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阿魏酸诱导蚕豆枯萎病发生及根系组织结构损伤的化感效应

袁婷婷  董坤  郭增鹏  董艳  
【摘要】:【目的】酚酸类化合物是多种农作物根际土壤中常见的自毒物质,化感自毒物质与土传病害发生密切相关。研究阿魏酸对枯萎病发生的促进效应及机理,为阐明连作自毒物质–病原菌–寄主抗病性互作效应提供参考。【方法】采用水培试验研究阿魏酸对蚕豆幼苗生长和枯萎病发生的影响。在蚕豆幼苗长至4~6片真叶时,将其移入2 L Hoagland营养液中进行培养,其中阿魏酸浓度分别为0、50、100、200 mg/L。待阿魏酸处理2天后,加入25 mL 1×10~6 cfu/mL的尖孢镰刀菌孢子悬浮液。继续培养40天后,取样调查植株生长状况和枯萎病发病率。利用显微镜观察蚕豆根系细胞组织结构的变化,通过室内培养试验研究尖孢镰刀菌菌丝生长和致病力对阿魏酸胁迫的响应。【结果】与无添加阿魏酸(0 mg/L)处理相比,添加阿魏酸处理显著抑制蚕豆幼苗的生长,且阿魏酸浓度越高抑制作用越强。本试验条件下,阿魏酸处理显著提高蚕豆枯萎病发病率300.0%~500.0%,显著增加病情指数113.3%~1666.7%,发病率和病情指数均在阿魏酸处理浓度200 mg/L下达到最大值。阿魏酸处理抑制尖孢镰刀菌的菌丝生长,显著提高尖孢镰刀菌产生的果胶酶、纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶活性44.8%~59.0%、78.2%~145.6%、975.6%~2435.4%和165.1%~622.9%;显著提高枯萎酸含量107.6%~236.2%。阿魏酸胁迫下,蚕豆根系表皮细胞扭曲变形,木质部导管变细,导管壁增厚,胶状物和内含物充满整个细胞,阻碍营养物质和水分的正常运输,进而加速蚕豆枯萎死亡。【结论】阿魏酸胁迫虽然抑制尖孢镰刀菌的菌丝生长,但显著提高蚕豆根系细胞壁降解酶活性和枯萎酸含量,进而增加尖孢镰刀菌致病力,加速根系细胞组织结构损伤,促进尖孢镰刀菌侵入蚕豆根系,加剧枯萎病发生和危害。阿魏酸在蚕豆连作障碍中扮演着初始诱因的角色。

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