4种诱抗剂对三七生长、抗病性及相关酶活性的影响△

左应梅，简邦丽，黄正鸿，杨绍兵，杨天梅，杨维泽，杨美权，许宗亮，张金渝*

(1.云南省农业科学院 药用植物研究所，云南 昆明 650200；2.云县农业局，云南 临沧 675803；3.宁蒗县植保植检站，云南 丽江 674300)

4种诱抗剂对三七生长、抗病性及相关酶活性的影响△

左应梅1，简邦丽2，黄正鸿3，杨绍兵1，杨天梅1，杨维泽1，杨美权1，许宗亮1，张金渝1*

(1.云南省农业科学院 药用植物研究所，云南 昆明 650200；2.云县农业局，云南 临沧 675803；3.宁蒗县植保植检站，云南 丽江 674300)

目的为了探讨茉莉酸甲酯(MeJA)、苯并噻二唑(BTH)、DL-β氨基丁酸(BABA)、3-丙酮基-3-羟基羟吲哚(AHO)对三七生长和抗病性的影响。方法在三七上喷施不同浓度的诱抗剂，然后测定其生长指标，抗病性，过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等防御酶活性。结果各种试剂处理后，三七的株高、茎粗、叶长、叶宽等生长性状得到改善，但植株叶片防御酶活性和植株抗病性的变化并不一致，其中MeJA 50 mg·L-1和AHO 200 mg·L-1处理的三七植株的生理指标总体上好于对照，抗病性明显比对照高。结论采用MeJA 50 mg·L-1和AHO 200 mg·L-1喷施三七植株，可以使株高、茎粗、叶片长宽和单株根干重增加，并降低植株发病率和病情指数，可以考虑在生产上推广应用。

三七；诱抗剂；生长指标；诱导抗病性；防御酶活性

三七Panaxnotoginseng(Burk)F.H.Chen是五加科人参属植物，是云南独具特色的生物资源，它的根是著名的传统重要中药材。由于三七生长环境阴蔽潮湿，其独特的生长环境易引起多种病害，严重影响着三七的产量与质量，极大地制约着三七产业的发展[1]。现在生产上采用栽培措施及化学防治虽有一定的效果，但随之而来的环境污染和产生抗性等一系列问题也日益突出。植物病害诱抗剂在很低浓度下即可被植物识别为信号物质，诱发植物自身的免疫系统，最终使植物获得抵御病害的能力[2]。因此植物病毒诱抗剂可以使植物更好地抵御病害，减少化学农药的使用，使植物更好的生长，提高三七的产量和品质。

茉莉酸甲酯(MeJA)、苯并噻二唑(BTH)、DL-β-氨基丁酸(BABA)、3-丙酮基-3-羟基羟吲哚(AHO)这4种诱抗剂分别在水稻[3-5]、香蕉[6]、辣椒[7-8]、黄瓜[9-11]、番茄[12-13]、棉花[14]、苎麻[15]等多种作物上已有诱导抗病的研究，而在三七上很少见报道。

本研究采用MeJA、BTH、BABA和AHO等4种诱抗剂的不同浓度对三七进行处理，然后观测三七生长性状，测定防御酶活性变化，调查抗病性的强弱，探讨利用诱抗剂来解决三七在种植及生长过程中的一些不利因素。

1 材料与方法

1.1 试验材料及处理

试验于2013年2月5日至11月25日在云南省农业科学院药用植物研究所的小哨试验基地进行，以大小一致、来源相同、无破损及病害的一年生三七苗为材料，采用盆栽方式。选择茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate，MeJA)、苯并噻二唑(Benzothiadiazole，BTH)、DL-β氨基丁酸(DL-β-aminobutyric acid，BABA)、3-丙酮基-3-羟基羟吲哚(3-acetonyl-3-hydroxyoxindole，AHO)等4种诱抗剂，每种诱抗剂设3个浓度(表1)，对照采用清水处理(CK)。每个盆按株行距10 cm×10 cm定植(4株/盆)，每个处理6盆，3次重复。于2013年5月10日喷施一次诱抗剂，以后间隔40 d喷施一次，共5次。

