芸苔素内酯对小麦种子萌发、幼苗生长及茎基腐病的影响

陆宁海,郎剑锋,张俊伟,黄海燕,翟峨嵋,朱伟伟

（河南科技学院,河南新乡453003）

芸苔素内酯对小麦种子萌发、幼苗生长及茎基腐病的影响

陆宁海,郎剑锋,张俊伟,黄海燕,翟峨嵋,朱伟伟

（河南科技学院,河南新乡453003）

通过室内试验,研究了芸苔素内酯对小麦种子萌发、幼苗生长及茎基腐病的影响.结果表明：芸苔素内酯在合适的剂量下拌种,有促进种子萌发、提高种子活力和促进幼苗生长的效果.当药剂用量为0.05 mg/kg时,小麦发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数分别为96.53%、97.34%、35.43和1.65；小麦幼苗最大根长和地下部分鲜质量分别为22.38 cm和0.28 g/株,株高和地上部分鲜质量分别为26.68 cm和0.57 g/株,显著大于对照.芸苔素内酯拌种对小麦茎基腐病具有良好的防治效果,拌种后小麦茎基腐病的病情指数和对照相比显著降低,药剂用量为0.05 mg/kg时,发病率只有21.35%,病情指数为25.65,防效高达64.65%.芸苔素内酯可以提高小麦种子活力、促进幼苗生长,对茎基腐病防效显著,是防治小麦茎基腐病高效的辅助拌种剂,可在生产上大面积推广应用.

小麦茎基腐病；芸苔素内酯；种子萌发；种子活力；抗病性

芸苔素内酯是从芥菜型油菜的花粉中提取获得的一种甾醇类化合物,对植物细胞伸长和分裂均有促进作用.它是目前已知植物激素中生理活性最强的一种,已被广泛应用到多种作物[1-4]、蔬菜[5-8]或果树[9-11]上.对植物幼苗根系有明显的促生长作用,又能提高叶片叶绿素的含量,增强光合作用,增加光合同化产物的积累,因而有明显的促进植物营养生长的效应,可以提高作物的产量,能增强作物的抗逆性,尤其是在抗干旱、抗低温和抗病方面作用更明显[12-15].

小麦茎基腐病（crown rot）是由多种病菌引起的一种世界性土传病害.在澳大利亚,茎基腐病造成的直接经济损失约为7 900万澳元/a,间接损失大约为4.34亿澳元/a[16-18].近年来,茎基腐病在澳大利亚、美国、南非、意大利、埃及、土耳其、叙利亚、摩洛哥和阿根廷等麦类作物种植区也呈现越来越严重的趋势,受到各国科研工作者的广泛关注[19-21].由于耕作方式和种植制度的改变,造成土壤中菌源积累,以及目前主要小麦品种抗病性较差等因素,该病害在我国小麦主产区的江苏、安徽、河南、河北、山东等省份普遍发生[22-23].河南省焦作、许昌、商丘、新乡等市的部分麦田发生严重,而且呈现不断加重和蔓延的趋势.2014年河南新乡小麦茎基腐病发生严重,一般田发病率为10%~15%,个别田块白穗率高到20%~30%,成为小麦减产最主要的因素.小麦茎基腐病从苗期到成熟期均可发生,以返青拔节期和灌浆期受害较重.小麦在生长前期受到侵染,可导致种子萌发前腐烂及苗期枯萎,苗期侵染后表现出小麦茎基部叶鞘和茎秆变褐、变黑,严重可引起根部变褐腐烂,后期易产生白穗[24-25].

为探明芸苔素内酯对小麦发芽和幼苗生长的影响,以及对小麦茎基腐病的防治效果,为推广应用提供科学依据,特进行该试验,现将试验结果报告如下.

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试小麦品种：矮抗58（感病品种）,由河南科技学院小麦中心提供.

供试药剂：0.01%芸苔素内酯可溶液剂（上海绿泽生物科技有限责任公司生产）.

对照药剂：30 g/L敌委丹悬浮种衣剂（先正达（中国）投资有限公司生产）.

小麦茎基腐病菌镰刀菌群：由河南科技学院植物病理实验室从发病的小麦植株上分离、纯化、鉴定、保存.

