烟草浸提液对番茄早疫病诱导抗性的研究

王 蕊，刘 娜，刘杰才，云兴福

（内蒙古农业大学园艺与植物保护学院 呼和浩特 010019）

番茄早疫病，又称番茄轮纹病、番茄夏疫病，是由茄链格孢菌（Alternaria solani）侵染番茄引发的一种真菌病害，发病处有明显的同心轮纹。一般病情下，番茄产量损失在10%～30%，病害严重时产量损失可达到50%[1]。为控制番茄早疫病危害程度，学者们将科研成果与生产实际相结合，利用种子消毒、培育无病毒苗、喷施化学农药等手段减轻或有效控制番茄早疫病发生，目前，农药是最直接有效的手段[2]。然而，农药的大量使用不仅导致农业环境污染日益严重，而且农药残留也对人体生命健康造成威胁。植物诱导抗性是病害防控的新思路，可以有效减少化学农药的使用频率，有利于植物的绿色发展[3]。

人们在植物诱导抗性方面已开展了许多研究工作[4]。郭嘉华等[5]利用西芹腐根丙酮2 次层析物对黄瓜幼苗进行2 次诱导处理，通过转录组学分析筛选出了对黄瓜枯萎病产生显著诱导抗性效果的最佳诱导处理。古鑫[6]利用22 种植物甲醇浸提液3次诱导橡胶幼苗（茎干涂抹法），探究22 种植物甲醇提取物对橡胶树抗炭疽菌的诱导作用，结果表明，黄蝉、扶桑的甲醇提取液诱导效果与空白对照差异极显著。陈年来等[7]通过测定侧柏叶提取液诱导处理后甜瓜幼苗的酶活性，确定了侧柏叶提取液对甜瓜防御性酶活性有诱导增强作用。王树桐等[8]利用知母提取液诱导马铃薯幼苗，通过对诱导后的马铃薯叶片的PAL 活性测定，表明知母提取液可能诱导了马铃薯叶片对晚疫病菌的抗性。陈桂华等[9]在水稻3 叶1 心幼苗期利用前胡提取物进行诱导，表明前胡提取物可以诱导水稻幼苗对稻瘟病的抗性。

目前，有关植物提取物对番茄早疫病诱导抗性的研究鲜见报道。笔者以烟草根、茎、叶的乙醇、丙酮浸提液对番茄幼苗进行诱导处理，结合自然病原激发病害试验和人工接种病原激发病害试验，研究烟草浸提液对番茄早疫病的诱导抗性效果，为未来番茄早疫病的绿色防控奠定理论基础。

1 材料和方法

1.1 材料

供试烟草购买于内蒙古赤峰市，品种为吉林红；供试番茄为粉红918，购自内蒙古农牧业科学院蔬菜种子门市部；番茄早疫病菌购自中国农业科学院蔬菜花卉研究所植物病理研究室。

1.2 方法

1.2.1 浸提液的制备 取自然风干的烟草，用自来水冲刷、蒸馏水润洗以清除表面的杂质（灰尘、土块、塑料及其他杂质），在避光通风处晾干备用。将晾干后的不同部位样品（根、茎、叶）切成1 cm 见方备用。通过预试验，确定以40%乙醇和60%丙酮为浸提溶剂来浸提烟草不同部位。按照烟草不同部位样品和浸提剂溶液体积比为1∶12 放入锥形瓶，置于摇床上进行震荡（25 ℃，240 r·min-1）浸提24 h；取出后经定性滤纸（除滤渣）和0.22µm 细菌过滤器（除菌）2 次过滤，过滤后得到6 种烟草浸提液，4 ℃冰箱储存备用，6 种浸提液分别为烟草根、茎、叶的40%乙醇浸提液处理和烟草根、茎、叶的60%丙酮浸提液处理（以下简称乙根、乙茎、乙叶、丙根、丙茎、丙叶）。

1.2.2 试验设计 以乙根、乙茎、乙叶、丙根、丙茎、丙叶为处理组，以40%乙醇、60%丙酮为各自对照（以下简称乙CK、丙CK），以蒸馏水为总对照（以下简称总CK），乙CK、丙CK、总CK 为一组对照组。

