烟草浸提液对番茄晚疫病诱导抗性的研究

张志霞， 刘杰才， 云兴福， 李 蕾

(1.内蒙古农业大学园艺与植物保护学院，内蒙古呼和浩特 010019； 2.满洲里俄语职业学院，内蒙古满洲里 012400)

番茄晚疫病由致病疫霉菌[Phytophthorainfestans(Mont.) de Bary]侵染所致[1]，主要危害叶片、茎和果实，苗期、成株期均可发生[2]，对番茄生产造成严重的威胁，通常年份减产20%～30%，严重时减产50%～80%，甚至绝收[3-4]。目前对该病的防治措施有选用抗病品种、实行轮作换茬、合理密植、化学防治和生物防治等，但主要采用化学防治，由于菜农逐渐加大用药剂量或重复用药，不仅使病原菌对一些常用杀菌剂表现出抗药性，还严重污染农业生态环境，食品中的农药残留直接危害人们的身体健康[5-8]。因此，为了减少化学农药的使用，提高食品安全质量，寻求一种安全、绿色的防控番茄晚疫病的方法成为当务之急。

在生物防治中，植物诱导抗病性是一种较为绿色环保的抗病技术，已受到众多学者的青睐，在植物病害的防控中具有十分广阔的应用前景[9]。所谓植物诱导抗病性，即利用生物的或物理的、化学的因子对植株进行诱导处理，改变植物对病害的反应，产生局部的或系统的抗性[10]。王树桐等利用知母提取液诱导处理马铃薯幼苗，结果表明，植株对晚疫病产生抗性[11]。陈桂华等在水稻幼苗3叶1心时，将中药前胡提取物均匀喷施在叶片上进行诱导处理，结果表明中药前胡提取物可诱导水稻对稻瘟病产生抗性[12]。柴庆凯等发现，利用淀粉芽孢杆菌LJ02溶液对黄瓜幼苗进行诱导处理，可诱导黄瓜对灰霉病产生抗性[13]。甄丹妹等研究发现，玫瑰黄链霉菌活性代谢产物可诱导黄瓜对白粉病产生抗性[14]。

为了探索新型绿色的防控番茄晚疫病的方法，本试验利用烟草根、茎、叶的乙醇、丙酮浸提液在番茄幼苗2叶1心时进行2次诱导处理，调查番茄晚疫病病情，研究番茄晚疫病的诱导抗性效果，以期为今后生产中绿色、高效防控番茄晚疫病奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

烟草品种为吉林红，购自内蒙古赤峰市丛杖子村；番茄品种为粉红 918，购自内蒙古农业科学院种子经销部；番茄晚疫病病原菌[Phytophthorainfestans(Mont.) de Bary]由中国农业科学院植物保护研究所提供。

1.2 试验设计

本试验于2021年2—12月在内蒙古农业大学教学科研基地进行。

试验包括自然病原发病试验和人工接种病原发病试验2个部分。设6个处理分别为乙醇根浸提液诱导处理(简称乙根)、乙醇茎浸提液诱导处理(简称乙茎)、乙醇叶浸提液诱导处理(简称乙叶)、丙酮根浸提液诱导处理(简称丙根)、丙酮茎浸提液诱导处理(简称丙茎)、丙酮叶浸提液诱导处理(简称丙叶)。设3个对照分别为40%乙醇浸提剂(简称乙CK)、60%丙酮浸提剂(简称丙CK)和蒸馏水(简称总CK)，每个处理3次重复。

1.3 试验方法

1.3.1 自然病原发病试验

1.3.1.1 诱导抗病植株的准备 将番茄种子倒在大烧杯中，加入0.2%的高锰酸钾溶液进行消毒，30 min 后用清水冲洗掉种子上的药物残留，再加入清水浸泡24 h，将恒温培养箱的温度设置为28 ℃，放入浸泡后的种子进行催芽，3 d后将露白的种子播于穴盘内，重复3次，小区内随机排列，之后进行常规管理。

