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Induced Resistance to Anthracnose of Camelia oleifera by Salicylic Acid

水杨酸诱导油茶抗炭疽病的研究



全 文 :林业科学研究 2006, 19 (5) : 629~632
Forest Research
  文章编号 : 100121498 (2006) 0520629204
水杨酸诱导油茶抗炭疽病的研究
王 军 , 陈绍红 , 黄永芳 , 孙 思
(华南农业大学林学院 ,广东 广州 510642)
摘要 :应用水杨酸溶液喷洒油茶叶片可有效诱导植株产生对炭疽病的局部性和系统性抗性。浓度 150 mg·L - 1诱
导抗性效果最好 ,其对嫩叶的局部诱导病斑减小率为 54. 15% ,对老叶的病斑减小率为 61. 55%。该浓度的水杨酸
溶液喷洒对油茶炭疽病的系统性诱导抗性可使病斑减小率达 46. 7% ;田间试验防治效果达到 45. 32%。水杨酸诱
导油茶产生的局部性抗性可持续 20 d而抗性水平无明显下降。扫描电镜显示在诱导处理的油茶叶片上 ,分生孢子
能够萌发 ,但是芽管的生长受抑制 ,甚至异常变形卷曲。
关键词 :水杨酸 ;油茶 ;炭疽菌 ;诱导抗性
中图分类号 : S76317 文献标识码 : A
收稿日期 : 2004210215
基金项目 : 广东省科技厅农业攻关 (2002C2010603)“油茶高效优质丰产栽培技术研究”的部分内容
作者简介 : 王 军 (1962—) ,男 ,四川都江堰人 ,教授 ,博士 1
Induced Resistance to An thracnose of C am elia o le ife ra by Sa licylic Ac id
WANG Jun, CHEN Shao2hong, HUANG Yong2fang, SUN S i
(College of Forestry, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, Guangdong, China )
Abstract:Local and system ic resistance to anthracnose of Cam elia oleifera was induced when the p lant was sp rayed
by salicylic acid solutions. The inducing effectwas the strongest when the concentration of salicylic acid was 150 mg
·L - 1 , exhibiting 54. 15% and 61. 55% anthracnose inhibition rates on younger and elder leaves respectvively by
local induction, and up to 46. 7% inhibition rate by system ic induction. The maximum control rate of 45. 32% was
also attained in field experiment. The level of local induced resistance by salicylic acid had maintained 20 d without
declining evidently. Under scanning electron m icroscope, the conidia germ inated, but the growth of germ tubes was
inhibited, and even malformed or twisted.
