新型植物免疫激活蛋白维大力（VDAL）在青梗菜上的应用效果

董礼宾，余伟杰，杨亚江，钱海涛，王琳，齐俊生

（1.北京中捷四方生物科技股份有限公司，北京101149：2.中国农业大学生物学院，北京100193）

维大力（VDAL）是由中国农业大学生物学院植物生理学与生物化学国家重点实验室研发的一种新型植物免疫激活蛋白，源于棉花黄萎菌，获得多项国家专利，能够调控植物体内多种激素信号通路，激活PTI（胞外）及ETI（胞内）免疫反应，将该蛋白通过喷施与植物体接触后可以诱导植物产生抵抗生物胁迫（病害、虫害）和非生物胁迫（高温、干旱、寒冷等逆境）的能力，促进植物生长发育，提高作物的产量和品质等[1]。

国内外大量研究表明，植物免疫诱抗剂具有提高农作物抗性和有效防控农作物病害的能力。2002年《Nature》杂志报道植物本身存在有效的保护机制，可帮助植物抵抗细菌和霉菌的侵染[2]；同年，美国麻萨诸赛州总医院分子生物部Jen Sheen博士[3]也发现了能使植物对致病菌产生抗性的途径。2006年美国科学家在《Nature》上发表论文提出了“植物免疫系统”的概念[4]。2007年德国科学家在《Science》上发文指出，自然界中的植物具有特殊的可以识别细菌、病毒和霉菌等微生物入侵的免疫传感器[5]；同年，美国康奈尔大学植物研究所确定了植物免疫响应过程中的一个关键信号——水杨酸甲酯（methyl salicylate）[6]。上述研究结果已经明确了植物的这种免疫系统由2级免疫传感器组成：第一级是植物细胞表面可以针对不同微生物的入侵，促使植物细胞分泌出具有抵抗功能的调节蛋白；第二级是植物细胞内本身就存在的特殊抗体蛋白，可以与植物细胞的分泌物一起抵御病原微生物的入侵[7～9]。研究表明，蛋白激发子PeaT1和Hrip1能提高植物体内相关防卫基因的表达，诱导植物产生抗逆反应，提高多种作物的产量和品质[10]。后续又有大量研究表明，植物免疫激活蛋白能够提高作物的抗性，从而提高产量和品质，如邱德文等[11]研究表明，植物免疫激活蛋白能够促进白菜生长发育并提高白菜品质。

目前，植物免疫激活蛋白一般在作物上单独使用，以达到促进作物生长发育，增强作物对逆境及病害的免疫能力，提高产量和品质等目的；但其与生长调节剂、微生物杀菌剂、植物诱抗剂等产品混用的效果尚不明确[12～15]。芸乐收和芸苔素内酯是生产上常用的生长调节剂，能够调节植物生长，促进植物的生长发育；寡雄腐霉是生产上普遍应用的一种微生物杀菌剂，能够有效降低病害的发生；氨基寡糖素和阿泰灵是生产上应用较为广泛的植物诱抗剂产品。通过研究各药剂单独使用及其与VDAL混配使用对青梗菜生长和产量的影响，以期探索较适宜的药剂使用方法，为青梗菜壮苗、增产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验点概况

田间试验于2019年6～9月在河北省新乐市河北益天农业公司基地进行。试验地前茬为玉米，土壤类型为沙壤土，0～5 cm耕层土壤基础养分含量为有机质29.5 g/kg、碱解氮122 mg/kg（全氮1.83 g/kg）、有效磷43.8 mg/kg、速效钾136 mg/kg，pH值7.6。