1.2 试验方法

1.2.1 芸苔素内酯对小麦种子按萌发的影响按照《GB/T 3543.4—1995农作物种子检验规程发芽试验》技术规定进行发芽试验[26].按每kg种子0.01 mg、0.03 mg和0.05 mg芸苔素内酯有效成分的剂量处理种子,将200 g种子倒入500 mL三角瓶中,将配好的药剂加入三角瓶,迅速摇动使药剂均匀分布在种子表面,务必使种子均匀沾上药剂,倒出晾干备用.纸床法进行发芽试验,即采用培养皿内垫3层滤纸作芽床,每皿50粒种子,摊平成1薄层,皿内加灭菌水保持湿润,于SPX-250B生化培养箱内恒温20℃光照培养,以清水作对照,每处理重复3次[27].第3天统计发芽势,第7天统计发芽率,计算发芽指数、活力指数.

1.2.2 芸苔素内酯对小麦幼苗生长的影响将供试小麦种子进行药剂处理后播于塑料盆钵中（口径为15 cm）,每盆50粒,盖上灭菌土,正常栽培管理,以清水作对照,每处理重复3次.待两叶一心时测量株高、根长、鲜质量.

1.2.3 芸苔素内酯对小麦茎基腐病的防治效果

接种体的准备：取清水浸泡2 d后的小麦粒置于250 mL三角瓶中,每瓶50 g,高压灭菌（121℃,1 h）,接入PDA培养基上培养4 d的病菌菌株,25℃静置培养10 d,每天振摇三角瓶以打碎结块的麦粒.待病麦粒自然风干后,粉碎成粉状,置于4℃冰箱备用.

防效测定方法：将供试小麦的种子进行药剂处理后播于塑料盆钵（口径为15 cm）,每盆50粒,盖上混有病菌的灭菌土（m（病菌麦粉）颐m（灭菌土）=1颐30）,每处理重复3次.正常栽培管理,35 d后调查病情.病害严重度分级标准：0级,无症状；1级,第1叶鞘褐枯小于叶鞘长度50%,第1片叶褪绿黄化不明显；2级,第1叶鞘褐枯大于叶鞘长度50%,第1片叶明显褪绿黄化,但没有完全枯死；3级,第1片叶完全枯死,第2叶鞘有明显褐枯,第2片叶叶尖开始褪绿黄化枯死；4级,第2片有明显褐枯,枯死斑占叶片长度的50%以下；5级,第2片有明显褐枯,枯死斑占叶片长度的50%以上；6级,第2片叶完全枯死,第3片叶叶尖开始褪绿黄化枯死；7级,第3片有明显褐枯,枯死斑占叶片长度的50%以下；8级,第3片有明显褐枯,枯死斑占叶片长度的50%以上.根据下列公式计算病情指数及防效：

2 结果与分析

2.1 芸苔素内酯对小麦种子萌发的影响

芸苔素内酯对小麦种子萌发的影响见表1.

表1 芸苔素内酯对小麦种子萌发的影响Tab.1 The effect of BRs on wheat seed germination

由表1可知,芸苔素内酯在合适的剂量下拌种,有显著地促进小麦种子萌发和提高种子活力的效果,且随着剂量的增加,小麦种子的发芽势、发芽率提高,种子活力显著增强.当药剂用量为0.05 mg/kg时,小麦发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数分别为96.53%、97.34%、35.43和1.65,和对照相比差异显著.

2.2 芸苔素内酯对小麦幼苗生长的影响

芸苔素内酯对小麦幼苗生长的影响见表2.

表2 芸苔素内酯芸天力对小麦幼苗生长的影响Tab.2 The effect of BRs on wheat seedling growth

由表2可知,芸苔素内酯在合适的剂量下拌种,有显著地促进小麦幼苗根系和植株生长的效果.当药剂用量为0.05 mg/kg时,小麦幼苗最大根长和地下部分鲜质量分别为22.38 cm和0.28 g/株,株高和地上部分鲜质量分别为26.68 cm和0.57 g/株,和清水对照有显著差异.

2.3 芸苔素内酯对小麦茎基腐病的防治效果

芸苔素内酯对小麦茎基腐病的防治效果见表3.