1.2 调查指标及方法

1.2.1 生长指标及产量的测定 于2013年11月25日，最后一次喷施诱抗剂20 d后，每个处理选择具有代表性的5个植株，3次重复，测定株高、茎粗、小叶长和宽及地下部分干物质产量。

1.2.3 防病效果的测定 于2013年11月25日，最后一次喷施诱抗剂20 d后，将三七植株挖出，观察统计发病情况，发病植株的评判标准为：叶片有黄色、黑褐色或水浸状暗色病斑、叶缘皱褶、凋叶较多、根部有锈斑和裂痕等。植株发病率(%)=发病样本数/调查样本数×100。病情指数=普遍率×严重率(严重率用百分率表示)，式中普遍率指田间病害发生程度，以株为单位，用出现病症的植株数占总调查植株数的百分数来表示(普遍率=调查染病株数/调查总株数)；严重率，是指植物受害的严重程度，根据植株染病情况分少、5%、10%、25%、40%、65%、80%、100%八个严重率等级(严重率=受病植株严重率之和/病株数×100)[16]。

1.2.4 防御酶活性测定 第一次喷施诱抗剂后的 5 d、10 d和30 d分别取5株测定其过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性。

酶液提取：称取新鲜三七叶片约0.500 0 g于预冷的研钵中，加适量预冷的0.05 mol·L-1(pH7.8)磷酸缓冲液、少量石英砂和聚乙烯吡咯烷酮在冰浴上研磨成浆，转移至刻度离心管中，用缓冲液冲洗研钵2～3次，使终体积为8 mL。将提取液于4 ℃下12 000 r·min-1离心15 min，上清液用于SOD、POD、CAT活性测定。

超氧化物歧化酶(SOD)总活性采用NBT(淡蓝四唑)光还原法测定，以抑制NBT光还原反应50%所需的酶量为一个酶活性单位(U)，活性以U·g-1(FW)表示；过氧化物酶(POD)活性采用愈刨木酚显色法测定，以每分钟OD470变化0.01为一个过氧化物酶活性单位(U)，活性以U·g-1(FW)表示；过氧化氢酶(CAT)活性采用紫外吸收法测定以1 min内OD240降低0.01为一个酶活性单位(U)，活性以U·g-1(FW)表示[17]。

1.3 数据统计及分析

利用Microsoft Excel2003进行数据处理和作图，利用JMP7软件的Tukey HSD法α=0.05水平上检验不同处理之间的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 诱抗剂处理对三七抗病性诱导的影响

由表1可知，诱抗剂处理后只有AHO 500 mg·L-1、AHO 200 mg·L-1、MeJA 100 mg·L-1、MeJA 50 mg·L-1和BTH 50 mg·L-1的病情指数和发病率比对照低，其中处理MeJA 50 mg·L-1的发病率和病情指数分别比对照降低10.0和9.8个百分点；处理AHO 200 mg·L-1发病率和病情指数分别比对照降低8.4和7.0个百分点，二者的防治效果较好。不同诱抗剂及其不同浓度处理后三七植株的发病情况存在差异，如MeJA 和BTH处理的植株抗病率随着浓度的增加而降低；而AHO处理的植株抗病率随着浓度的增加而增加，说明在同种药剂中，诱抗剂浓度对于植株的诱抗性很重要，应选择每种药剂较好的浓度作为试验处理。

表1 不同诱抗剂处理对三七抗病性诱导的影响

2.2 诱抗剂处理对三七生长指标的影响

由表2可知，各种诱抗剂处理三七植株后，除了MeJA200 mg·L-1处理的茎粗，MeJA 100 mg·L-1处理的株高、茎粗比对照差外，其余处理的植株生长性状均得到不同程度改善。其中AHO 500 mg·L-1的株高、茎粗、叶长、叶宽最好，AHO 200 mg·L-1次之。