1.2.3 自然病原激发病害试验 试验于2021 年5-9 月在内蒙古农业大学实验室与农业生产基地进行。番茄种子在实验室浸种催芽后，播种于装有混合基质的32 孔穴盘中，将穴盘放置温室内，一组处理组和一组对照组为1 次重复，随机排列，共3次重复，重复数按顺序排列，进行常规管理。在番茄幼苗2 叶1 心时进行第1 次诱导，3 d 后进行第2次诱导（强化诱导），诱导处理均在傍晚时分进行，按照排列顺序将处理组和对照组用喉头喷雾器对番茄幼苗进行诱导处理，重点喷施番茄幼苗叶片正、背面（均匀为准），以减少浸提液的蒸发，避免随机误差，诱导处理后进行常规管理。2021 年5 月16 日定植，定植后各处理组均26 株，3 次重复，且处理随机排列，重复数按顺序排列，小区面积为1.3 m×5.5 m。在第1 次发病时开始数据收集，测定样本数为10株（每个处理随机抽取10 株苗进行测定，每次测定随机抽取），每5 d 测1 次，共测8 次。

1.2.4 人工接种病原激发病害试验 孢子悬浮液的配制：番茄早疫病病菌接种于PDA 培养基（马铃薯200 g，琼脂16 g，蔗糖20 g，定容至1000 mL）上，放置于光照培养箱中，28 ℃暗培养5 d，取新培养的番茄早疫病病菌，在显微镜下调整孢子悬浮液的浓度，配制浓度为5.12×105个分生孢子·mL-1的孢子悬浮液待用，利用血球计数板法[10]进行统计。

试验于2021 年7-9 月在内蒙古农业大学实验室与农业生产基地进行。浸提液的制备、诱导方法均与自然病原激发病害试验相同。在强化诱导3 d 后进行人工接种番茄早疫病菌，于傍晚时分将孢子悬浮液用喷雾器喷到番茄幼苗的子叶及真叶上，控制小环境的适宜湿度，利于发病。各处理与对照均20 株，3 次重复，试验小区的排布方式与重复数的排列方式以及测定样本数均与自然病原激发病害试验保持一致。从第1 次发病开始时收集数据，测定样本数为10 株（每个处理随机抽取10株苗进行测定，每次测定随机抽取），每4 d 测1 次，共测8 次。

1.3 早疫病病情调查

发病后进行病株率、病叶率的第1 次测定，调查方法参照张子君等[11]的。番茄早疫病分级标准按照病害严重度分为4 级，病情分级标准如下：1 级，病斑面积占羽状叶面积的1/4 以下；2 级，病斑面积占羽状叶面积的1/4～1/2；3 级，病斑面积占羽状叶面积的＞1/2～3/4，近1/2 小叶枯死；4 级，病斑面积占羽状叶面积的3/4 以上，一半以上或全部小叶枯死；根据以上标准，调查病株率、病叶率、病情指数，分析诱导抗性效果。

病株率/%=（病株数/总株数）×100（植株上只要有一个病叶就是病株）；

病叶率/%=（病叶数/总叶数）×100（叶片上只要有一个病斑就是病叶）；

病情指数=（∑（各级病叶数×各级代表值）/（调查总叶数×最高级别代表）×100；

诱导抗性效果/%=（CK 的病情指数-处理的病情指数）/CK 的病情指数×100。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2003、SPSS 17.0 软件、SAS 9.4 软件进行方差分析与数据处理。

2 结果及分析

2.1 自然病原激发病害试验

2.1.1 诱导处理后的病株率 由表1 可以看出，番茄发病后，随着病情的发展，所有处理病株率逐渐升高。根据末次调查可知，乙根、乙茎、乙叶处理病株率分别比乙CK 降低了4.18%、0.00%、12.50%，且均与乙CK 差异不显著；丙根、丙茎、丙叶处理病株率分别比丙CK 降低了36.38%、13.64%、13.64%，丙根处理与丙CK 差异极显著，丙茎、丙叶处理与丙CK 差异不显著。乙根、乙茎、乙叶、丙根、丙茎、丙

表1 自然病原激发病害试验病株率%

叶处理病株率分别比总CK 降低了11.54%、7.69%、19.22%、46.16%、26.91%、26.91%，丙根、丙茎、丙叶、乙叶处理均与总CK 差异极显著，乙根、乙茎处理均与总CK 差异不显著。

