乌头酸对兰州百合（ Lilium davidii var. unicolor ）枯萎病的化感抑制作用

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2023.00067

摘要/Abstract

摘要：

乌头酸是兰州百合（Lilium davidii var. unicolor）根系的重要分泌物。为评估乌头酸作为化感抑制剂防治百合枯萎病的可行性，以CK（清水）、F（接菌，无乌头酸）、T（1 000 mg·L^-1乌头酸）、T+F（接菌，1 000 mg·L^-1乌头酸）处理，探索了乌头酸对兰州百合枯萎病的化感作用效应。尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）离体培养结果表明，与F处理相比，T+F处理显著降低了尖孢镰刀菌的增殖，减少了尖孢镰刀菌的数量，而且其作用效应有一定的持效性。植株人工接种试验表明，与F处理相比，T+F处理的发病率、病情指数分别显著降低了44.45%、28.21%；T+F处理的超氧化物歧化酶（SOD）、苯丙胺酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）活性、脯氨酸含量比F处理分别显著增加了122.63%、17.49%、45.35%、119.36%、92.59%；与CK相比，T处理的抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性、脯氨酸含量比CK分别显著增高了142.58%、52.1%。经主成分分析，不同处理综合指标顺序为CK>T+F>T>F。外源乌头酸可以降低百合枯萎病的发病程度，缓解尖孢镰刀菌对百合植株生长发育的不利影响，具有作为化感抑制剂应用于百合枯萎病防治的可能性。

关键词: 乌头酸, 尖孢镰刀菌, 连作障碍, 化感作用

Abstract:

Aconitous acid is an important root exudate of Lanzhou lily. In order to evaluate the feasibility of aconitic acid as an allelopathic inhibitor for the prevention and treatment of lily wilt， four treatments were designed： CK （clean water treatment）， F （bacteriosis， no aconitic acid treatment）， T （1 000 mg·L^-1 aconitic acid treatment）， T+F （bacteriological treatment， 1 000 mg·L^-1 aconitic acid treatment）， and the allelopathic effect of aconitum acid on Lily wilt in Lanzhou was studied. The ex vivo culture results of Fusarium oxysporum showed that compared with F treatment， T+F treatment significantly reduced the proliferation and number of Fusarium oxysporum， and its effect was effective. Compared with F treatment， the incidence and disease index of T+F treatment were significantly reduced by 44.45% and 28.21%， respectively. The SOD， PAL， POD， PPO activity and proline content of T+F treatment increased significantly by 122.63%， 17.49%， 45.35%， 119.36% and 92.59%， respectively. Compared with CK， the APX activity and proline content of T treatment （1 000 mg·L^-1 aconitic acid treatment） were significantly increased by 142.58% and 52.1%， respectively. After principal component analysis， the order of composite indexes for different treatments was： CK>T+F >T >F. In summary， exogenous aconitine acid can reduce the incidence of lily wilt and alleviate the adverse effects of Fusarium acusia on the growth and development of lily plants， and has the possibility of being applied as an allelopathic inhibitor to the prevention and control of lily wilt.

Key words: aconitic acid, Fusarium oxysporum, continuous cropping disorder, allelopathe

中图分类号:

Q945

张燕航, 王文珠, 师桂英, 杨宏羽, 常桂香, 王英, 李慧. 乌头酸对兰州百合（ Lilium davidii var. unicolor ）枯萎病的化感抑制作用[J]. 中国沙漠, 2024, 44(1): 122-129.

Yanhang Zhang, Wenzhu Wang, Guiying Shi, Hongyu Yang, Guixiang Chang, Ying Wang, Hui Li. Allelopathic effect of aconitic acid on inhabiting wilt disease in Lanzhou lily[J]. Journal of Desert Research, 2024, 44(1): 122-129.

