全 文 ：稀土元素对油菜菌核病菌生长及其生化
性状影响的研究*
章 健* * 承河元 高 倩 张自立 (安徽农业大学, 合肥 230036)
刘庆都1) (中国科学技术大学生命科学院,合肥 230026)
摘要 研究了氧化镧( La2O 3)对油菜菌核病菌( Scler otinia sclerotiorum , Ss)生长及其生化性状的影响. 结果表
明, L a2O3 浓度在 30~ 450mg!L - 1时, 固体培养和液体培养中对 Ss 生长均呈明显抑制作用, 且生长抑制率 ( Y )
随 La2O3 浓度增加而相应增加.液体培养中油菜菌核病菌产生的果胶酶活性随溶液中 La2O3浓度增加而相应增加.
关键词 氧化镧 油菜菌核病菌 生长 果胶酶
Effect of lanthanum on growth and biochemical property of Sclerotinia sclerotiorum. ZHANG Jian, CHENG
Heyuan, GAO Qian, ZHANG Zili( A nhui Agricultural Univ ersity , H ef ei 230036) and LIU Q ingdu( School of L if e
Science, Univer sity of Science and Technology of China, H ef ei 230026) . Chin. J . A pp l . Ecol . , 2000, 11( 3) : 382~
384.
The study shows that La2O3 at a concentration of 30~ 450mg!L- 1 could inhibit the growt h of S . scler otiorum in both
solid and liquid media and the inhibition effect w as increased w ith its increasing concentration. The activity of pectinase
produced by S . scler otiorum in liquid mediumw as was also increased with incr easing La2O3 concentration.
Key words La2O3 , Scler otinia scler otiorum , G rowth, Pectinase.
* 国家自然科学基金重大资助项目( 29890280) .
* * 通讯联系人. 1)第二作者.
1999- 06- 28收稿, 1999- 11- 08接受.
1 引 言
我国自 70年代起广泛开展了稀土农业应用. 随着
我国稀土农业推广面积的不断扩大, 特别是稀土施用
方法由叶面喷施改为土施, 加速了稀土在土壤中积
累[ 9, 11] . 因此,从生态毒理学角度研究长期施用稀土
对农业生态系统群落结构的影响, 有着十分重要科学
意义.目前,国内外已进行了大量稀土元素的植物生理
学和土壤学方面研究[ 4, 6, 12] , 也报道了稀土对土壤微
生物区系和植物病原细菌的影响以及稀土生态毒理的
研究[ 2, 5, 8, 9, 14, 15] , 但未见有关稀土元素对植物病原真
菌作用的报道. 为此进行了稀土元素对油菜菌核病菌
生长及其生化性状影响的研究, 为评价稀土在农田生
态环境中的安全性提供参考依据.
2 材料与方法
21 供试材料
211 供试菌种 油菜菌核病菌 ( Sclerotinia sclerotiorum , Ss) ,
由安徽农业大学植保系病理组提供.
212 稀土贮备液的配制 La2O3 纯度为 99. 99% (上海跃龙化
工厂) .称取 1. 0gLa2O3 ,加 2ml浓盐酸( A!R)溶解, 用去离子水
定容至 100ml, 配制成浓度 10000mg!L - 1的 La2O3 贮备液.
213 培养基的配制 固体培养基: 马铃薯 200g ,琼脂 20g , 葡
萄糖 20g, 水 1000ml, 分装, 加入一定量的 La2O3 贮备液, 使其
浓度分别为 30、60、120、180、240、300、360、420、450mg!L- 1 , 以
不加稀土为对照,调 pH6. 5, 121 ∀ 高温高压灭菌 20min.每个处
理设 3 次重复.
液体培养基:除不加琼脂外, 制备方法同固体培养基.
22 研究方法
221 真菌培养和生长量测定 参照文献[ 3]测定. 挑取新鲜、
生长一致的待试菌碟 ( D= 0. 6cm)接种到固体平板中央, 每个
处理设 3 个重复, 25 ∀ 下培养 4d, 测定菌落直径进行比较.
挑取新鲜、生长一致的待试菌碟 ( D= 0. 6cm)接种到 20ml
液体培养基中,每个处理设 3 个重复. 25 ∀ 下培养 4d,形成的菌
落用滤纸过滤,干燥之后测定菌落干重进行比较.滤液放置 4 ∀
冰箱中保存,进行果胶酶活性测定.