1.2 试验材料

青梗菜品种为上海青。药剂有VDAL（1.5%新型植物免疫激活蛋白，北京中捷四方生物科技股份有限公司提供）、寡雄腐霉菌（多利维生，有效成分含量为孢子100万个/g）、氨基寡糖素（显胜，有效成分含量5%）、芸苔素内酯（云大万宝，有效成分含量0.004%）和阿泰灵（中保绿农寡糖·链蛋白，有效成分含量6%），均按照厂家推荐浓度使用。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 青梗菜种植前，所有试验地均统一施用有机肥525 kg/hm2，以提升地力，并保证肥力均匀。6月5日播种，行距30 cm，间距10 cm，用种量3 750 g/hm2；出苗后一周定苗，单株留苗，密度30万株/hm2。试验地周围设保护行，种植相同作物以减少边际效应。

在青梗菜苗期（3片真叶），应用农用手动气压式喷雾器（太仓市金港植保器械科技有限公司）进行叶面均匀喷药。试验设14个处理（表1），其中清水处理为对照（CK）[16～27]。小区面积20 m2（4 m×5 m），随机区组排列，4次重复。其他管理措施与大田常规相同。

表1 不同处理的药剂种类与施用浓度Table 1 Agents and concentrations of different treatments

1.3.2 测定项目与方法

1.3.2.1 苗期生长性状[28]。施药后第10天，每小区均采用五点取样法，每点均选取4株，利用常规方法，测定株高（青梗菜基部到植株顶端的高度）、茎粗（青梗菜茎基部的粗度）、叶片数和根长（青梗菜基部到最大主根生长点的长度），以及地上部和地下部的鲜重与干重。计算根冠比。

1.3.2.2 叶绿素含量。分别在施药后第10天和收获期，每小区均采用五点取样法，每点均选取4株，利用SPAD-520Plus叶绿素仪测定每株功能叶（从茎基部起第2片叶）和心叶（最后展开的叶）的叶绿素含量。

1.3.2.3 产量。青梗菜收获期，每小区均取中间2行，每行取0.5 m，测定产量。

1.3.3 数据统计与分析 利用Excel 2013软件进行数据统计；利用SPSS软件采用Duncan’S法进行数据差异显著性分析（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同药剂处理对青梗菜苗期生长的影响

不同药剂处理的幼苗株高为14.16～22.25 cm，除T1处理显著较低外，其他处理之间及其与CK之间差异均不显著；茎粗为4.80～5.76 mm，其中T9处理茎粗最大，其次是T1和T2处理，三者差异不显著，但均显著＞CK，而其他处理与CK差异均不显著；叶片数为6.70～7.90片，与CK差异均不显著；根长为5.57～6.85 cm，各处理之间及其与CK之间差异均不显著；地上部鲜重为23.25～44.2 g，其中T1处理指标值最高，其次是T2、T4和T8处理，四者差异不显著，但均显著＞CK，而其他处理与CK差异均不显著；地上部干重为1.09～1.73 g，除T10外的其他处理均＞CK，其中T8处理指标值最高，其次是T9、T7、T2和T4处理，五者差异不显著，但均显著＞CK；根干重为0.16～0.25 g，均＞CK，其中T7处理指标值最高，其次是T3、T12、T8、T1、T2、T4和T10处理，八者差异不显著，但均显著＞CK；根冠比为0.12～0.19，均≥CK，其中T3处理指标值最高，其次是T12、T10、T7、T1和T5处理，六者差异不显著，但均显著＞CK，而其他处理与CK差异均不显著（表2）。总体来看，VDAL单用效果较好，可以显著促进茎粗生长，明显提高地上部鲜重和根干重，壮苗作用达到了芸苔素内酯等5个参试产品的水平，其中VDAL原粉9 000倍稀释液的效果优于4 500倍稀释液，该处理下还可使幼苗显著变矮，根冠比明显增大。

