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番茄和辣椒诱导抗病性研究进展


  摘要 不同的生物或非生物诱抗剂能诱导植物对病害获得局部或系统抗性,对辣椒和番茄诱导抗细菌、真菌和病毒病害的研究进展进行了综述,以期指导茄果类蔬菜的无害生产。
  关键词 辣椒;番茄;诱导抗病性
  中图分类号 S432.2 文献标识码A文章编号1007-5739(2008)11-0186-01
  
  诱导抗病性又称获得性抗病性,是植物在一定的生物或非生物因子的刺激或作用下,产生对随后病原物侵染的抗性。植物初次接受处理的因子,称为诱导因子或诱导物;经过一段时间后进行挑战接种的病原物称为挑战因子或挑战物。病原物本身或其弱毒株系以及其他非病原微生物都可以成为生物性诱导因子。非生物因子包括化学药剂、植物组织提取液及物理和机械操作刺激等。本文对番茄、辣椒诱导抗细菌、真菌和病毒病害的研究进展进行了综述。
  
  1番茄病害的诱导抗性
  
  1.1对番茄真菌病害的诱导抗性
  1.1.1对番茄枯萎病的诱导抗性。番茄枯萎病是由镰刀菌属的Fusarium oxysporum引起的一种维管束疾病。该菌主要侵染植株导管组织,通过阻塞木质部物质和水分运输引起植株萎蔫。近年来,诱导抗性发展非常迅速,青霉菌、植物生长促生细菌、几丁质等一系列生物或非生物诱抗剂被用来诱导番茄对枯萎病的获得抗性,已经取得了非常明显的效果。
  (1)青霉菌。番茄移栽前7d,用青霉菌的分生孢子悬浮液浸泡30min,移栽时用病原菌接种,结果表明,青霉菌处理可明显降低病情指数和因发病引起的发育迟缓。不同番茄品种被诱导处理后病情指数有所不同,不同的接种部位也会对病情发生产生影响。但是青霉菌只能在番茄根际区而不能在枝干上被检测到,表明2种菌并未直接互作[1]。
  (2)几丁质。几丁质也可诱导番茄对枯萎病产生抗性,其诱抗活性与其浓度高度相关,较低浓度即可明显降低植株死亡率,37.5mg/L的几丁质就可诱导植株死亡率降低90%。几丁质可诱导植株表达过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶、PR蛋白1.3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶等病程相关蛋白[2]。
  (3)有机酸衍生物。通过对39种水杨酸、尼古丁酸、呋喃甲酸的衍生物检测其诱导番茄细胞壁上过氧化物酶活性,发现有3种物质,即4-羟基苯甲肼、水杨肼和2-呋喃甲酸可诱导番茄抗镰孢枯萎菌。
  (4)镰刀菌弱菌系。对番茄无致病力的镰孢菌弱菌系Fsp可诱导番茄对接种的镰孢菌FOL产生抗性。在平板培养中,发现Fsp可明显抑制FOL菌丝的生长。用Fsp处理后番茄接种FOL,植株不再萎蔫,但从叶片上不能分离到Fsp。
  1.1.2对番茄黄萎病的诱导抗性。植物根际促生细菌Pseudomonas sp.strain可诱导番茄对黄萎病(大丽轮枝菌)的抗性,并促进植株生长。番茄感病品种感染大丽轮枝菌后在PsJN培养基上培养,结果表明,病害的发展明显得到抑制,植株生长得到明显促进。
  1.1.3对番茄叶霉病的诱导抗性。用化学诱抗剂吲哚乙酸、乙烯利、氟乐灵叶面喷施处理番茄幼苗,可对番茄叶霉病产生显著抗性[3]。诱抗剂处理番茄后,叶霉病发病株数明显减少,发病率仅有对照的44%~53%;病情发展缓慢,病情指数在26.1%~32.4%之间,而对照病情指数为72.2%,诱抗效果达到60%左右。番茄叶霉菌小种4是番茄Cf5品系的非亲和小种,小种4接种第3叶后该叶位和上部未接种第4叶内水杨酸含量迅速增加,表明其可能在系统抗性诱导中起作用[4]。
  1.2对细菌病害的诱导抗性
  番茄青枯病是由假单孢杆菌属的青枯病菌引起的细菌性病害,该病在气温高、土壤潮湿条件下危害重,是严重威胁番茄生产的主要病害之一。自发突变的无致病力番茄青枯菌株Tm3对青枯菌株Tm46有较强的抑菌作用,抗病机理可能是细菌素的抗生性和诱导抗病性的双重作用[5]。此外,水杨酸和阿斯匹林能有效诱导番茄对青枯病产生抗性,降低病情指数[6]。
  1.3对病毒病害的诱导抗性
  1.3.1烟草坏死病毒弱毒株系(TNV)。研究发现,TNV的弱毒株系预先接种番茄,可诱导番茄获得对黄瓜花叶病毒强毒系CMV-Y引起的病毒病的系统抗性。TNV预接种番茄可显著降低随后挑战接种的CMV-Y的发生率和推迟病害的发展。TNV诱导的SAR降低了番茄上部叶片中CMV-Y的繁殖,而要使植株产生SAR,预接种和挑战接种至少需间隔6~8d[7]。
  1.3.2植物根际促生细菌。用植物根际促生细菌(PGPR)预处理,也可诱导番茄产生对黄瓜花叶病毒(CMV)、番茄斑点病毒(ToMoV)的系统抗性。Geoffrey等(2001)用PGPR诱导,银叶白粉虱接种ToMoV,通过Southern杂交分析病毒DNA和田间估测ToMoV的发病情况并调查产量。结果表明,PGPR处理降低了ToMoV的病情指数和发生率,提高了果实产量(虽然这种抗性并不持久),并降低了白粉虱幼虫的数量,但对成虫和蛹没有明显效果。不同的PGPR菌系和应用方法得出的结果差异有所不同。
  1.3.3番茄花叶病毒(ToMV)的诱导抗性。用番茄花叶病毒弱毒N14进行诱导接种可以获得对番茄花叶病毒强毒系的系统抗性。在番茄长出1~2片真叶时用压力喷枪接种弱毒疫苗或灌根法接种,植株病情明显减轻,增产效果十分显著[8]。
  
