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南方根结线虫不同接种密度对灯盏花抗氧化系统的影响

来源：二三四教育网

2018,44(1):116- 120

Plant Protection

南方根结线抗

虫氧

敏不化

同系

和

接统

平

种的

密影

度响

对灯盏花

林丽飞〃，

张罗巧育S胡先奇1#

(1.云南农业大学省部共建云南生物资源保护与利用国家重点实验室，昆明650201;2.云南省农作物优质高效栽培与安全控制重点实验室，云南红河学院，蒙自661100)

摘要通过室内接种方法,测定了南方根结线虫2龄幼虫在不同接种时间（25、35 d)和不同接种密度（0、500、700、

1 000、200、500头/株)下对灯盏花生长和根系及叶片丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶（SOD)、过氧化物酶活性 (POD)及过氧化氢酶活性(CAT)的影响。研究结果表明，南方根结线虫接种密度为1 000头/株时，接种后25 d与 35 d的根结指数达到最大,分别为87.2及65. 6;接种密度500头/株，对根结指数影响较大。接种后25 d,接种量对

灯盏花病根与病叶的过氧化物酶活性影响不大;接种后35 d,灯盏花病根的过氧化物酶活性(POD)随接种密度的增加先降低后升高，病叶中的POD活性除了接种密度为1 000头/株时低于健康叶部外，其他均高于健康组;接种密度对灯盏花的过氧化氢酶(CAT)活性影响较大，在1 000头/株时，病^艮和病叶中的过氧化氢酶活性都明显高于对照。接种密度对于灯盏花叶片的丙二醛(MDA)含量影响不大，当密度为1 000头/株接种35 d对根部丙二醛的影响最大，其含量明显高于对照；接种密度对于灯盏花病叶和病根中的超氧化物歧化酶(SOD)活性影响较大，病叶中的超氧化物歧化酶(SOD)普遍高于健康组，而病根中的SOD活性普遍低于健康组。综合研究结果，当南方根结线虫接种密度为500头/株时，对灯盏花有一定危害，随着接种密度的增加，危害逐渐加重，当接种密度为1 000头/株时,根结指数最大，几种酶活性都显著高于健康植株,接种密度大于1 000头/株时，酶活性逐渐下降。接种初期，南方根结线虫对灯盏花叶部危害较大，随着种植时间的推移，对根部危害逐渐加重。关键词南方根结线虫；灯盏花；接种量；过氧化物酶；过氧化氢酶；丙二醛中图分类号：S 435.67

文献标识码：A

DOI： 10. 16688/j. zwbh 2017130

Effects of different inoculation densities of Meloidogyne incognita on the

antioxidant system of Erigeron breviscapus

LINLifei1’2, ZHANG Min1, HE Ping1, LUO Qiaoyu1, HUXianqi1

(1. State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Bio-Resources, Yunnan Agricultural

University, Kunming 650201, China; 2. Key Laboratory for Crop High-Quality Cultivation and Security Control of Yunnan Province, Yunnan Honghe University, MengZ 661100, China)

Abstract The growth and development of Erigeron breviscapus were studied in different time points (25/35 d) and dif-fercntnoculation densitie (0, 500, 700, 1 000, 1 200, 1 500 indMd册1 /planO andmalonaldehyde (MDA)，uperoL ide dismutase (SOD),

peroxidase

(POD) and

catalase (CAT) activities in

roots

and

sults showed that the root knot indexes reached the maximum which were 87.2 and 65.6 at 25 and 35 d post-inoculation ,respectively , when the inoculation density was 1 000 individual/plant , and the root knot index was influenced when the inoculation

density was 500 individual/plant. Inoculation amount had

effect

E. breviscapus at 25 d , which decreased first and then increased at 35 d after rnoculation , and the POD activity was gen-erallyhigher in thediseased leaves than that inthehealthygroupexeptat the noculationdensityof 1 000 individual/ plant. The inoculation density had a great effect on CAT activity in E. breviscapus. The CAT activity in roots and *

收稿日期：2017-04-07 修订日期：2017 - 05 - 10

基金项目：教育部高等学校博士学科点专项科研基金（0135302110003)国家自然科学基金（61068003)云南省应用基础研究项目

(2009ZC131M);第一批红河学院中青年学术带头人后备人才项目（2010PY0104)