进一步对受药剂处理影响明显的指标进行VDAL单用与混用的效果分析，结果显示，在VDAL使用倍数相同的情况下，与单用相比，VDAL与供试免疫诱导类产品混配后对苗期不同生长指标的作用不同。在VDAL原粉9 000倍稀释液条件下，与T1处理相比，VDAL与不同产品混用后，株高均显著增大，茎粗均显著减小；地上部鲜重均降低，其中T10和T12处理降低显著；地上部干重除T8处理明显增加外，其他处理均有所降低；根干重T8和T12处理略有增加，T10处理略有降低；根冠比T8处理略有降低，其他处理均显著增大。表明VDAL原粉9 000倍稀释液与供试免疫诱导类产品混配后，与其单用效果相比，除与芸苔素内酯混用对地上部干重和根干重，与氨基寡糖素混用对根干重和根冠比，与寡雄腐霉混用对根冠比表现为增效作用外，对其他指标的影响均表现为减效。在VDAL原粉4 500倍稀释液条件下，与T2处理相比，VDAL与不同产品混用后，株高均略有降低；地上部鲜重均显著降低；茎粗和地上部干重除T9处理略有增加外，其他处理均有所降低，其中T13处理降低显著；根干重均略有降低；根冠比T9处理略有降低，T11处理保持一致，T13处理略有增大。表明VDAL原粉4 500倍稀释液与供试免疫诱导类产品混配后，与其单用效果相比，与3种产品混用对株高，与芸苔素内酯混用对茎粗和地上部干重，与氨基寡糖素混用对根冠比表现为增效作用外，对其他指标的影响均表现为减效。综上分析可以看出，VDAL单用效果相对较好。

2.2 不同药剂处理对青梗菜叶绿素含量的影响

不同药剂处理的苗期功能叶叶绿素含量为29.05～41.36 g，其中T8和T12处理显著＞CK，T5处理显著＜CK，其他处理与CK差异均不显著；心叶叶绿素含量为28.92～37.82 g，除T5和T13处理与CK差异不显著外，其他处理均显著＞CK（表3）。表明VDAL原粉9 000倍稀释液与芸苔素内酯和氨基寡糖素混用，可同时明显提高苗期功能叶和心叶的叶绿素含量；寡雄腐霉单用会显著降低苗期功能叶的叶绿素含量，但对心叶叶绿素含量影响不大；VDAL原粉4 500倍稀释液与氨基寡糖素混用对苗期功能叶和心叶的叶绿素含量影响均不大；其他处理对苗期功能叶叶绿素含量影响不大，但可明显提高心叶的叶绿素含量。

表2 不同处理对青梗菜苗期生长的影响Table 2 Effects of different treatments on growth of green cabbage at seedling stage

不同药剂处理的采收期功能叶叶绿素含量为30.64～39.06 g，其中T3和、T4和T5处理显著＞CK，其他处理与CK差异均不显著；心叶叶绿素含量为35.31～43.15 g，除T13处理显著＜CK外，其他处理与CK差异均不显著，其中T3处理最高。表明除芸苔素内酯和芸乐收单用能显著提高采收期青梗菜功能叶的叶绿素含量外，其他产品单用以及VDAL与供试免疫诱导类产品混用对功能叶的叶绿素含量均影响不大。

进一步对受药剂处理影响明显的指标进行VDAL单用与混用的效果分析，结果显示，在VDAL使用倍数相同的情况下，与单用相比，VDAL与供试免疫诱导类产品混配后对不同时期功能叶和心叶叶绿素含量的作用不同。在VDAL原粉9 000倍稀释液条件下，与T1处理相比，VDAL与不同产品混用后，苗期功能叶的叶绿素含量均有所增加（其中T8和T12处理增加显著），心叶的叶绿素含量除T10处理略有降低外其他处理均略有升高；采收期功能叶的叶绿素含量除T10处理略有升高外其他处理均略有降低，心叶的叶绿素含量除T12处理略有降低外其他处理均略有升高。表明VDAL原粉9 000倍稀释液与供试免疫诱导类产品混配后，与其单用效果相比，除与芸苔素内酯和氨基寡糖素混用对苗期功能叶叶绿素含量表现出明显的增效作用外，对其他指标的影响均不显著。在VDAL原粉4 500倍稀释液条件下，与T2处理相比，VDAL与不同产品混用后，苗期功能叶的叶绿素含量均略有降低，心叶的叶绿素含量除T9处理明显升高外其他处理均出现降低（其中T13处理降低显著）；采收期功能叶的叶绿素含量除T11处理略有升高外其他处理均明显降低，心叶的叶绿素含量除T11处理略有升高外其他处理均出现降低（其中T13处理降低显著）。表明VDAL原粉4 500倍稀释液与供试免疫诱导类产品混配后，与其单用效果相比，仅与芸苔素内酯混用对苗期心叶叶绿素含量表现出显著的增效作用，但对采收期功能叶叶绿素含量减效作用明显；与氨基寡糖素混用对不同时期的2种叶片叶绿素含量均表现为减效作用，其中对苗期心叶以及采收期功能叶和心叶的叶绿素含量均减效作用明显；与各产品混用后对其他指标影响不大。综上分析可以看出，VDAL单用效果相对较好。