1.3.1.2 烟草浸提液的制备 随机选取自然风干的烟草根、茎、叶，切成1 cm的小段，以40%乙醇和60%丙酮为浸提剂，烟草材料和浸提剂的比例为 1 ∶12，分别放入锥形瓶后，在25 ℃、240 r/min的摇床上进行振荡浸提，24 h后取出，先用定性滤纸初次过滤除去残渣，再用0.22 μm细菌过滤器进行除菌，即得浸提液母液。

1.3.1.3 诱导处理的时间及方法 在番茄幼苗2叶1心时进行第1次诱导处理，第2次诱导处理(强化诱导)于3 d后进行。下午6点，将制备好的烟草根、茎、叶的乙醇、丙酮浸提液装于喉头喷雾器中，分别喷施在各个处理的叶片正背面(以布匀药液为度)，以40%乙醇浸提剂和60%丙酮浸提剂作为对照(CK)，蒸馏水作为总对照(总 CK)，诱导处理后进行常规管理。

1.3.1.4 病情调查 待番茄幼苗长至7张真叶，选择健康的幼苗定植在大棚，每个小区面积为1.1 m×5.3 m，每个小区栽种2行，每行13株，之后进行常规管理。试验于植株发病后，每个处理随机选取10株为样本，依据病情分级标准[15]调查其病株数和病叶数，每隔5 d调查1次，共调查8次，并计算其病情指数和诱导抗性效果[16]。

0 级：无症状；1 级：≤5%的叶面积被侵染，形成小的坏死斑；2 级：6%～15%的叶面积被侵染，形成限制性坏死斑；3 级：16%～30%的叶面积被侵染，茎部不形成坏死斑；4 级：31%～60%的叶面积被侵染或茎部形成小的坏死斑；5 级：61%～90%的叶面积被侵染或茎部形成扩展斑；6 级：91%～100%的叶面积被侵染或茎部损坏或植株死亡。

病株率=(病株数/总株数)×100%(全株有1张叶片达到1级病情就为病株)；

病叶率=(病叶数/总叶数)×100%(叶片达到1级病情就为病叶)；

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=(对照病情指数-处理病情指数)/对照病情指数×100%。

1.3.2 人工接种病原发病试验 番茄种子经过消毒、浸种、催芽后，播于苗钵内，重复3次，小区内随机排列。

本试验烟草浸提液的制备和诱导处理的时间及方法同自然病原发病试验。取扩繁的番茄晚疫病菌配成孢子悬液，调制浓度为1.15×105个孢子囊/mL。第2次诱导处理后5 d，采用喷雾接种法将番茄晚疫病菌孢子悬液喷施在全部叶片上进行人工接种，以均匀分布为度，喷施后在幼苗周围搭小拱棚，保温保湿，有利于发病。本试验于人工接种后4 d开始发病，每个处理随机选取10株作为样本，调查其发病情况，每隔4 d调查1次，共调查8次，调查方法同“1.3.1.4”节。

1.4 数据分析

采用Excel 2019和SPSS 17.0进行数据处理和统计分析，数据结果用3次重复的平均数表示。

2 结果与分析

2.1 自然病原发病试验

2.1.1 诱导处理后的病株率 在自然病原发病条件下，随着时间的推移，病株率逐渐增加(表1)。在7月8日至7月18日这段时间内，乙叶诱导处理比乙CK晚发病5 d，丙根和丙叶诱导处理分别比丙CK晚发病5 d和10 d；在8月12日最后1次调查中，乙根、乙茎和乙叶诱导处理的病株率分别比乙CK降低20.00%、13.34%和26.66%，丙根、丙茎和丙叶诱导处理的病株率分别比丙CK降低20.00%、20.00%和26.66%，除乙茎外与CK差异显著；乙根、乙茎、乙叶、丙根、丙茎和丙叶诱导处理的病株率分别比总CK降低25.00%、18.75%、31.24%、25.00%、25.00%和31.24%，差异显著或极显著；乙醇诱导处理组内乙叶诱导处理的病株率最低，丙酮诱导处理组内丙叶诱导处理的病株率最低。