* 通信作者 E-mail: xqhoo@126.com

44卷第1期林丽飞等:南方根结线虫不同接种密度对灯盏花抗氧化系统的影响

of MDA in

the

leaves. When

the

• 117 •

diseased leaves was significantly higher than that in the control at 1 000 individual/plant. The inoculation density had little effect on the content

density was 1 000 individual

the effect on MDA content in roots was the highest ^ which was significantly higher than that of the control. Inoculation density had stronger effects on the SOD activity in the diseased leaves than in the root ； the SOD activity was generally higher in the diseased leaves than that in healthy group ^ and the SOD activity in the diseased rootswas generally lower

than

that

in the

healthy group. The

results showed that

the

when the inoculation density was 1 000 individual/plant. When the inoculation density was greater than 1 000 ind-- vidual/plant, the enzyme activity decreased gradually. In the early were more harmful to

the leaves of

the

light

bulb,

stage and

inoculation,

the

the root hazard gradually increased w

Key words Meloidogyrn incognita ； Erigeron breviscapus ； rnoculation density； peroxdase； catalase； malonaldehyde

灯盏花 Erigeron breviscapus (Vant. ) Hand.-

Mazz.是菊科飞蓬属多年生植物1

，因

其药效独特

、

毒副作用小等优点而受到重视。云南是灯盏花的主

要产区，产量占全国95%

以上[2]。近年，云南省已

很难见到成片的灯盏花，植株分布频度已接近稀少或枯竭，且在灯盏花大规模种植栽培中，受到了许多病害，如根腐病3、锈病4、黄萎病5、线虫病[6]的危害

。而

灯盏花种植设施的改进，复种指数的上升，种

植面积的扩大，为根结线虫创造了更为有利的生存环境，使根结线虫病的发生和危害日趋严重

。根结

线虫的危害使植株生长缓慢、矮小，品质下降，产量降低，给灯盏花生产造成严重损失[7]，同时对灯盏花繁殖速率也有很大影响

。Seinhorst[8]W

究表明，根

结线虫的初始接种密度和最终密度的常用对数值有显著线性关系

。2016年

笔者在云南农业大学研究

了温室条件下南方根结线虫在不同时间及不同接种密度条件下引起的灯盏花症状表现及几种酶活性的情况，以便于估计线虫密度对灯盏花的影响程度，为灯盏花线虫病的损失估计和安全预警提供理论依据

。

1材料与方法

1.1供试根结线虫

供试南方根结线虫由本实验室分离纯化，保存于番茄根部

。试验前采集番茄根结，用水清洗干净，

剪成大约1 cm的小段，用1%的次氯酸钠浸泡，并用玻棒轻轻敲打大约5 min,用浅盘收集卵粒，并将卵粒置于28^的恒温箱中进行培养，数天后收集2 龄幼虫，并用于接种试验

。

1.2供试灯盏花植株

挑选饱满的灯盏花种子，经70%乙醇消毒30 s、

5%次氯酸钠消毒2 min、无菌水清洗3次后接种到 MS培养基上，待植株长至3〜5 cm时，移栽到灭菌

基质中培养约20 d用于接种根结线虫。根结线虫接种密度分为6个处理，即每株接种0(CK)、500、

700、000、200、500 头 2 龄幼虫，接种后 25、35 d

每处理随机取5株进行观察测定。

1.3抗性指标的测定

取温室中接种南方根结线虫25 d和35 d的灯盏花植株的根部及叶片，清洗干净，计数根结数，计算根结指数910]。测定以下抗性指标:过氧化物酶

(peroxidase,POD)、过氧化氣酶（catalase, CAT)活

性，丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量，超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD)活性[旧2]。

0级:无根结或卵块形成；1级:有少数根结，根

系上有1〜2个根结;2级:大部分根上有根结，根系上有3〜30个根结；3级：根系上有31〜100个根结；级:根结相互连接成为团块，根结数大于100。根结指数=2(相应级别的植株数X病级数值)/(调查总株数X最高病级）X100。