表3 不同处理对青梗菜叶绿素含量和产量的影响Table 3 Effects of different treatments on chlorophyll content and yield of green cabbage at seedling stage

2.3 不同药剂处理对青梗菜产量的影响

不同药剂处理的产量为13 440.0～20 160.0 kg/hm2，其中T2处理产量最高，T1处理产量次之，二者差异显著，但均显著＞CK；T13处理产量最低，其次是T7和T5处理，三者差异不显著，但均显著＜CK；其他处理产量与CK差异均不显著。表明VDAL原粉4 500倍稀释液单用增产效果最好，其次是VDAL原粉9 000倍稀释液单用。

进一步对VDAL单用与混用的青梗菜产量进行分析，结果显示，在VDAL使用倍数相同的情况下，与单用相比，VDAL与供试免疫诱导类产品混配后均会导致产量降低。在VDAL原粉9 000倍稀释液条件下，与T1处理相比，VDAL与不同产品混用后，产量除T12处理略有降低外，其他处理均明显降低；在VDAL原粉4 500倍稀释液条件下，与T2处理相比，VDAL与不同产品混用后，产量均明显降低。综上分析可以看出，2个试验浓度的VDAL与供试免疫诱导类产品混用后均造成减产，且普遍减产明显，因此VDAL原粉4 500倍稀释液和9 000倍稀释液最好不要与寡雄腐霉、氨基寡糖素和芸苔素内酯混用。

3 结论与讨论

3.1 讨论

3.1.1 不同药剂对青梗菜苗期生长的影响 VDAL以及其他免疫诱导类产品对青梗菜苗期各生长指标的影响不尽相同。2种浓度的VDAL原粉稀释液单用均可显著提高幼苗茎粗、地上部鲜重和根干重，其中9 000倍稀释液还可以显著提高根冠比，但浓度增大（4 500倍稀释液）后对提高根冠比的作用减弱。本研究条件下，其他供试免疫诱导类产品单独使用，芸苔素内酯显著提高幼苗鲜重和干重，这与韩云等[29]芸苔素内酯能够促进小白菜生长的研究结果类似；芸乐收显著提高根干重和根冠比；寡雄腐霉显著提高根冠比；阿泰灵显著提高地上部干重、根干重和根冠比。总体来看，在青梗菜上VDAL单独使用的效果普遍优于芸乐收、芸苔素内酯、寡雄腐霉、氨基寡糖素和阿泰灵单独使用。说明适宜用量的VDAL可以有效促苗、壮苗，达到芸苔素内酯等产品类似的功效。

