不同温度条件下根结线虫侵染对烟草根系的影响性分析

崔成琼

摘 要：南方根结线虫面对不同抗性烟草品种会呈现不同的生理生化表现，在这样的背景下想要发现温度对于这些南方根结线虫的影响，需要借助光合培养箱来对温度进行调控，由此对不同温度下的烟草根系进行生理生化指标实验和分析，以供借鉴。

关键词：南方根结线虫;温度;烟草根系;生理特性

烟草属于一年一次甚至是多年一次的草本类植物，在我国大量种植，对我国经济发展做出了较大贡献。但是近些年以来，根结线虫病在全球农业生产中变得越来越严重，给世界农业发展造成阻碍。 当前，还没有找到特别有效的控制根结线虫病的方法，一般方法是化学治理，但是这种方法在使用过程中会不可避免的使用到一些高浓度的化学有毒药品，这样不仅会导致烟叶质量下降，而且还给环境造成了巨大的压力。因此无公害防治根结线虫病的研究符合时代发展需求，并且属于当前热点。

一、材料与方法

1.试验材料

供试烟草为 2 个，即红花大金元、K326，抗南方根结线虫病能力不同的品种。

2.试验设计

2017年11月，该试验在云南大学育种实验室开始。试验首先把这些作为试验品的烟草种子拿种子步包好，放在质量分数为10%NaClO溶液中进行消毒，大概十分钟以后取出，再用蒸馏水反复清洗揉搓，次数大约为8～10次。洗涤后，把这些种子放置在蒸馏水当中泡8～10h左右。等到这些种子完全被催芽完成之后，要在72孔幼苗盘当中进行播种，随后将它们放在光照14小时，28℃;暗10小时，18℃;湿度为60%的光照培养箱中等待其发育。等到烟草长出3～4片叶子时，再选择出60个品种，把这些样本移植到具有高稳灭菌功能的塑料盆中，一株一个盆，然后统一置于与上述条件一致的光照培养箱中进行3天缓苗。在慢速幼苗完成后，将20个品种放入恒温光培养箱中。完成缓苗后，随后对每个品种进行筛选，将20棵置于恒温光照培养箱中进行温度调控，为时三天。根据刘国顺对烟草生长温度的研究和陈志杰等人的研究设定温度，将温度设定为15°C，25°C，35°C，相对应的土壤温度分别为13°C，23°C，33°C）。

3.接种取样

河南农业大学植物保护学院向我们提供了1号小种的南方根结线虫。在实验中，首先将这些根结线虫与感病番茄进行接种。当根系出现根结时，将卵块从根结处抬起。在不同的温度点为每个品种选择10棵树，用玻璃棒对根系进行穿孔，每盆5个孔，并根据每盆3 000条的接种量连入南方根结线虫的第二龄幼虫的悬浮液。另外10棵选择与清水进行接种，由此形成对照。在接种南方根结线虫后在0天、14天和28天的时候进行取样。随机选择3棵，将根清洁并用锡箔包裹。将它们在液氮中冷冻并储存在-80℃的冰箱用于检测和统计相关指标。

4.生理生化指标的测定及计算

采用李合生法测定SOD活性，脯氨酸和可溶性糖含量，POD活性参考Maehly等人的方法测定，CAT活性参照Kn?rzer等人的方法测定。通过Plant ELISA KIT测定羟脯氨酸糖蛋白（HRGP）含量。计算各生理生化指标的相对增长率，计算公式为相对生长量=测量值/测量值×100%。 相对生长速率可以反映烟草根系在进行根结线虫接种之后各个指标仍然保持原始生长能力。一般来说，这个值与“1”之间的差异越大，就说明烟草根系受南方根结线虫的影响越大，反之亦然。

5.数据统计分析

利用 SPSS21.0 与 Excel 2010 对数据进行分析处理。

二、结果与分析

SOD，POD，CAT等构成整个植物保护酶系统。一般来说这三种酶处于稳定状态，活性氧的产生和消除对对植物不会有特别大的影响。但是当这些植物面临环境的某种变化时，这样的平衡状态也随之被破坏，由于清除活性氧物质的能力不断下降，因此导致它们体内产生了大量的O2-和H2O2，对植物造成一定的损害。在植物体内SOD能够催化O 2 - 与H+的反应，形成O2和H2 O2，而产生的H2O2又经过植物体内被POD和CAT催化形成O2和H2O，从而减少H2O2和O2-应对植物细胞膜产生更多活性·OH损伤。郭衍银等发现生姜被南方根结线虫感染后，根系SOD活性下降的同时POD活性增高。李青青等研究表明，接种南方根结线虫之后，豇豆根系CAT活性明显增加。本研究发现接种不同根结线虫后，根系SOD活性降低，但POD和CAT活性与叶德友的结果一致，高抗性品种比长颈黄色的易感品种G28的变化更显著。这可能是因为南方根结线虫（Meloidogyne incognita）对烟草植物的感染会导致植物中活性氧的积累。较低的SOD活性将导致烟草植物中O2-的积累并引起烟草植物的过敏反应。根结线虫产生毒性作用;较高的POD和CAT活性催化H2O2形成O2和H2O，较高的POD活性可以增加细胞壁厚度，木质化细胞，增加烟草对南方根结线虫的抗性。植物中的渗透调节物质如可溶性糖、脯氨酸等与植物在暴露于环境时的抵抗能力密切相关。南方根结线虫感染后不同抗性番茄砧木根系脯氨酸和可溶性糖含量增加，抗病番茄品种生长速度高于敏感品种。羟脯氨酸糖蛋白是植物细胞壁中的独特蛋白质，已经发现蛋白质和植物对疾病具有抗性，应力抵抗是密切相关的。不同的抗性香蕉品种接种了南方根结线虫，羟脯氨酸糖蛋白含量显着高于易感品种。实验研究发现，南方根结线虫感染不同抗性烟草品种，红花大金元、K326根中可溶性糖，脯氨酸和羟脯氨酸糖蛋白含量显着高于敏感品种长脖黄。试验材料红花大金元、K326为高抗性和高敏感性的南方根结线虫品种，不同抗性烟草品种的生理生化指标在不同温度条件下被南方根结线虫感染。研究的结果表明，在25℃下生理和生化指标的相对生长在接种南方根结线虫和未接种的线虫之间是最不同的。差异在35°C时很小，表明烟草在35°C时受到南根的影响。結线虫感染的生理和生化反应并不比其他温度强。这可能是因为35℃的高温有效地抑制了南方根结线虫的活动并降低了其感染性。

三、结语

总体来说，高温对于南方防患自然灾害而言是有着较大的积极作用的，比如在高温环境下，南方根结线虫对于南方的侵犯能力会下降。在烟草根系中，富含SOD，POD，CAT活性及羟脯氨酸糖蛋白，可溶性糖和脯氨酸，这些都有助于发挥烟草对于结根线虫的抵抗。

参考文献：

[1]路雪君，廖晓兰，成飞雪，等. 根结线虫的生物防治研究进展. 中国农业科技导报，2010，12（4）：44-48.

[2]曹坳程，郭美霞. 21世纪中国农药工业的需求与发展. 中国农业科技导报，2005，7（6）：37-42.