表1 自然病原发病试验的病株率

2.1.2 诱导处理后的病叶率 随着时间的推移，病叶率逐渐增加(表2)。在8月12日调查中，乙根、乙茎和乙叶诱导处理的病叶率分别比乙CK降低22.51%、15.43%和26.64%，丙根、丙茎和丙叶诱导处理的病叶率分别比丙CK降低20.81%、18.87%和27.66%，差异显著或极显著；乙根、乙茎、乙叶、丙根、丙茎和丙叶诱导处理的病叶率分别比总CK降低23.80%、16.83%、27.86%、22.39%、20.48%和29.10%，差异显著或极显著；乙醇诱导处理组内乙叶诱导处理的病叶率最低，丙酮诱导处理组内丙叶诱导处理的病叶率最低。

表2 自然病原发病试验的病叶率

2.1.3 诱导处理后的病情指数 随着时间的推移，病情指数呈逐渐增加的趋势(表3)。在8月12日调查中，乙根、乙茎和乙叶诱导处理的病情指数极显著低于乙CK，诱导抗性效果分别达到41.61%、30.56%和45.85%，丙根、丙茎和丙叶诱导处理的病情指数极显著低于丙CK，诱导抗性效果分别达到40.46%、37.18%和50.25%；乙根、乙茎、乙叶、丙根、丙茎和丙叶诱导处理的病情指数均极显著低于总CK，诱导抗性效果分别达到45.77%、35.15%、49.43%、44.42%、41.49%和53.67%(图1)；乙醇诱导处理组内乙叶诱导处理的病情指数最低且诱导抗性效果最强，丙酮诱导处理组内丙叶诱导处理的病情指数最低且诱导抗性效果最强。

2.2 人工接种病原发病试验

2.2.1 诱导处理后的病株率 在人工接种病原发病条件下，随着时间的推移，病株率逐渐增加(表4)。

表3 自然病原发病试验的病情指数

在7月5—13日这段时间内，乙根和乙叶诱导处理分别比乙CK晚发病4 d和8 d，丙根和丙叶诱导处理分别比丙CK晚发病4 d和8 d；在8月2日调查中，乙根、乙茎和乙叶诱导处理的病株率分别比乙CK降低23.54%、17.65%和29.42%，丙根、丙茎和丙叶诱导处理的病株率分别比丙CK降低18.75%、18.75%和31.24%，差异显著或极显著；乙根、乙茎、乙叶、丙根、丙茎和丙叶诱导处理的病株率分别比总CK降低23.54%、17.65%、29.42%、23.54%、23.54%和35.29%，差异显著或极显著；乙醇诱导处理组内乙叶诱导处理的病株率最低，丙酮诱导处理组内丙叶诱导处理的病株率最低。

表4 人工接种病原发病试验的病株率

2.2.2 诱导处理后的病叶率 随着时间的推移，病叶率呈逐渐增加的趋势(表5)。在8月2日调查中，乙根、乙茎和乙叶诱导处理的病叶率分别比乙CK降低23.81%、17.42%和26.25%，丙根、丙茎和丙叶诱导处理的病叶率分别比丙CK降低23.23%、20.93%和31.96%，差异极显著；乙根、乙茎、乙叶、丙根、丙茎和丙叶诱导处理的病叶率分别比总CK降低28.93%、22.88%、31.28%、27.43%、25.32%和35.61%，差异极显著；乙醇诱导处理组内乙叶诱导处理的病叶率最低，丙酮诱导处理组内丙叶诱导处理的病叶率最低。

