源植物激素茉莉酸和水杨酸也是
一种较为适宜的激发子组合 ,可以较好的防治黄瓜根结线虫病 ,降低对杀虫剂的依赖。植物诱导抗病性具
有抗病谱广 、持续时间较长 、对环境无污染等特点 ,通过一定的方法来诱导植物的潜在抗病性 ,可以为控制
植物病害开辟一条新的途径 [ 16] 。虽然目前已发现有近百种植物抗病性诱导物 ,但是防效稳定 、价格低廉 、
适宜生产应用的理想诱导物却较少 ,影响了实际生产应用 [ 18, 19] 。选择适宜的激发子和激发子组合体系诱
导植物的抗病性以防治病虫害是未来的研究重点和热点。
本文为在实际生产中防治黄瓜根结线虫病提供了一种较为适宜的激发子防治体系。需要指出的是 ,
植物诱导抗病性不同于一些化学农药杀菌剂直接作用于病虫害 ,它需要经过一系列复杂的过程诱导植株
抗性基因的表达后才能产生抗病性 ,抗病性的强弱取决于抗性基因表达的程度 ,而抗病基因的表达又受诱
导物 、环境条件以及病菌侵染力高低等的影响。因而 ,对于一些感病植物品种 ,仅仅依靠诱导抗病性尚不
能有效控制病害的发生 。因此 ,诱导抗病性可以成为病害综合防治的重要内容之一 ,把诱导抗病性和植物
病害防治的其它技术方法有机结合 ,会有效的提高现有综合防治技术水平 ,因此植物诱导抗病性在病害综
合防治方面的应用前景将会十分广阔。
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(责任编辑:李孟良)
9　第 24卷第 2期　　　　　　　　刘庆安 , 等　寡糖类物质诱导黄瓜根结线虫抗病性作用初探