图/表 8

图1 外源乌头酸处理对尖孢镰刀菌菌落生长形态、菌落直径的影响

Fig.1 Effect of exogenous aconitic acid treatment on colony growth morphologyand colony growth diameter of Fusarium oxysporum

图2 外源乌头酸处理对尖孢镰刀菌土壤定殖力的影响

Fig.2 Effects of exogenous aconitic acid treatment on soil colonization of Fusarium oxysporum

图3 外源乌头酸处理对兰州百合枯萎病发生及植株生长的影响注：A.不同处理下百合植株生长发育情况； B.植株发病后2/3叶干枯； C.发病百合鳞茎

Fig.3 Effects of exogenous aconitic acid treatment on the occurrence of Fusarium oxysporum and plant growth of Lanzhou lily

表1 外源乌头酸处理对兰州百合枯萎病发病的影响

Table 1 Effects of exogenous aconitic acid on Lanzhou lily wilt disease

处理	发病率/%	病情指数/%
清水CK	0.00±0.00^c	0.00±0.00^c
乌头酸T	0.00±0.00^c	0.00±0.00^c
清水、接菌F	60.00±7.51^a	48.75±0.43^a
乌头酸、接菌T+F	33.33±3.76^b	35.00±1.15^b

表2 外源乌头酸处理对兰州百合农艺性状的影响

Table 2 Effects of exogenous aconitic acid treatment on agronomic traits of Lanzhou lily

处理	茎粗 /mm	株高 /mm	叶面积 /mm²	鲜重/g		干重/mm
处理	茎粗 /mm	株高 /mm	叶面积 /mm²	地上部	地下部	地上部	地下部
清水CK	11.72±0.16^a	8.53±1.18^a	124.88±8.45^a	2.51±0.39^a	6.12±1.24^a	0.32±0.04^a	2.80±0.49^a
乌头酸T	11.32±0.28^ab	8.71±1.89^a	127.83±11.84^a	2.35±0.34^a	4.30±0.59^a	0.21±0.04^b	1.18±0.28^b
清水、接菌F	10.67±0.34^b	7.80±0.47^a	110.42±5.19^a	2.16±0.16^a	4.17±0.59^a	0.19±0.01^b	0.92±0.19^b
乌头酸、接菌T+F	11.33±0.35^ab	8.65±0.28^a	109.41±7.70^a	2.00±0.24^a	4.75±0.58^a	0.20±0.02^b	1.66±0.29^b

图4 外源乌头酸处理对兰州百合抗氧化物酶活性及渗透调节物质的影响注：图中不同小写字母表示差异显著，P<0.05

Fig.4 Effects of exogenous aconitic acid treatment on the enzyme activity and osmotic regulatory substances of Lanzhou lily antioxidant

表3 外源乌头酸处理对百合植株生长指标和生理指标影响的主成分分析及载荷系数

Table 3 Principal component analysis and loading coefficient of growth indicators and physiological indexes of lily plants treated with exogenous aconitic acid

主成分	特征值	方差/%	累计方差/%	指标	主成分载荷系数
主成分	特征值	方差/%	累计方差/%	指标	主成分1	主成分2	主成分3
1	5.892	49.099	49.099	过氧化物酶POD活性	0.964	-0.034	-0.265
2	3.327	27.728	76.827	超氧化物歧化酶SOD活性	0.760	0.590	0.282
3	2.781	23.173	100	过氧化氢酶CAT活性	0.963	-0.270	-0.004
				抗坏血酸过氧化物酶APX活性	-0.393	0.635	0.665
				苯丙氨酸解氨酶PAL活性	0.710	0.593	0.380
				多酚氧化酶PPO活性	0.914	-0.170	0.368
				脯氨酸含量	0.055	0.569	-0.820
				可溶性蛋白	-0.029	-0.883	0.468
				茎粗/株高	0.248	-0.939	0.237
				叶面积	0.138	0.349	0.927
				根冠比干重	0.982	0.069	-0.175
				根冠比鲜重	0.957	-0.112	-0.267

表4 外源乌头酸处理对百合植株生长指标和生理指标影响的主成分得分及排序

Table 4 Principal component scores and ranking of growth indicators and physiological indexes of lily plants by exogenous aconitic acid treatment

