盾壳霉拌种对向日葵幼苗POD PPO及SOD活性的影响
2023-09-19王庆云
王庆云
(朔州职业技术学院,山西 朔州 036000)
核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)造成的菌核病在世界各地都有分布,寄主包括油菜、大豆、向日葵、黄瓜、莴苣、茄子、辣椒、胡萝卜、蚕豆和豌豆等重要经济作物[1]。由核盘菌侵染引起的菌核病是一种很严重的真菌病害,威胁到多种重要农作物,该病每年造成的损失非常巨大[2]。向日葵菌核病每年在内蒙古北部地区的发病率平均为30%~50%,个别地块可达90%[3,4],严重时甚至会造成颗粒无收。
盾壳霉(Coniothyrium minitans)可重寄生在核盘菌上,能够寄生和杀死核盘菌的菌核和菌丝,降低油菜菌核病的初侵染源和再侵染,在菌核病的生物防治中具有广阔的应用前景[5-12]。播种油菜或苗期把盾壳霉孢子制剂施在土壤中,土壤中菌核数量明显降低,并且菌核病的发生明显减少[8]。当前防治核盘菌主要施用化学农药,这会使其产生很强的抗药性,并且也会对环境造成严重的污染[9]。因此对生防菌盾壳霉更深层次的开发研究势在必行。
前期已有很多学者对盾壳霉与核盘菌之间的相互影响做了很多研究[10-12],但是关于盾壳霉在施用过程中对植物体内酶类的影响如何,研究较少。对此本文研究了盾壳霉发酵物拌种向日葵后其幼苗叶茎根中过氧化物酶(Peroxidase,POD)、多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)和超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)活性的变化。
1 材料与方法
1.1 试验时间、供试菌株及种子
试验时间:2022 年8 月。盾壳霉菌株NM1:田间寄生菌核上采集分离得到。黑美60向日葵种子:朔州职业技术学院植保实验室提供。
1.2 试验方法
1.2.1 试验设计
用质量分数1%的福尔马林溶液处理向日葵种子后,用盾壳霉发酵物拌种向日葵种子,不拌种设为对照。把处理好的种子种植到9 cm×9 cm的盆钵中,灭菌土和砂按3∶1混匀,每钵装150 g,倒入适量水使土壤湿润,放入1 粒种子,盖上50 g 左右的土,室温下培养。每个处理设4 次重复。出苗3 d、4 d 后,分别在0 d、2 d、4 d、6 d、8 d 和10 d 后,对向日葵的叶、茎、根进行POD、PPO及SOD活性测定。
1.2.2 指标测定及方法
POD 活性测定:按试剂盒步骤,依次配置所需试剂,在470 nm处测定。
PPO 活性测定:按试剂盒步骤,依次配置所需试剂,在398 nm处测定。
SOD 活性测定:按试剂盒步骤,依次配置所需试剂,在560 nm处测定。
POD 试剂盒:索莱宝生化试剂盒;PPO 试剂盒:索莱宝生化试剂盒;SOD试剂盒:索莱宝生化试剂盒。
根据试剂盒上的公式计算。试验数据均是3次重复的平均值。
2 结果与分析
2.1 POD活性变化
处理叶内POD 活性在开始和对照是接近的,并且都是逐渐降低至第4 d 后开始上升,到第8 d 处理达到了高峰,并高于对照66 个酶活力单位。处理茎内POD 活性和对照开始都是逐渐降低的,至第8d 都开始上升,在整个过程中它们交替的变化。处理根内POD 活性在第0 d、2 d 和4 d 是逐渐增加的,并且在第4 d达到高峰,之后开始下降,但还高于对照的。
2.2 PPO活性变化
叶内的PPO 活性在第1 d、2 d、4 d、6 d 呈下降的趋势,但都高于对照的水平,之后回落到和对照接近。处理茎内PPO活性开始高于对照并逐渐下降,在第6 d 达到高峰,之后又开始下降,而对照在第2 d 和8 d 达到高峰。处理根内PPO 活性在0 d、2 d、4 d、6 d和8 d的变化与对照都是很接近,但第10 d处理高于对照达到最高峰(94.5个酶活力单位)。
2.3 SOD活性变化
盾壳霉拌种向日葵后,叶内SOD 活性的变化如图1。处理叶内SOD 活性第2 d 达到高峰,之后开始下降,至第4 d,第6 d、8 d和10 d与对照一直都接近。
图1 盾壳霉拌种对向日葵幼苗SOD活性的影响Fig.1 Effect of seed dressing by Coniothyrium minitans on SOD activity of sunflower seedlings
3 讨论与结论
SOD、POD 等是抑制植物体内活性氧自由基积累的关键酶[13],是作物在逆境胁迫下产生的抗氧化保护性物质,POD和SOD 活性增强有助于激活植物细胞生理活性、增加次生代谢产物和减缓胁迫危害。POD 是一种抗氧化物酶,SOD 是一种金属酶,协同清除植物体内有害自由基来减少细胞膜结构的伤害方面起重要作用,均为植物体内的膜系统保护酶。PPO 是一种质体酶,分布在含有质体的植物组织中,很多学者研究认为,其对植物抗病性发挥着很重要的作用,在植物的正常生命活动中起着非常重要的作用。
本试验结果表明,盾壳霉拌种向日葵后,整体来看处理根内POD 活性明显高于对照,差异显著,而叶和茎内的POD活性与对照相比变化不明显;在整个测定过程中处理叶内PPO 活性与对照相比差异显著,但茎和根内PPO 活性,与对照比差异不显著;从整体上可以看出,叶内SOD 活性与对照比没有显著的差异。其原因可能是盾壳霉发酵物诱发了向日葵体内一些酶的活性,可能抑制了一些酶的活性,还有可能不同的酶在向日葵的不同部位被激活的时间或剂量不同。
通过测定盾壳霉拌种向日葵对POD、PPO 和SOD 活性的影响,能为盾壳霉的大田施用提供一定的依据,关于其他酶类的测定,在后续工作中做进一步的研究,