Key words: salicylic acid; Cam ellia oleifera; Colletotrichum gloeosporioides; induced resistance
油茶 (Cam ellia oleifera Abel. )是我国南方重要
的木本油料树种 ,栽培历史悠久 ,分布区域广泛。但
病虫危害一直是油茶生产中的一个主要问题。由胶
孢炭疽菌 ( Colletotrichum gloeosporioides ( Peng. )
Sacc. )引起的油茶炭疽病是油茶产区最主要的病害
之一 ,在我国凡有油茶栽培的地方都有其危害。在
油茶炭疽病的控制上以往多用化学防治 [ 1, 2 ]。然而
在日益强调环境保护的今天 ,寻找其它有效并对环
境友好的防治方法就显得更为迫切。诱导抗性是近
年来植物病害防治研究中的一个热点 ,已有报道表
明水杨酸能够诱导一些木本植物如芒果 (M angifera
ind ica L. ) 和马尾松 ( P inus m asson iana Lamb. )
等 [ 3, 4 ]产生较强的抗病性。但在油茶炭疽病上还未
见有类似研究 ,本文是对油茶经水杨酸处理后产生
对炭疽病诱导抗性情况的一个初步报道。
林  业  科  学  研  究 第 19卷
1 材料与方法
1. 1 试验材料
供试菌种为华南农业大学林学院森保室保存菌
种 ,原从广东省河源市龙川县感病油茶叶片分离。
用于接种的油茶材料从华南农业大学油茶林及板栗
(Castanea m ollissim a B lume)园获得。供试水杨酸
(分析纯 )由天津市化学试剂一厂出品。
1. 2 局部诱导抗病性测定
1. 2. 1 诱导浓度确定  将水杨酸用蒸馏水配制成
50 mg·L - 1、100 mg·L - 1、150 mg·L - 1和 200 mg·
L - 1 4个质量浓度 ,然后分别将药液喷到 2年生的油
茶苗上 ,到叶片上有水滴下为止 , 2 d之后再重复喷
洒一次药液 , 5 d以后从油茶植株上分别采集喷过药
液刚完全展开的黄绿色嫩叶和已呈墨绿色的老叶叶
片进行刺伤接种 ,蒸馏水作对照 ,每个处理 12个重
复 ,接种后放入培养皿中在 28 ℃条件下进行恒温保
湿培养 , 4 d后观察结果。诱导效果用病斑减小率来
衡量并按以下公式进行计算 :
病斑减小率 =对照处理病斑面积 - 诱导处理病
斑面积 /对照处理病斑面积 ×100%
11212 诱导抗性的持续性测定  将上述各浓度水
杨酸药液喷到油茶叶片上 , 2 d之后再喷 1次 ,之后
每隔 5 d便从油茶植株上采下叶片作刺伤接种 ,蒸
馏水作对照 ,每处理 12个重复 ,接种后放入培养皿
中在 28 ℃条件下恒温保湿培养 , 4 d后观察结果 ,试
验时间持续 1个月。
1. 3 系统诱导抗性测定
选择 1. 2. 1中水杨酸诱导效果最好的溶液浓
度 ,对 2年生油茶苗进行两种方式喷洒 ,一种是只对
油茶植株上半部的叶片进行喷洒 ;另一种是只对油
茶植株下半部的叶片进行喷洒 , 2 d之后再重复喷洒
一次 ; 2 d之后再从油茶植株上分别采集上部或下部
未喷过水杨酸的叶片进行接种试验 ,蒸馏水作为对
照 ,每个处理 12个重复 ,接种后放入培养皿中在 28
℃条件下进行恒温保湿培养 , 4 d后观察结果。
1. 4 田间诱导抗性防治试验
采用 1. 2. 1中通过诱导效果测试较好的水杨酸
浓度 ,于 2004年 4月上旬在龙川县再乐村油茶林中
选定生长状况一致的油茶植株喷洒水杨酸水溶液 ,
每浓度处理 50株 ,用清水作对照。20 d之后统计各
病级株数并计算病情指数。病情指数分级标准
如下 :
病级 发病程度
代表
数值
0级 整株油茶叶片上没有病斑出现 0
1级 发病叶片数小于整株新叶片数 1 /4 1
2级 发病叶片数占整株新叶片数的 1 /4~1 /2 2
3级 发病叶片数占整株新叶片数的 1 /2~3 /4 3