不同浓度VDAL与供试免疫诱导类产品混配后，对苗期不同指标的作用不同。本研究条件下，VDAL原粉9 000倍稀释液与芸苔素内酯混用对地上部干重和根干重，与氨基寡糖素混用对根干重和根冠比，与寡雄腐霉混用对根冠比的影响较其单用表现为增效作用外，对其他指标的影响均表现为减效；VDAL原粉4 500倍稀释液与3种产品混用对株高，与芸苔素内酯混用对茎粗和地上部干重，与氨基寡糖素混用对根冠比的影响较其单用表现为增效作用外，对其他指标的影响均表现为减效。王泊理等[30]研究显示，氨基寡糖素与噻唑膦混用能够增强对线虫的防治效果，并能对作物生长起到强于二者单独使用的促进效果。本研究结果与王泊理等[30]的研究结果不同，可能与不同产品的理化性质差异较大有关，相互混用时可能起到促进效果，也可能起到减弱效果。对于混配减效作用，是否因为在某些方面供试浓度的VDAL产品与其他供试免疫诱导类产品具有类似作用机理，从而产生竞争作用，对苗期的促进效果降低甚至出现负面效果[31，32]，仍需进一步研究。

3.1.2 不同产品对青梗菜叶绿素含量的影响 张洪山等[33]研究表明，在叶面肥中添加氨基寡糖素能够显著提高番茄叶片叶绿素含量。本试验中，氨基寡糖素对青梗菜功能叶叶绿素含量的促进作用并不明显。造成这种差异的原因可能是由于番茄与青梗菜的品种特性不同，也可能是由于本试验氨基寡糖素的使用方法与上述研究中氨基寡糖素的使用方法不同。

本试验中除了芸苔素内酯和芸乐收能显著提高采收期青梗菜功能叶的叶绿素含量外，其他药剂处理均不能明显提高功能叶的叶绿素含量。VDAL原粉9 000倍稀释液分别与芸苔素内酯和氨基寡糖混用时均可显著提高苗期功能叶的叶绿素含量，却显著降低了采收期功能叶的叶绿素含量；除寡雄腐霉单用、VDAL原粉4 500倍稀释液与氨基寡糖混用外，其他产品单用以及与VDAL混用都可显著提高苗期心叶的叶绿素含量。除VDAL原粉4 500倍稀释液与氨基寡糖混用会显著降低采收期心叶的叶绿素外，其他产品及混用对采收期心叶的叶绿素均影响不显著。说明供试浓度的VDAL与适当产品混用才有利于提高心叶及功能叶的叶绿素含量。

3.1.3 不同产品对青梗菜产量的影响 研究表明，适宜浓度的阿泰灵能够增加水稻头季稻的有效穗数和穗粒数，提高头季稻产量12.67%～25.25%[34]；适宜浓度的芸苔素内酯能够显著提高草莓产量[35]；寡雄腐霉能够显著提高辣椒产量[36]；芸乐收能够使花生增产1 040.55 kg/hm2[37]。但从本试验结果来看，除了VDAL原粉9 000倍稀释液和4 500倍稀释液单用外，其他供试免疫诱导类产品单用以及与VDAL混用对青梗菜的增产效果均不理想。可能是由于这些供试免疫诱导类产品不适合在青梗菜上使用或者使用方法需要优化调整，具体原因必须通过进一步试验加以验证。

3.1.4 土壤性状对试验结果的影响 试验地土壤为沙性土，虽前期施增施了有机肥，但吸收利用率不太理想[38]，可能对青梗菜的正常生长有所影响，导致单产未达到青梗菜正常生产的水平。

3.1.5 供试浓度对试验结果的影响 本试验设置的VDAL浓度对青梗菜生长发育起到了很好的促进作用，但大部分生物刺激素的使用浓度与效果并不呈现线性对应关系。褚世海等[39]研究表明，芸苔素浓度与作用效果之间呈一个马鞍型关系[39]。因此，除本试验设定的使用浓度外，其他浓度的使用效果还需要进一步研究。

3.2 结论

VDAL原粉4 500倍稀释液和9 000倍稀释液单独使用对青梗菜均有明显的壮苗和增产效果，可应用于生产实践，其中VDAL原粉4 500倍稀释液的青梗菜产量明显高于9 000倍稀释液。VDAL原粉4 500倍稀释液和9 000倍稀释液分别与寡雄腐霉、氨基寡糖素、芸苔素内酯混用时，较其单独使用，对青梗菜的壮苗、增产效果降低，在生产实践中需加以注意，应做到药剂合理混配。