表2 诱抗剂处理对三七植株生长指标的影响

注：同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著，表3同。

2.3 诱抗剂处理对三七生物量的影响

由表3可知，各种诱抗剂处理三七植株后，除了MeJA 50 mg·L-1、AHO 100 mg·L-1、AHO 200 mg·L-1、AHO 500 mg·L-1的全株干重和单株根干重比CK增加外，其余处理均比CK减少。其中MeJA 50 mg·L-1和AHO 200 mg·L-1的全株干重分别比CK增加30.2%和17.5%；单株根干重的增加幅度最大，分别比CK增加35.7%和21.1%。

表3 诱抗剂处理对三七植株生物量的影响

2.4 诱抗剂处理对三七叶片防御酶活性的影响

由图1-A可知，随着诱抗剂处理时间的增长，各种诱抗剂诱导叶片的CAT酶活性的增幅总体上呈上升的趋势，其中BTH 200 mg·L-1的酶活性增幅较大，在喷施药剂30 d内酶活性显著高于对照。

由图1-B可知，随着诱抗剂处理时间的增长，各种诱抗剂诱导叶片的POD酶活性的增幅总体上呈先升高再降低的趋势，处理后期下降趋势减缓，但大多数酶活性均高于对照。MeJA 100 mg·L-1的酶活性增幅较大，在处理10 d内酶活性较高。AHO 200 mg·L-1POD酶活性在喷施药剂30 d时降到最低。

由图1-C可知，随着诱抗剂处理时间的增长，除了BABA 1000 mg·L-1、MeJA 50 mg·L-1和AHO 100 mg·L-1处理的SOD酶活性呈下降趋势，其余处理的SOD酶活性增幅总体呈上升趋势。其中BTH 200 mg·L-1SOD酶活性在喷施药剂30 d内显著高于对照。

注：图中A1、A2、A3分别为 200、100、50 mg·L-1的MeJA溶液；B1、B2、B3分别为200、100、50 mg·L-1 的BTH溶液；C1、C2、C3分别为1500、1300、1000 mg·L-1 的BABA溶液；D1、D2、D3分别为 500、200、100 mg·L-1 的AHO溶液；CK为对照(清水);同一图例中不同小写字母表示P值在0.05水平差异显著。图1 诱抗剂对三七叶片防御酶活性的影响

3 讨论与结论

诱导抗性在植物中的应用是一个具有广阔前景的环境友好型的控制植物病虫害的方法，降低了植物的生理、生态损失，降低残毒和对天敌的伤害作用[18]，而且还对人畜安全、抗菌谱广、可减少使用化学农药，保护环境，有效的避免农药 3R(抗药性、再猖獗、残留)问题[19]。本试验筛选出利用MeJA 50 mg·L-1和AHO 200 mg·L-1喷施三七植株，可以使株高、茎粗、叶长、叶宽、单株根干重和植株抗病率增加。可以考虑在生产上推广应用。

植物被诱导的系统获得抗性常常是通过酶的催化调节实现的，防御酶活性升高是诱导抗性产生的重要机制之一[20]。MeJA是新发现的植物生长调节物质，也是植物诱导抗病研究领域应用较广的一种高活性激发子。许多研究表明，外源MeJA 能诱导植物相关防御酶活性增强，提高植物抵御病原物侵入的能力。在本试验中，较低浓度的MeJA诱导效果最好，随着浓度的升高，诱导效果反而下降，这与MeJA 诱导水稻抗稻瘟病[21]和水稻抗白叶枯病菌结果类似[22]。试验中MeJA 50 mg·L-1处理的CAT和POD酶活性增加，植株抗病性最好，这表明该浓度的MeJA可诱导增强防御酶活性，提高三七植株抵抗病原菌侵染的能力。BTH是首个人工合成的诱抗剂，其自身没有抑菌活性，但施用外源的 BTH 可以很好地诱导植物产生系统抗病性，从而抵抗病原菌的侵染。本试验中BTH处理的CAT 和SOD酶活性的增加，与甜瓜[23]、芒果[24]上的结果一致。而BTH 200 mg·L-1处理的CAT和SOD酶活性显著增加，持续时间最长，但抗病性较差，未能证明其在三七生长中有很好的预防作用。BABA是一种由番茄根系分泌的非蛋白氨基酸，对环境安全，具有高效诱抗作用，被认为是一种应用前景极为广泛的植物化学诱导剂[25]。本试验中，BABA 1500 mg·L-1处理的植株的酶活性增加，但抗病性最差，与水稻[26]上的结果不一致，未能证明其在三七生长中有很好的预防作用。AHO是从马蓝Strobilanthescusia中分离得到的一种天然产物，研究发现其对烟草花叶病(TMV)有较好的抑制效果[27-28]，目前AHO处理提高作物防御酶活性，增强抗病性的研究报道较少。本试验中，AHO 500 mg·L-1和AHO 200 mg·L-1处理CAT和SOD酶活性增加，且两者的诱抗效果均比对照好，这表明该浓度的AHO可诱导增强防御酶活性，提高三七植株抵抗病原菌侵染的能力。