2.1.2 诱导处理后的病叶率 由表2 可以看出，番茄发病后，随着病情的发展，所有处理病叶率逐渐升高。根据末次调查可知，乙根、乙茎、乙叶处理病叶率分别比乙CK 降低了32.68%、6.20%、27.38%，乙根处理与乙CK 差异极显著，乙叶处理与乙CK差异显著，乙茎处理与乙CK 差异不显著；丙根、丙茎、丙叶处理病叶率分别比丙CK 降低了44.31%、18.47%、32.34%，丙根处理与丙CK 差异极显著，丙叶处理与丙CK 差异显著，丙茎处理与丙CK 差异不显著；乙根、乙茎、乙叶、丙根、丙茎、丙叶病叶率分别比总CK 降低了44.99%、23.36%、40.67%、64.03%、47.34%、56.30%；与总CK 比较，乙根、乙叶、丙根、丙茎、丙叶处理均与总CK 差异极显著，乙茎处理与总CK 差异显著。

表2 自然病原激发病害试验病叶率%

2.1.3 诱导处理后的病情指数 由表3 可以看出，番茄发病后，随着病情的发展，除乙CK 外，其余处理的病情指数均逐渐增大。根据末次调查可知，乙根、乙茎、乙叶处理的病情指数分别比乙CK 降低了23.88%、7.84%、13.81%，乙根处理与乙CK 差异极显著，乙茎处理与乙CK 差异不显著，乙叶处理与乙CK 差异显著；丙根、丙茎、丙叶处理的病情指数分别比丙CK 降低了40.40%、6.40%、18.00%，丙根、丙叶处理与丙CK 差异极显著，丙茎处理与丙CK 差异不显著。乙根、乙茎、乙叶、丙根、丙茎、丙叶处理的病情指数分别比总CK 降低了30.38%、15.70%、21.16%、49.15%、20.14%、30.03%，且均与总CK 差异极显著。

表3 自然病原激发病害试验病情指数

2.1.4 诱导抗性效果 由图1 可知，末次调查，乙根、乙茎、乙叶、丙根、丙茎、丙叶诱导抗性效果分别为30.89%、15.82%、21.66%、49.29%、20.52%、30.76%，丙根处理与其他诱导处理差异极显著，乙根、乙叶、丙茎、丙叶处理之间差异不显著，乙茎与乙根、丙叶差异极显著，与乙叶、丙茎无显著差异。

图1 自然病原激发病害试验的诱导抗性效果

2.2 人工接种病原激发病害试验

2.2.1 诱导处理后的病株率 由表4 可知，番茄发病后，随着病情的发展，所有处理病株率逐渐升高。根据末次调查，乙根、乙茎、乙叶的病株率比乙CK 降低了22.22%、3.71%、14.82%，与乙CK 比较，乙根差异极显著，乙叶差异显著，乙茎差异不显著；丙根、丙茎、丙叶的病株率比丙CK 降低了29.62%、11.11%、22.22%，与丙CK 相比，丙根、丙叶差异极显著，丙茎差异显著；乙根、乙茎、乙叶、丙根、丙茎、丙叶病株率比总CK 降低了27.58%、10.35%、20.69%、34.47%、17.24%、27.58%，与总CK 相比，乙根、乙叶、丙根、丙茎、丙叶差异极显著，乙茎差异显著。

表4 人工接种病原激发病害试验病株率%

2.2.2 诱导处理后的病叶率 由表5 可以看出，番茄发病后，随着病情的发展，所有处理病叶率逐渐升高。根据末次调查可知，乙根、乙茎、乙叶处理的病叶率分别比乙CK 降低了23.22%、11.85%、16.98%，乙根处理与乙CK 差异极显著，乙叶处理与乙CK 差异显著，乙茎处理与乙CK 无显著差异；丙根、丙茎、丙叶处理病叶率分别比丙CK 降低了44.75%、18.53%、25.98%，丙根、丙茎、丙叶处理与丙CK 差异极显著；乙根、乙茎、乙叶、丙根、丙茎、丙叶的病叶率分别比总CK 降低了39.55%、30.60%、34.64%、56.44%、35.77%、41.65%，且均与总CK 差异极显著。

表5 人工接种病原激发病害试验病叶率 %

2.2.3 诱导处理后的病情指数 由表6 可以看出，番茄发病后，随着病情的发展，所有处理的病情指数逐渐增大。根据末次调查可知，乙根、乙茎、乙叶处理的病情指数分别比乙CK 降低了20.42%、9.17%、15.21%，乙根、乙叶处理与乙CK 差异显著，乙茎处理与乙CK 差异不显著；丙根、丙茎、丙叶处理的病情指数分别比丙CK 降低了38.61%、12.45%、18.78%，丙根处理与丙CK 差异极显著，丙叶处理与丙CK 差异显著，丙茎处理与丙CK 差异不显著。乙根、乙茎、乙叶、丙根、丙茎、丙叶处理的病情指数分别比总CK 降低了39.75%、31.23%、35.80%、54.10%、34.54%、39.27%，且均与总CK 相比差异极显著。