处理	F₁	F₂	F₃	F综合	排序
清水CK	1.06829	0.92107	0.51027	0.897	1
乌头酸T	-0.85218	-0.46039	1.14535	-0.297	3
清水、接菌F	-0.85276	0.72714	-0.99702	-0.448	4
乌头酸、接菌T+F	0.63665	-1.18782	-0.65859	-0.170	2

参考文献 31

1	张立彭，师桂英，史贵红，等.土壤熏蒸-微生物菌剂联用缓解兰州百合（Lilium davidii var.unicolor）连作障碍研究［J］.中国沙漠，2020，40（5）：169-179.
2	牟晓玲，李潇潇，师桂英，等.兰州百合枯萎病病原菌鉴定及罹病组织超微结构观察［J］.植物保护学报，2022，49（4）：1111-1118.
3	梁巧兰，徐秉良，刘艳梅.观赏百合根腐病病原鉴定及药剂筛选［J］.甘肃农业大学学报，2004（1）：25-28.
4	Wu H S， Zhou X D， Shi X，et al.In vitro responses of Fusarium oxysporum f.sp.niveum to phenolic acids in decaying watermelon tissues［J］.Phytochemistry Letters，2014，8：171-178.
5	李潇潇，师桂英，张立彭，等.荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）在植物病害生物防治中的研究及展望［J］.草原与草坪，2021，41（5）：148-156.
6	孙鸿强.连作对兰州百合生理特性及土壤环境效应的影响［D］.兰州：甘肃农业大学，2017.
7	董艳，董坤，郑毅，等.不同品种小麦与蚕豆间作对蚕豆枯萎病的防治及其机理［J］.应用生态学报，2014，25（7）：1979-1987.
8	郭修武，李坤，孙英妮，等.葡萄根系分泌物的化感效应及化感物质的分离鉴定［J］.园艺学报，2010，37（6）：861-868.
9	都萃颖.小分子杀线虫毒素反式乌头酸生物合成途径及该毒素应用于植物根结线虫防治的研究［D］.武汉：华中农业大学，2017.
10	王文珠，师桂英，苏国礼，等.乌头酸对尖孢镰刀菌百合专化型抑制作用分析［J］.西北农业学报，2022，31（2）：224-232.
11	陈红梅，李金花，柴兆祥，等.35个马铃薯品种对镰刀菌干腐病优势病原的抗病性评价［J］.植物保护学报，2012，39（4）：308-314.
12	梁雪，贺锋，肖蕾，等.菖蒲过氧化物酶测定条件的研究［J］.生物学杂志，2012，29（6）：87-89.
13	冯立娟，尹燕雷，杨雪梅，等.石榴果实发育期果皮褐变及相关酶活性变化［J］.核农学报，2017，31（4）：821-827.
14	王敏瑞，仪慧兰.二氧化硫对拟南芥植株干旱生理的调节作用［J］.生态学杂志，2017，36（5）：1285-1291.
15	陈财志，李水凤，周东，等.生物酵素叶面肥对普通白菜产量和品质的影响［J］.中国蔬菜，2023（3）：1-8.
16	Koramutla M K， Kaur A， Negi M，et al.Elicitation of jasmonate-mediated host defense in Brassica juncea （L.） attenuates population growth of mustard aphid Lipaphis erysimi （Kalt.）［J］.Planta，2014，240：177-194.
17	Kishor P B K， Sreenivasulu N.Is proline accumulation per se correlated with stress tolerance or is proline homeostasis a more critical issue？［J］.Plant，Cell & Environment，2014，37（2）.
18	Hao W Y， Ren L X， Ran W，et al.Allelopathic effects of root exudates from watermelon and rice plants on Fusarium oxysporum f.sp.niveum ［J］.Plant & Soil，2010，336（1/2）： 485-497.
19	陈钰栋.连作烟草根系微生态特征与绿色修复措施研究［D］.山东泰安：山东农业大学，2022.
20	杨建欣，黄秋燕.园林植物化感作用机理研究进展及展望［J］.江苏农业科学，2022，50（13）：90-97.
21	孙雪冰，范鹤龄，黄小龙，等.山药化感物质对山药和玉米种子萌发及幼苗生长的影响［J］.热带作物学报，2022，43（9）：1853-1861.
22	张宝，李烜桢，冯法节，等.地黄根系分泌物化感效应与酚酸类物质的关系研究［J］.中药材，2015，38（4）：659-663.
23	申太荣.大葱根系分泌物中两种化感物质对黄瓜幼苗及其根际微生物的化感作用［D］.山东泰安：山东农业大学，2015.
24	陆胜波，陈静，张文娥，等.遮光对铁核桃青皮多酚物质及相关酶活性和基因表达的影响［J］.植物生理学报，2020，56（6）：1231-1242.
25	刘盟盟，贾丽，程路芸，等.冷蒿酚酸及其抗氧化防御酶活性对机械损伤的响应［J］.植物生态学报，2017，41（2）：219-230.
26	葛杰克，叶雨蒙，楼雪怡，等.酚酸化感作用对栝楼生理特性及根际微生态的影响［J］.水土保持学报，2023，37（3）：258-266+272.
27	王艳芳，潘凤兵，张先富，等.土壤中不同酚酸类物质对平邑甜茶幼苗光合及生理特性的影响［J］.林业科学，2015，51（2）：52-59.
28	王润豪，于永昂，胡海燕，等.小麦抗坏血酸过氧化物酶TaAPX基因克隆与表达分析［J］.华北农学报，2020，35（2）：48-56.
29	李泽琴，李静晓，张根发.植物抗坏血酸过氧化物酶的表达调控以及对非生物胁迫的耐受作用［J］.遗传，2013，35（1）：45-54.
30	Huang H， Ullah F， Zhou D，et al.Mechanisms of ROS regulation of plant development and stress responses［J］.Frontiers in Plant Science，2019，10：800.
31	Baxter A， Mittler R， Suzuki N.ROS as key players in plant stress signalling［J］.Journal of Experimental Botany，2014，65（5）：1229-1240.