  2辣椒病害的诱导抗性
  
  2.1辣椒炭疽病诱导抗性
  自从Cohen(1994)报道β-氨基丁酸诱导番茄抗晚疫病的高效生物活性以来,大量研究证实,BABA能诱导辣椒、番茄、黄瓜、烟草、葡萄、棉花、拟南芥等作物对多种真菌和细菌病害的局部和系统获得抗性,诱抗效果达到75%以上,显著高于已商品化注册的BTH诱抗剂。用1 000μg/mL的BABA对八叶期的辣椒进行灌根处理,BABA诱导一段时间后能产生足够的抗性物质[9]。
  2.2辣椒对黄瓜花叶病毒(CMV)的诱导抗性
  黄瓜花叶病毒卫星RNA是依赖于病毒才能复制的一类低分子量RNA,1981年田波等首先证明了CMV卫星RNA能够有效地防治由CMV强毒株系引起的严重病害。Montasser等(1998)用一种减轻病害的病毒卫星RNA与CMV弱毒株系CMV-S结合作为诱抗剂,预接种于辣椒和甜瓜,证明病毒卫星RNA能有效地诱导植株对CMV的强毒株系产生抗病性。
  Tanzi等(1988)在温室内用辣椒花叶病毒的弱毒突变株系M-1诱导辣椒抵御强毒突变株系pepMV9的侵染。M-1预接种过的辣椒再感染pepMV9,只表现轻微的花叶症状;未经预接种但感染pepMV9的辣椒,却显示严重的花叶症状;从产量上分析,两者分别是未经接种的对照植株产量的76.3%和48.8%。
  
  3结语
  
  与通常的植物抗病性比较,植物的诱导抗病性增加了一个诱导的过程。在诱导抗性中,需要利用某种刺激因子将植物的防御机制活化,并经一段时间积累足够的抗性物质或机能而产生抗性。局部诱导抗性还涉及到诱导物与挑战物的相互作用。系统诱导抗性体现出了植物保护自身抵御侵染的整体性功能。植物的抗病性在某种程度上决定于其抗性机制遗传信息的速率和范围程度,而不是这些机制的存在与否。
  植物总是需要在生存与生长这一矛盾中寻求能量的合理分配。过多地激活防御机制既不能承受,也没有必要。植物遇到某种刺激时,原来处于蛰伏状态的防御机制就有可能得到激活而重新发挥作用。由于诱导抗性活化的是植物潜在的抗性机制,因此是安全和持久的。而且还具有广谱性即单一的诱导因子能对多种病原真菌、细菌和病毒引起的病害起到抵抗作用。
  

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