表6 人工接种病原激发病害试验病情指数

2.2.4 诱导抗性效果 由图2 可知，末次调查，乙根、乙茎、乙叶、丙根、丙茎、丙叶处理诱导抗性效果分别为39.57%、30.69%、34.76%、55.40%、35.43%、41.20%，丙根处理与其他诱导处理差异极显著，乙根、乙叶、丙茎、丙叶处理之间差异不显著。

图2 人工接种病原激发病害试验的诱导抗性效果

3 讨论与结论

植物诱导抗性一直是国内外学者研究的热点。对植物幼苗进行诱导处理后会激发植物体内的抗性因子，植物的组织结构、生理生化、抗性有关代谢通路和田间防病效果有一定的变化趋势，可以反映浸提液的诱导抗性效果[12-13]。用植物浸提液对植物幼苗进行诱导处理，是提高植物抗逆性、保护生态环境的有效途径[14-15]。据前人报道，许多植物不同部位的浸提液对植物病害具有诱导抗性作用，黄瓜幼苗经烟草茎部丙酮浸提液诱导处理后，黄瓜霜霉病诱导抗性效果达到50.08%，可以较好地控制黄瓜霜霉病的发生[16]；印楝种子提取物的丙酮流分诱导烟草抗炭疽病试验表明，诱导后的烟草病情指数为25.00，显著低于对照（69.17），有较好的诱导抗性效果[17]；40 倍的大黄提取物和20 倍白芷提取物诱导处理团根期烟草植株，可以诱导烟草植株对赤星病的抗病性，诱导抗性效果分别为51.64%、48.74%[18]；银杏叶提取物对猕猴桃青霉病有诱导抗性效果，诱导处理后发病率比对照降低了24%[19]；中药材前胡、白芷的水提液，可诱导水稻对稻瘟病的抗性以及小麦对赤霉病的抗性[20-21]；郭文慧等[22]采用114 种植物提取物对烟草花叶病毒诱导抗性效果进行研究，筛选了7 种诱抗效果在50%以上的植物提取物。

笔者的试验方法与前人类似，采用植物浸提液进行诱导，植物不同，浸提液中诱导的活性物质不一样，因此不同的植物浸提液可以诱导不同植物抗性的产生[17，23]。但是在浸提剂的选择方面又与前人的研究存在差异，选用不同试剂不同浓度可以全方面的研究植物浸提液的诱导抗性效果。笔者利用烟草不同部位（根、茎、叶）的40%乙醇、60%丙酮浸提液对番茄幼苗进行诱导处理，从田间防病效果分析，得出如下结论：6 种浸提液可以产生对番茄早疫病的诱导抗性，丙根诱导处理与其他浸提液诱导处理之间抗性效果差异极显著，为最佳诱导抗性处理。可能原因如下：（1）在烟草根、茎、叶中，诱导番茄早疫病抗性的活性物质在烟草根部分布较多；（2）对番茄早疫病有诱导抗性作用的活性成分在丙酮溶剂中溶解度较大；（3）浸提剂的种类与浓度影响了烟草不同部位活性物质的浸提数量与浓度。笔者的试验为烟草浸提液诱导番茄早疫病抗性研究提供了理论依据，为进一步研究烟草浸提液对番茄属其他植物诱导抗性研究提供了参考，为早日实现番茄属植物的健康、生态种植提供了理论依据或技术手段。

笔者试验表明，利用不同浸提溶剂（40%乙醇、60%丙酮）浸提烟草不同部位（根、茎、叶）得到的6种浸提液有诱导番茄早疫病抗性的潜力，结合自然病原激发病害试验与人工接种病原菌激发病害试验，可得出以下结论：（1）经6 种浸提液诱导处理后的番茄幼苗，病情发展较为缓慢，其中经丙根诱导处理后的番茄幼苗，发病时间较其他处理推迟。（2）经6 种浸提液诱导处理后的番茄幼苗病情指数均与总CK 差异极显著，并且具有较强的诱导抗性效应，以丙根诱导处理后的番茄幼苗的诱导抗病效果最好。