2结果与分析

2.1不同接种密度对灯盏花根结指数的影响

接种南方根结线虫后，灯盏花表现的病害症状随接种密度的增加而逐渐加重，接种25d和35 d 的灯盏花根结指数都随着接种密度的增加先升高后降低，在接种密度为1 000头/株时根结指数达到最大值（图1)。

2.2不同接种密度对灯盏花过氧化物酶（POD)活

性的影响

接种25 d后，不同接种密度对灯盏花的过氧化物酶活性影响不大，对照组和处理组数值变化不大。接种35 d时，在接种密度为1 000头/株时，灯盏花叶片的过氧化物酶活性最低，为49. 5 U • g/min。之后随着接种密度的增加其活性又逐渐增加;灯盏

118

花根部过氧化物酶活性随接种密度的增加先下降后上升，接种密度为1 200头/株时，灯盏花根部的

POD

2018

升;接种35 d时，接种密度为1 000头/株时，灯盏花根部的丙二醛含量比对照高，为对照的1.87倍，而叶部的丙二醛含量各处理与对照相差不大，说明根结线虫侵染可能不会导致植株叶部的膜脂过氧化。

最低为41. 5U • g/min，当接种密度为1 500头/

株时，根部和叶片的P

均达到最大值，分别是对

照的1.2倍和2. 4倍(图2)。

100厂

X8o

Q^^

UIP6o

^OI q1

;00^ o

0 500 700 1 000 1 200 1 500

线虫接种量/头•株-1

Inoculation number

图1

不同接种初始密度对灯盏花根结指数的影响

Fig 1 Effects of different initial inoculation densities on the

root knot index of Erigernn breviscapus

180「

■2〇b 500 700 1 000 1 200 1 500线虫接种量/头•株-1

Inoculation number

25dr-^-25dl -^35dr^A^35dl

图中r表示根部，1表示叶部,d表示天数。下图同

r indicates root, 1 indicates leaf, d indicates days after inoculation. The same blow

图2

不同接种初始密度对灯盏花POD的影响

Fig. 2 Effects of different initial inoculation densities on

POD of Erigernn breviscapus

2.3 不同接种密度对过氧化氢酶（CAT)活性的

影响

由图3可知，灯盏花叶片的CAT

活性在接种线

虫

25 d

后与对照相比差异不大。在

35 d

时，过氧化

氢酶活性与对照相比随接种密度的增加先下降而后

略上升，在最高接种密度1 500头时，与对照相比变化不大。侵染根结线虫后对根部的C

影响较大，接种25 d时，先下降后上升又下降，在接种密度为

1 000头/株时达到最大，是对照的1. 18倍；接种

35 d时，接

种1 000头/株和1 200头/株处理C

活性明显上升，是对照的3.875倍。

2.4不同接种密度对丙二醛(MDA)含量的影响

从图4可以看出，在接种25 d时，不同接种密度下根部的丙二醛含量变化不大，而叶片中丙二醛含量在700头/株时最低，之后随密度增加而逐渐上

114

120

*I塊IH6—V4黴綱

J¥

爹

货n^iv

图3不同接种初始密度对灯盏花CAT的影响

Fig. 3 Effects of different initial inoculation densities on CAT of Erigeron breviscapus

、

0-7

0•

V0-0- 0-600-1i

0- -5酬/

J 4

郜o3 攤l2 U § E:3

线虫接种量/头•株-1

Inoculation number

-*-25dr-去-25dl -B-35dr-^35dl

图4

不同接种初始密度对灯盏花MDA的影响

Fig. 4 Effects of different initial inoculum densities on

MDA of Erigernn breviscapus

2.5不同接种密度对超氧化物歧化酶（SOD)活性

的影响

从图5可以看出，根结线虫侵染35d后，接种密度对灯盏花根部和叶片的SOD活性影响较大，随着

接种密度增加，根部的SOD活性均低于对照组;叶片中的SOD与对照相比差异不大，接种密度为700头/株和1 000头/株时，SOD活性比对照分别提高了 1. 84倍和1. 41倍，而接种密度为1 200头和1 500头处理与对照相比SOD活性显著减低了 4倍和2.22倍