4级 发病叶片数占整株新叶片数大于 3 /4 4
防治效果按下列公式计算 :
防治效果 =对照组病情指数 - 施药组病情指
数 /对照组病情指数 ×100%
1. 5 诱导处理叶片上病菌分生孢子萌发及侵入
情况
对 2年生油茶离体叶片进行水杨酸溶液喷洒 ,
浓度为 150 mg·L - 1 ,蒸馏水喷洒做对照。2 d之后
用分生孢子悬浮液对油茶叶片进行无伤接种 , 28 ℃
下保湿培养。24 h后分别对诱导处理叶片和对照叶
片进行取样 (2 mm ×4 mm ) ,每种样品取 3块 ; 36 h
后再一次取样。
将样品迅速放入 4%的戊二醛溶液中 ,然后放
入 4 ℃的冰箱内保存 ,保存时间至少 2 h。
用滴管吸出戊二醛固定液 ,然后在每个样品加
入 0. 1 mol·L - 1的磷酸缓冲液 ,静置 10 m in后更换
新的磷酸缓冲液 ,重复 3次。在经过浸洗后的样品
中加入 1%的锇酸 ,之后放入 4 ℃的冰箱中静置 2 h。
然后吸出 1%锇酸 ,再加入 0. 1 mol·L - 1的磷酸缓冲
液浸洗 ,每次 10 m in,连续浸洗 3次。在经后固定的
每个样品中分别依次加入浓度为 50%、70%、80%、
90%和 100%的乙醇逐级脱水 ,每级静置 10 m in。用
醋酸正戊酯对样品进行过渡 ,处理 2 次 ,每次 15
m in。临界点干燥 2 h后进行样品装台 ,将装上样品
的样品台用 HUS25GB真空喷镀仪进行导电处理 ,置
于扫描电镜下观察。
2 结果与分析
2. 1 诱导浓度
从水杨酸 4种浓度对油茶嫩叶的诱导处理效果
(表 1)看 , 150 mg·L - 1所产生的局部诱导抗病效果最
好 ,嫩叶上的病斑减小率达到了 54. 15% ,其次是 100
mg·L - 1 ,防治效果为 45. 85%;相同溶液浓度对老叶
的诱导抗性效果比嫩叶更强 ,其中诱导效果最好的处
036
第 5期 王  军等 :水杨酸诱导油茶抗炭疽病的研究
理浓度也是 150 mg·L - 1 ,达到了 61. 55% ,其次也是
100 mg·L - 1 ,病斑减小率为 49. 46%。方差分析结果
显示嫩叶和老叶以及 4种处理浓度之间所产生的诱
导效果都存在着极显著差异 ( P < 0. 01)。
表 1 水杨酸 4种浓度对油茶抗炭
疽病的局部诱抗效果
处理浓度 /
( mg·L - 1 )
嫩 叶
病斑面
积 / cm2
病斑减
小率 /%
老 叶
病斑面
积 / cm2
病斑减
小率 /%
200 0. 333 39. 89 0. 306 43. 32
150 0. 254 54. 15 0. 208 61. 55
100 0. 300 45. 85 0. 273 49. 46
50 0. 333 39. 89 0. 302 44. 04
(对照 ) 0. 554 0. 540
2. 2 诱导抗性的持续性
在 4种浓度对油茶叶片诱导处理后的 6个时间
间隔上测定局部诱导抗性 ,可见诱导效果 (表 2)在
20 d内都维持较高水平 ,之后慢慢减弱 ,但在 30 d
后 ,诱导防治效果最高仍可达 41. 70%。方差分析
显示各时间点的诱导抗性效果之间存在着极显著差
异 ( P < 0. 01)。
表 2 水杨酸处理后不同时间接种
产生的局部诱导抗性
处理浓度 / (mg·L - 1 ) 病斑减小率 /%
200 150 100 50
5 39. 89 54. 15 45. 85 39. 89
10 39. 96 54. 50 46. 12 39. 92
观察时间 / 15 39. 60 54. 00 48. 00 40. 33
d 20 38. 70 53. 70 47. 81 40. 70
25 35. 20 45. 30 43. 70 37. 80
30 33. 70 41. 70 36. 60 35. 30
2. 3 诱导抗病的系统性
用 150 mg·L - 1作为处理浓度仅对油茶下部叶