222 果胶酶活性测定 参照文献 [ 1]测定. 取 1% 果胶溶液
10ml,重蒸水 5ml,迅速加入待测滤液 5ml, 50 ∀ 下恒温培养 2h,
沸水煮沸 3min,经滴定后,以每毫升滤液在 50∀ 下每小时催化
分解果胶生成 1m mol半乳糖醛酸的酶量为一个酶活性单位.
3 结果与分析
31 氧化镧对油菜菌核病菌生长的影响
311对固体培养基中菌落直径大小的影响 表 1为
不同 La2O3 浓度下油菜菌核病菌的菌落直径( cm) ,经
方差分析表明, 不同 La2O3 浓度下形成的菌落直径存
应 用 生 态 学 报 2000 年 6 月 第 11 卷 第 3 期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Jun. 2000, 11( 3)#382~ 384
在着极显著差异( F= 666. 35> F0. 01= 3. 45) . 由表 1
可见, 在各处理浓度下, La2O3对油菜菌核病菌生长表
现为抑制作用, 且随浓度提高, 抑制作用加强.相应的
生长抑制率(与对照相比)如表 2.根据 La2O3浓度( x )
与生长抑制率( Y)的关系,建立的数学模型如下:
Y 1 = 0. 0253 + 0. 0018x ( n = 4, r = 0. 9954,
Q = 0. 0045, 30 ∃ x ∃ 180)
Y 2 = 0. 3000 + 0. 5000/ [ 1 + 257. 4181exp
(- 0. 0167x ) ]
( n = 6, Q = 0. 0013, 180 < x ∃ 450)
表 1 固体培养基中 La2O3 对油菜菌核病菌菌落直径的影响
Table 1 Effect of La2O3 on the colonal diameter of Sclerotinia sclerot iorum in solid medium ( cm)
重复
Repeatat ion
La2O3 浓度 La2O 3 concentration ( mg!L- 1)
0 30 60 120 180 240 300 360 420 450
1 5. 60 5. 24 4. 78 4. 32 3. 72 3. 40 2. 80 2. 10 1. 62 1. 45
2 5. 60 5. 26 4. 90 4. 30 3. 82 3. 55 3. 25 2. 08 1. 58 1. 55
3 5. 80 5. 40 4. 84 4. 22 3. 72 3. 50 3. 15 2. 15 1. 60 1. 60
X 5. 67 5. 30 4. 84 4. 28 3. 75 3. 48 3. 07 2. 11 1. 60 1. 53
表 2 固体培养基中 La2O3 对油菜菌核病菌生长抑制率的影响
Table 2 Effect of La2O3 on the inhibition rate to the growth of Sclerot inia sclerotiorum in solid medium
La2O3 浓度 La2O 3 concentrat ion ( mg!L- 1)
0 30 60 120 180 240 300 360 420 450
生长抑制率
Inhibit ion rate to grow th ( % )
0 6. 5 14. 6 24. 5 33. 9 38. 6 45. 9 62. 8 71. 8 73. 0
312对液体培养基中菌丝体干重的影响 表 3为不
同 La2O3浓度下油菜菌核病菌的菌丝体干重( g) .经方
差分析表明,不同 La2O3 浓度下形成的菌落干重存在
着极显著差异 ( F = 20. 12> F0. 01= 3. 45) . 由表 3 可
见,在各处理浓度下, La2O3 对油菜菌核病菌生长表现
为抑制作用,且随浓度提高抑制作用增强,相应的生长
抑制率(与对照相比)如表 4.根据 La2O3浓度( x )与生
长抑制率( Y)的关系,建立的数学模型如下:
Y = 0. 5500+ 0. 4000/ [ 1+ 32. 7353exp(- 0. 0115x ) ]
( n = 9, Q = 0. 0051)
表 3 液体培养基中 La2O3 对油菜菌核病菌菌丝干重的影响
Table 3 Effect of La2O3 on the biomass of Sclerotinia sclerot iorum in liquid culture ( g)
重复
Repeatat ion
La2O3 浓度 La2O 3 concentration ( mg!L- 1)
0 30 60 120 180 240 300 360 420 450
1 0. 251 0. 167 0. 127 0. 124 0. 121 0. 118 0. 077 0. 041 0. 058 0. 055
2 0. 310 0. 109 0. 115 0. 136 0. 140 0. 111 0. 078 0. 044 0. 033 0. 030