2.2.3 诱导处理后的病情指数 随着时间的推移，病情指数逐渐增加(表6)。在8月2日调查中，乙根、乙茎和乙叶诱导处理的病情指数极显著低于乙CK，诱导抗性效果分别达到47.96%、32.26%和55.34%，丙根、丙茎和丙叶诱导处理的病情指数极显著低于丙CK，诱导抗性效果分别达到44.52%、42.58%和60.28%；乙根、乙茎、乙叶、丙根、丙茎和丙叶诱导处理的病情指数均极显著低于总CK，诱导抗性效果分别达到52.43%、38.31%、59.26%、48.37%、46.26%和63.04%(图2)；乙醇诱导处理组内乙叶诱导处理的病情指数最低且诱导抗性效果最强，丙酮诱导处理组内丙叶诱导处理的病情指数最低且诱导抗性效果最强。

表6 人工接种病原发病试验的病情指数

3 讨论与结论

研究表明，植物对各种病害具有防卫潜能，通过适当的诱导处理可以激发植物自身的抗病性，使感病的植物表现抗病，从而抵抗多种病害，这是一种绿色、无污染且有利于农业可持续发展的防控病害的方法[17-18]。刘嘉方等将番茄晚疫病菌弱毒菌株菌悬液作为诱导物，于番茄幼苗2叶1心时，均匀地喷施在叶片正背面进行2次诱导处理，3 d后人工接种晚疫病菌，结果表明诱导处理后的植株病情发展较慢，可诱导番茄对晚疫病产生抗性[19]。高晓敏在黄瓜幼苗2张子叶完全展开时，利用西芹浸提液对黄瓜幼苗进行2次诱导处理，2 d后接种枯萎病菌，研究结果表明西芹浸提液对黄瓜枯萎病具有诱导抗性效果[20]。田菲菲于黄瓜幼苗2叶1心时，用喉头喷雾器将菜粉蝶提取物均匀喷洒在叶片正背面进行诱导处理，3 d后接种炭疽病菌，结果表明诱导处理后植株的病情指数低于对照植株， 且对炭疽病产生抗性[21]。陈桂华等在水稻幼苗2叶1心时，将中药前胡提取物均匀喷施在叶片正背面进行诱导处理，2 d后接种稻瘟病菌，结果表明诱导处理后植株的病情指数显著低于对照植株，且对稻瘟病产生抗性[11]。

本试验结果表明，在自然病原发病试验中，经过乙根、乙茎、乙叶、丙根、丙茎和丙叶浸提液诱导处理后番茄植株的病株率、病叶率及病情指数均显著或极显著低于各自的对照和总对照，与各自的对照相比，各诱导处理的诱导抗性效果分别为41.61%、30.56%、45.85%、40.46%、37.18%和50.25%，与总对照相比，各诱导处理的诱导抗性效果分别为45.77%、35.15%、49.43%、44.42%、41.49%和53.67%；在人工接种病原发病试验中，经过乙根、乙茎、乙叶、丙根、丙茎和丙叶浸提液诱导处理后番茄植株的病株率、病叶率及病情指数均显著或极显著低于各自的对照和总对照，与各自的对照相比，各诱导处理的诱导抗性效果分别为47.96%、32.26%、55.34%、44.52%、42.58%和60.28%，与总对照相比，各诱导处理的诱导抗性效果分别为52.43%、38.31%、59.26%、48.37%、46.26%和63.04%，这与前人的研究具有相似性。

本试验在自然病原发病试验中，经过乙叶和丙根诱导处理后的番茄植株比对照植株晚发病5 d，经过丙叶诱导处理后的番茄植株比对照植物晚发病10 d；在人工接种病原发病试验中，经过乙根和丙根诱导处理后的番茄植株比对照植株晚发病4 d，经过乙叶和丙叶诱导处理后的番茄植株比对照植株晚发病8 d。番茄植株整体发病进程推后，病情降低，可使产量和经济效益的损失相对降低。

综合自然病原发病试验和人工接种病原发病试验结果表明，经过烟草根、茎、叶的乙醇、丙酮浸提液诱导处理后，番茄植株产生对晚疫病的抗性，比对照植株推迟发病4～10 d，且病情发展缓慢，诱导抗性效果由强到弱趋势为丙叶处理>乙叶处理>乙根处理>丙根处理>丙茎处理>乙茎处理。