片喷洒 ,而对上部叶片接种所得到的平均病斑面积
为 0. 295 cm2 ,防效为 46. 7% ;仅对上部叶片喷洒 ,
而对下部叶片接种的病斑平均面积为 0. 306 cm2 ,防
效为 44. 8% ;对照病斑平均面积为 0. 553 cm2。结
果表明 ,两种处理方法都能诱导未受水杨酸处理的
油茶叶片产生对炭疽病的抗性。说明由水杨酸处理
油茶所产生的抗病信号可以从下往上或从上往下进
行双向传导 ,引起系统性诱导抗性。
2. 4 田间防治试验结果
通过室内诱抗试验 ,选用 150 mg·L - 1、100 mg
·L - 1和 50 mg·L - 1三种处理浓度 ,测试它们在田
间的诱导抗性防治效果 (表 3)。三种浓度处理田间
防治效果最好的还是 150 mg · L - 1 , 防效为
45132% ,其次是 100 mg·L - 1 ,防效为 31. 06%。方
差分析显示三种处理浓度之间的大田诱导抗性效果
有极显著差异 ( P < 0. 01)。
表 3 田间诱导抗性防治效果
处理浓度 / (mg·L - 1 ) 病情指数 防治效果 /%
150 13. 3 45. 32
100 16. 8 31. 06
50 18. 7 23. 10
(对照 ) 24. 3
2. 5 诱导处理叶片上病菌分生孢子萌发及侵入
情况
扫描电镜照片显示经诱导处理和对照叶片在油
茶叶片上分生孢子萌发和入侵情况 (图 1)。叶片在
被处理后 24 h和 36 h,其上的分生孢子萌发都受到
了不同程度的抑制。
3 结论与讨论
水杨酸作为一种广泛存在于植物体内的酚类物
质 ,与植物的抗病性密切相关。已有的研究表明外
源水杨酸作为一种诱导剂能诱导包括林木在内的许
多植物产生对病害的抗性 [ 5, 6 ]。从本试验结果看 ,经
局部诱导处理的叶片表面上 ,病菌分生孢子虽能够
萌发产生芽管 ,但芽管的生长受到抑制 ,有的芽管产
生变形和扭曲 ;另外 ,经诱导处理的叶片上分生孢子
基本没有直接侵入的现象。这些现象可能属于诱导
抗性在形态学上的机制 ,但也不排除是残留叶片上
水杨酸的影响。不过本试验中最高浓度的水杨酸并
未产生最强的诱导抗性 ,因此 ,可以认为局部诱导抗
性的产生基本上并不是水杨酸本身对病原菌分生孢
子入侵的影响。
本试验应用外源水杨酸处理油茶叶片诱导油茶
叶片增加了对炭疽病的局部抗性。其中 ,浓度 150
mg·L - 1诱导效果最好 ,病斑减小率最多 , 可达
61155% ,其次是 100 mg ·L - 1 , 病班减小率为
49146%。另外 ,由于分别处理油茶植株上下部叶
片 ,都能诱导出未经处理部分增强抗病性 ,说明水杨
酸也能在油茶上诱导出系统抗性 ,而且诱导信号可
进行双向传导。由水杨酸诱导油茶产生的对炭疽病
的局部性诱导抗性在 20 d内效果都维持在一定水
平 ,而在 25 d后 ,抗性才开始逐渐下降。这些特性 ,
连同田间试验 45. 32%的防治效果 ,表明用喷洒水
136
林  业  科  学  研  究 第 19卷
杨酸诱导油茶产生对炭疽病的抗性的防治方法具有
潜在的应用前景 ,随着研究的深入 ,应用水杨酸代替
化学杀菌剂防治油茶炭疽病将会是一种可以考虑的
选择。
A: 24 h后诱导处理叶片上分生孢子萌发产生芽管 ,但生长受到抑制 ; B: 24 h后诱导处理叶片上
分生孢子萌发产生的芽管侵入气孔 ,但芽管扭曲变形 ; C: 36 h后诱导处理叶片上分生孢子萌发产
生的芽管异常卷曲如弹簧状 ; D: 36 h后诱导处理叶片上分生孢子萌发产生芽管 ,但芽管生长受到
抑制 ; E: 24 h后对照处理叶片上分生孢子正常发芽 ,有芽管从叶表皮侵入 ; F: 36 h后对照处理叶
片上分生孢子萌发产生芽管从气孔开口侧经过。
图 1 分生孢子在诱导处理和对照叶片上的萌发情况
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