王慶云
(朔州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西 朔州 036000)
核盤菌(Sclerotinia sclerotiorum)造成的菌核病在世界各地都有分布,寄主包括油菜、大豆、向日葵、黃瓜、萵苣、茄子、辣椒、胡蘿卜、蠶豆和豌豆等重要經(jīng)濟(jì)作物[1]。由核盤菌侵染引起的菌核病是一種很嚴(yán)重的真菌病害,威脅到多種重要農(nóng)作物,該病每年造成的損失非常巨大[2]。向日葵菌核病每年在內(nèi)蒙古北部地區(qū)的發(fā)病率平均為30%~50%,個(gè)別地塊可達(dá)90%[3,4],嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐深w粒無收。
盾殼霉(Coniothyrium minitans)可重寄生在核盤菌上,能夠寄生和殺死核盤菌的菌核和菌絲,降低油菜菌核病的初侵染源和再侵染,在菌核病的生物防治中具有廣闊的應(yīng)用前景[5-12]。播種油菜或苗期把盾殼霉孢子制劑施在土壤中,土壤中菌核數(shù)量明顯降低,并且菌核病的發(fā)生明顯減少[8]。當(dāng)前防治核盤菌主要施用化學(xué)農(nóng)藥,這會(huì)使其產(chǎn)生很強(qiáng)的抗藥性,并且也會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染[9]。因此對(duì)生防菌盾殼霉更深層次的開發(fā)研究勢(shì)在必行。
前期已有很多學(xué)者對(duì)盾殼霉與核盤菌之間的相互影響做了很多研究[10-12],但是關(guān)于盾殼霉在施用過程中對(duì)植物體內(nèi)酶類的影響如何,研究較少。對(duì)此本文研究了盾殼霉發(fā)酵物拌種向日葵后其幼苗葉莖根中過氧化物酶(Peroxidase,POD)、多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)和超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)活性的變化。
試驗(yàn)時(shí)間:2022 年8 月。盾殼霉菌株NM1:田間寄生菌核上采集分離得到。黑美60向日葵種子:朔州職業(yè)技術(shù)學(xué)院植保實(shí)驗(yàn)室提供。
1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
用質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的福爾馬林溶液處理向日葵種子后,用盾殼霉發(fā)酵物拌種向日葵種子,不拌種設(shè)為對(duì)照。把處理好的種子種植到9 cm×9 cm的盆缽中,滅菌土和砂按3∶1混勻,每缽裝150 g,倒入適量水使土壤濕潤(rùn),放入1 粒種子,蓋上50 g 左右的土,室溫下培養(yǎng)。每個(gè)處理設(shè)4 次重復(fù)。出苗3 d、4 d 后,分別在0 d、2 d、4 d、6 d、8 d 和10 d 后,對(duì)向日葵的葉、莖、根進(jìn)行POD、PPO及SOD活性測(cè)定。
1.2.2 指標(biāo)測(cè)定及方法
POD 活性測(cè)定:按試劑盒步驟,依次配置所需試劑,在470 nm處測(cè)定。
PPO 活性測(cè)定:按試劑盒步驟,依次配置所需試劑,在398 nm處測(cè)定。
SOD 活性測(cè)定:按試劑盒步驟,依次配置所需試劑,在560 nm處測(cè)定。
POD 試劑盒:索萊寶生化試劑盒;PPO 試劑盒:索萊寶生化試劑盒;SOD試劑盒:索萊寶生化試劑盒。
根據(jù)試劑盒上的公式計(jì)算。試驗(yàn)數(shù)據(jù)均是3次重復(fù)的平均值。
處理葉內(nèi)POD 活性在開始和對(duì)照是接近的,并且都是逐漸降低至第4 d 后開始上升,到第8 d 處理達(dá)到了高峰,并高于對(duì)照66 個(gè)酶活力單位。處理莖內(nèi)POD 活性和對(duì)照開始都是逐漸降低的,至第8d 都開始上升,在整個(gè)過程中它們交替的變化。處理根內(nèi)POD 活性在第0 d、2 d 和4 d 是逐漸增加的,并且在第4 d達(dá)到高峰,之后開始下降,但還高于對(duì)照的。
葉內(nèi)的PPO 活性在第1 d、2 d、4 d、6 d 呈下降的趨勢(shì),但都高于對(duì)照的水平,之后回落到和對(duì)照接近。處理莖內(nèi)PPO活性開始高于對(duì)照并逐漸下降,在第6 d 達(dá)到高峰,之后又開始下降,而對(duì)照在第2 d 和8 d 達(dá)到高峰。處理根內(nèi)PPO 活性在0 d、2 d、4 d、6 d和8 d的變化與對(duì)照都是很接近,但第10 d處理高于對(duì)照達(dá)到最高峰(94.5個(gè)酶活力單位)。
盾殼霉拌種向日葵后,葉內(nèi)SOD 活性的變化如圖1。處理葉內(nèi)SOD 活性第2 d 達(dá)到高峰,之后開始下降,至第4 d,第6 d、8 d和10 d與對(duì)照一直都接近。
圖1 盾殼霉拌種對(duì)向日葵幼苗SOD活性的影響Fig.1 Effect of seed dressing by Coniothyrium minitans on SOD activity of sunflower seedlings
SOD、POD 等是抑制植物體內(nèi)活性氧自由基積累的關(guān)鍵酶[13],是作物在逆境脅迫下產(chǎn)生的抗氧化保護(hù)性物質(zhì),POD和SOD 活性增強(qiáng)有助于激活植物細(xì)胞生理活性、增加次生代謝產(chǎn)物和減緩脅迫危害。POD 是一種抗氧化物酶,SOD 是一種金屬酶,協(xié)同清除植物體內(nèi)有害自由基來減少細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的傷害方面起重要作用,均為植物體內(nèi)的膜系統(tǒng)保護(hù)酶。PPO 是一種質(zhì)體酶,分布在含有質(zhì)體的植物組織中,很多學(xué)者研究認(rèn)為,其對(duì)植物抗病性發(fā)揮著很重要的作用,在植物的正常生命活動(dòng)中起著非常重要的作用。
本試驗(yàn)結(jié)果表明,盾殼霉拌種向日葵后,整體來看處理根內(nèi)POD 活性明顯高于對(duì)照,差異顯著,而葉和莖內(nèi)的POD活性與對(duì)照相比變化不明顯;在整個(gè)測(cè)定過程中處理葉內(nèi)PPO 活性與對(duì)照相比差異顯著,但莖和根內(nèi)PPO 活性,與對(duì)照比差異不顯著;從整體上可以看出,葉內(nèi)SOD 活性與對(duì)照比沒有顯著的差異。其原因可能是盾殼霉發(fā)酵物誘發(fā)了向日葵體內(nèi)一些酶的活性,可能抑制了一些酶的活性,還有可能不同的酶在向日葵的不同部位被激活的時(shí)間或劑量不同。
通過測(cè)定盾殼霉拌種向日葵對(duì)POD、PPO 和SOD 活性的影響,能為盾殼霉的大田施用提供一定的依據(jù),關(guān)于其他酶類的測(cè)定,在后續(xù)工作中做進(jìn)一步的研究,