3 0. 368 0. 138 0. 139 0. 127 0. 132 0. 116 0. 082 0. 043 0. 033 0. 025 X 0. 317 0. 138 0. 127 0. 129 0. 131 0. 115 0. 079 0. 043 0. 041 0. 037
表 4 液体培养基中 La2O3 对油菜菌核病菌生长抑制率的影响
Table 4 Effect of La2O3 on the inhibition rate to the growth of Sclerot inia sclerotiorum in liquid culture
La2O3 浓度 La2O 3 concentrat ion ( mg!L- 1)
0 30 60 120 180 240 300 360 420 450
生长抑制率
Inhibit ion rate to grow th ( % )
0 56. 5 59. 5 59. 3 58. 7 63. 7 75. 4 86. 4 87. 1 88. 3
32 氧化镧对油菜菌核病菌果胶酶活性的影响
表 5为不同 La2O3浓度下油菜菌核病菌的果脱酶
活性( U!ml- 1) , 经方差分析表明, 不同 La2O3 浓度下
油菜菌核病菌果胶酶活性存在着极显著差异 ( F =
57. 96> F0. 01= 4. 95) . 由表 5可见, 在各处理浓度下,
La2O3对果胶酶活性有刺激作用,相应的增长率(与对
照相比)见表 6. 根据 La2O3 浓度( x )与果胶酶活性增
长率( Y)的关系,建立的数学模型如下:
Y = 0. 1500+ 0. 3000/ [ 1+ 12. 0104exp(- 0. 0138x ) ]
( n = 9, Q = 0. 0034)
表 5 La2O3 对油菜菌核病菌果胶酶活性的影响
Table 5 Effect of La2O3 on the pectinase activity of Sclerot inia sclerotiorum ( U!ml- 1)
重复
Repeatat ion
La2O3 浓度 La2O 3 concentration ( mg!L- 1)
0 30 60 120 180 240 300 360 420 450
1 0. 1104 0. 1367 0. 1387 0. 1387 0. 1402 0. 1561 0. 1569 0. 1580 0. 1589 0. 1592
2 0. 1132 0. 1306 0. 1326 0. 1356 0. 1415 0. 1479 0. 1558 0. 1582 0. 1587 0. 1612
X 0. 1117 0. 1337 0. 1357 0. 1372 0. 1401 0. 1520 0. 1564 0. 1581 0. 1588 0. 1597
表 6 La2O3 对油菜菌核病菌果胶酶活性增长率的影响
Table 6 Effect of La2O3 on the increase rate of pectinase activi ty of Sclerot inia sclerot iorum
La2O 3 浓度 La2O3 concent rat ion ( mg!L- 1)
0 30 60 120 180 240 300 360 420 450
酶活性增长率
Increase rate of pectinase act ivity( % )
0 19. 7 21. 5 22. 8 25. 4 36. 1 40. 0 41. 5 42. 2 43. 0
3833 期 章 健等:稀土元素对油菜菌核病菌生长及其生化性状影响的研究
4 结 语
油菜菌核病是我国油菜上的重要病害之一,为土
传病害.主要发生在长江流域和东南沿海各省,可导致
减产 10%~ 70% ,含油量锐减, 严重影响油菜的产量
和品质.稀土的使用方法目前主要是土施,且用量比以
前增加 2倍,土壤中积累的稀土可能会对土壤中的植
物病原真菌产生影响. 本研究结果表明氧化镧在各处
理浓度下对油菜菌核病菌生长的影响存在极显著差
异,生长量均比对照显著下降, 且随氧化镧浓度提高,
生长量下降得越多. 据研究, 在此处理浓度下, La2O3
对棉花枯萎病菌也均产生明显抑制作用(另文报道) .
油菜菌核病菌的致病过程与许多因素有关,而果
胶酶起着重要作用[ 7] , 但酶活性高低与致病力的关系
并不一定都是呈正相关[ 10, 13] . 本研究数据表明, 氧化
镧在各处理浓度下对油菜菌核病菌果胶酶活性有明显
刺激作用.因此稀土元素可能会影响其致病能力, 影响
程度和影响机理有待于进一步研究. 植物真菌病害的
发生发展,不仅与病原菌本身生长能力有关, 还与病原
菌的致病性、寄主抗性以及环境因素有关.为了正确评
价稀土农用对植物真菌病害的发生发展的影响,为稀
土农用的风险性和安全性提供科学依据, 现正在进行
田间试验.
参考文献
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作者简介 章 健,女, 34 岁,副教授, 硕士,主要从事植物病理
学和环境微生物学研究,已发表论文 14 篇.
384 应 用 生 态 学 报 11卷