综上所述，在三七植株上施用MeJA 50 mg·L-1处理的CAT和POD酶活性增加，植株抗病性最好，而更高浓度的MeJA施用，诱导效果反而下降。AHO 200 mg·L-1处理CAT和SOD酶活性增加，植株抗病性较好，而浓度更高或更低，诱导效果反而下降。这表明，MeJA、AHO在三七上的使用，诱导效应并不是随着诱抗剂浓度的升高而增强，二者的喷施浓度分别以50 mg·L-1和200 mg·L-1最好。此外，BTH 200 mg·L-1处理的CAT和SOD酶活性显著增加，BABA 1500 mg·L-1处理的植株3种酶活性均增加，但两个处理的抗病性均较差，这表明诱抗剂对作物具有专属性，某些处理的生长指标，防御酶活性以及染病情况不能确定其诱导性的好坏。试验中酶活性在后期有下降趋势，可能由于各种药剂的处理时间，方式及有效使用浓度的影响；诱抗剂处理后并没有进行接种实验，属于自然发病，主要是探讨几种诱抗剂对三七病害的综合防治效果。在以后的试验中，增加诱抗剂的浓度范围，诱抗剂处理时间，确定病原菌的种类，与抗病有关的生化指标测定等与诱抗性有关的因素应进一步进行机理研究。

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EffectsofFourChemicalInducersonGrowthDiseaseResistanceandtheActivitiesofRelatedEnzymesinPanaxnotoginseng

ZUOYingmei1，JIANBangli2,HUANGZhenghong3，YANGShaobing1，YANGTianmei1，YANGWeize1，YANGMeiquan1，XUZongliang1，ZHANGJinyu1*

(1.InstituteofMedicinalPlant，YunnanAcademyofAgriculturalSciences，Kunming650200，China;2.AgricultureBureauofYunCounty,Lincang675803,China;3.PlantPortectivestationofNinglangCounty,Lijiang674300,China)

Objective：In order to investigate the effects of Methyl jasmonate(MeJA)，Benzothiadiazole(BTH)，DL-β-aminobutyric acid(BABA)，and 3-acetonyl-3-hydroxyoxindole(AHO)treatments on growth and disease resistance ofPanaxnotoginseng.MethodsDifferent concentrations of different inducers were used toP.notoginseng，then growth indexes，disease index and the defensive enzymes activities ofP.notoginsengwere observed and detected.ResultsAll the inducers could improve plant growth including plant height，stem diameter，the length and width of leaves，but the defensive enzymes activities and disease resistance were different.Compared with the different treatments，the effects of MeJA 50 mg·L-1and AHO 200 mg·L-1treatments were better than other treatments on physiological indexes，and the disease resistance.ConclusionThe application of MeJA 50 mg·L-1and 200 mg·L-1AHO sprayingP.notoginseng，could make the plant height，stem diameter，the length and width of leaves，the root dry weight of per plant increased，and reduced the incidence and disease index，can be applied in production.

Panaxnotoginseng；inducers；growth indexs；induce resistance；defensive enzymes activities

2015-08-05)

云南省科技厅项目(2011CG024)

*

张金渝，研究员，研究方向：药用植物资源与育种学；Tel：(0871)65033575，E-mail：jyzhang2008@126.com

10.13313/j.issn.1673-4890.2016.8.019