。接种

25 d根部的SOD在接种密度为1 500头/株时，比

对照高出5.5倍，其他接种密度与对照差异不大，叶片中的SOD在接种密度为500头/株和1 000头/株时

，与对照相比分别增加了 4.4倍

和3.62倍

。

结论与讨论

根结线虫侵染能够刺激植株根系形成根结，直接破坏根细胞正常结构，使根系活力下降，影响根系

44卷第1期

林丽飞等:南方根结线虫不同接种密度对灯盏花抗氧化系统的影响• 119 •

矿质营养和水分正常运输，从而抑制植株地上部生长[13]。灯盏花幼苗遭受根结线虫侵染后，随着侵染线虫密度的增加，根结指数先增加后降低，当接种密度为1 000头/株时，根结指数达到最大，这与黄华娟等[1415]的报道相一致。说明高的接种密度限制了线虫的营养供应。

叶中的SOD活性在接种量为500、1 000、1 500头/株时，高于健康的叶片;接种后35d，病根中的SOD活性低于健康组，病叶中除了 700头/株及1 000头/株处理的SOD活性高于健康组之外，其他处理组与健康叶片相差不大

。本

研究与前人试验结果相比较

，

如根结线虫对黄瓜、茄子、豇豆等[1『21]的影响，总体的变化趋势是一致的

/*塊黴。叶

德友等[18]研究发现

，黄瓜

I—被南方根结线虫侵染后，抗病品种的SOD活性降低，感病材料的SOD活性升高

QOSJO，抗

病与感病材料中的

萃.J

鲜

爹i•

口

v¥禊500

700 1 000 1 200 1 500

线虫接种量/头•株-1 Inoculation number

-普-25 d r -去-25 d 1 —■— 35 d r —^— 35 d 1

图5不同接种初始密度对灯盏花SOD的影响

Fig. 5 Effects of different initial inoculum densities on

SOD of Erigeron breviscapus

线虫初始密度与作物产量关系密切，当线虫初始密度大于经济阈值时，将会导致作物产量损失[16]，所以了解根结线虫影响寄主生长的最低初始密度对确定根结线虫防治的虫口密度具有重要意义。本研究结果表明:接种密度为1 000头时，灯盏花的根结指数达到最大值。通过探索不同接种密度对灯盏花几种抗性酶活性的影响，可以为遭受根结线虫危害地区的灯盏花生产提供一定的指导。

根结线虫侵染对灯盏花幼苗生长产生严重抑制，同时，线虫侵染还可引起植株内部发生一系列生理生化变化。在长期进化过程中，植物体为免受活性氧伤害而形成了相应的抗氧化保护酶系统，主要

包括SOD、CA丁和POD，只有三者协调一致，才能使活性氧维持在较低水平以防止细胞受损[17]。 MDA是一种强烈地与细胞内其他成分发生氧化反应的物质，因而易引起对酶和膜的严重损伤，导致膜结构完整性及生理功能的破坏，是反映膜质过氧化程度的重要指标，含量越高，膜脂过氧化越严重，植物受到的胁迫越严重。在根结线虫侵染灯盏花过程中，对于根部影响较大，接种密度为1 000头/株时，对于细胞膜的损伤最大。植物叶片中的CAT主要是清除光呼吸产生的H2O2，本研究中的过氧化氢酶活性在接种密度为1 000头/株时，除了 35d的病叶外，其他处理组的病根和病叶的过氧化氢酶活性都比对照略高。接种25d时病根中的SOD活性与对照差异不大，病

POD活性均有所升高;王冰林等[9]研究表明，茄子受

南方根结线虫侵染后，SOD活性、POD活性和CAT

活性总体上均呈先升后降的趋势，MDA含量持续增加;张丹丹[0]的研究也表明在线虫的接虫量范围内，病根和病叶中的MDA活力呈上升趋势，且明显高于健康根和叶，表明随着线虫侵染进程增加，细胞膜损伤逐渐加大

。

本试验结果表明，接种25d时，接种密度对灯盏花叶片各种抗性酶活性影响较大，接种35d时对灯盏花根部影响较大

。根

结线虫侵染后

，处

理组与

对照组存在的差异可能是植物体遭受胁迫后对细胞内活性氧清除系统进行的自我调节，使保护酶系统的不同成员之间相互协调、相互配合，叶部和根部的不同变化趋势有可能是不同组织的抗性机制不同所致

。

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