表3 芸苔素内酯芸天力对小麦茎基腐病的防治效果Tab.3 The control effect of BRs to wheat crown rot

由表3可知,芸苔素内酯拌种对小麦茎基腐病具有良好的防治效果.清水对照发病率为100.00%,而芸苔素内酯拌种的发病率显著降低,药剂用量0.01 mg/kg和0.03 mg/kg时,发病率分别为60.34%和53.66%,药剂用量为0.05 mg/kg时,虽然比敌委丹拌种效果差,但发病率仅为21.35%.芸苔素内酯拌种后小麦茎基腐病的病情指数和防治效果与清水对照相比显著降低,较对照药剂敌委丹高,当药剂用量为0.01~0.05 mg/kg时,病情指数分别为44.33、38.21和25.65,防效分别为38.90%、47.33%和64.65%.

3 讨论

芸苔素内酯是一种天然植物激素,属新型广谱植物生长调节剂,广泛存在于植物的花粉、种子、茎和叶等器官中.由于其生理活性大大超过现有的5种激素,已被国际上誉为第六类植物激素,主要功效为提高种子活力,促进植物根系发育,调节植物健壮生长,提高肥料利用率,增强植物抗逆能力,提高结实率,增加产量[28].0.01%芸苔素内酯芸天力是上海绿泽生物科技有限公司开发的新一代植物生长调节剂,对作物种子高度安全,促生增产显著.本试验结果表明,芸苔素内酯芸天力具有提高小麦种子活力、促进幼苗生长的功能,且防病效果显著,是防治小麦茎基腐病的良好辅助拌种剂,和敌委丹混合拌种,可以提高小麦种子活力,使小麦种子萌发快、出苗整齐,幼苗生长健壮,增加了抗病性,可在生产上大面积推广应用.

小麦在生长前期受到茎基腐病菌侵染,可导致种子腐烂,影响出苗率.本试验结果显示,通过芸苔素内酯芸天力包衣后,种子的发芽势增强,活力提高,抗病性增加,保证了出苗率和出苗的整齐程度.芸苔素内酯芸天力在合适的剂量下拌种,对小麦幼苗有促进生长的效果,幼苗叶片绿、宽、厚,根系发达,而对照的幼苗,叶色淡绿,根细.这可能是芸苔素内酯芸天力提高了根系SOD、CAT和POD酶活性,或者是提高了RNA聚合酶的活性,增加RNA、DNA含量,也有可能是增加了细胞膜的电势差、ATP酶的活性,增加了叶片光合作用[29].小麦茎基腐病菌主要是从小麦根系侵入,通过芸苔素内酯芸天力包衣,促进根系生长,提高了抗病性.

芸苔素内酯芸天力拌种对小麦茎基腐病具有良好的防治效果,当药剂用量为0.05 mg/kg时,防效高达64.65%.其防病机理可能是诱导小麦产生了抗性[30].芸苔素内酯持效期长,其对小麦后期病害的防效和增产效果还需要进行田间试验.

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（责任编辑：邓天福）

The effect of BRs on seed germination,seedling growth and crown rot of wheat

Lu Ninghai,Lang Jianfeng,Zhang Junwei,Huang Haiyan,Zhai Emei,Zhu Weiwei
（Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China）

The effect of BRs on wheat seed germination and seedling growth for controlling disease was studied through laboratory test.The results showed that BRs could promote wheat seed germination and improve seed vigor under the appropriate concentration.When the dosage of reagents for 0.05 mg/kg,wheat germination potential, germination rate,germination index and vigor index were 96.53%,97.34%,35.43 and 1.65 respectively.Seed coating by BRs had promoted seedling growth effect,which wheat seedling the largest root length and underground part fresh weight were 22.38 cm and 0.28 g/strains,and which plant height and fresh weight above ground were 26.68 cm and 0.57g/strains when the dosage of reagents for 0.05 mg/kg.Seed coating by BRs had good control effect to wheat crown rot,which the disease index reduced significantly compared to contrast.The incidence,disease index and control effect were only 21.35%,25.65 and 64.65%when the dosage of reagents for 0.05 mg/kg.Therefore,BRs was remarkable on seed germination,promotion seedling growth and control disease,which could be utilized widely in the production.

wheat crown rot：BRs；seed germination；seed vigo；resistant

S435

A

1008-7516（2015）03-0031-05

10.3969/j.issn.1008-7516.2015.03.007

2015-05-02

新乡市重点科技攻关项目（ZG13006）

陆宁海（1976―）,男,甘肃宁县人,博士,副教授.主要从事植物病理学研究.