[1]	王方琳, 尉秋实, 柴成武, 王理德, 张德魁, 王昱淇, 王飞, 胡小柯. 沙蒿（*Artemisia desertorum*）浸提液对自身种子萌发与幼苗生长的化感作用[J]. 中国沙漠, 2021, 41(6): 21-28.
[2]	于彦琳, 师桂英, 张立彭, 史贵红, 李谋强, 苏国礼, 李潇潇. 硅肥和微生物菌剂配施对连作兰州百合（Lilium davidli var. unicolor）生长及土壤生化性质的影响[J]. 中国沙漠, 2021, 41(5): 157-165.
[3]	张立彭, 师桂英, 史贵红, 于彦琳, 李谋强, 苏国礼, 贾喜霞. 土壤熏蒸-微生物菌剂联用缓解兰州百合（**Lilium davidii var. unicolor**）连作障碍研究[J]. 中国沙漠, 2020, 40(5): 169-179.
[4]	范虹, 赵财, 胡发龙, 肖凯, 柴强. 土壤含水量、种植模式和丁香酚对土壤微生物种群结构的影响[J]. 中国沙漠, 2019, 39(2): 13-18.
[5]	王方琳, 刘世增, 尉秋实, 魏小红, 柴成武, 李爱德, 张莹花, 王昱淇, 王飞, 张锦春. 骆驼蓬（Peganum harmala）茎叶水浸液对黑果枸杞（Lycium ruthenicum）种子萌发与幼苗生长的化感作用[J]. 中国沙漠, 2017, 37(3): 469-474.
[6]	高姗, 廖超英, 刘瑞顺, 高智辉, 多杰吉, 徐松. 黑沙蒿(Artemisia ordosica)对羊柴(Hedysarum laeve)及柠条(Caragana intermedia)的化感作用[J]. 中国沙漠, 2015, 35(3): 645-651.