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首页 » 常识 » 常识 » 寡雄腐霉挥发性有机物对生姜促生和病害防控
TUhjnbcbe - 2025/4/6 17:42:00

由致病性卵菌引起的植物病害是最具破坏性的植物病害之一,每年可造成数十亿美元的损失。其中群结腐霉(Pythiummyriotyum)已被报道可以对烟草、生姜等多种作物致病,尤其是其引起的软腐病会导致作物产量的重大损失。有益微生物促进植物生长是一个被广泛研究的的现象,这一功能通常与微生物挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds,VOCs)和植物激素的产生有关。寡雄腐霉(Pythiumoligandrum)是一种非植物致病性卵菌,其对植物病原菌的拮抗作用及其促进植物生长的潜力已有相关研究报道,目前已知的主要是通过产生生长素等植物激素或通过激发子诱导抗性来发挥防病促生的作用。之前也有一些研究发现P.oligandrum产生的VOCs对茎点霉属、球腔菌属、腐霉属和镰刀菌属等多种病原菌有抑制作用。研究人员发现,P.oligandrum产生的VOCs能够很好的抑制生姜软腐病病原菌群结腐霉的生长,并进一步探究寡雄腐霉挥发性有机物是否能够通过促进植株生长和防控病害的机制和信号通路。

为了初步探讨寡雄腐霉GAQ1的VOCs(Po-VOCs)促生长潜力,利用二分格培养皿对本氏烟幼苗进行研究。处理10d后,暴露于Po-VOCs的幼苗茎长和干重显著增加,与对照相比分别增加了2.25倍和5.5倍。此外,对根系扫描发现处理组根系形态参数中总根体积、根尖总数、总根长和平均根直径分别比对照组增加3倍、2.6倍、3倍和5倍。

进一步,验证了Po-VOCs对本氏烟植株的促生效果。将种植本氏烟植株的花盆连接到培养有GAQ1的广口瓶上,使其根部能够接受菌株挥发性有机物,但植株根系不直接接触菌株。结果表明本氏烟暴露于Po-VOCs21d后其长势明显优于空白对照,表明Po-VOCs能够促进本氏烟的生长。其中茎长和干重增长显著,分别提高了1.4倍和2.1倍;而根系形态中根体积、根尖数量、总根长和平均根直径均增长2倍以上。此外,暴露于Po-VOCs21d后,与本氏烟生长和胁迫相关的基因显著上调,且生姜植株生长激素浓度显著升高。

图1寡甘松产生的挥发性有机物促进了植物中本烟的生长。

进而以生姜为靶标,分析Po-VOCs对其生长的促进作用。以本氏烟相同的接种处理方式,21d后观察发现受VOCs影响的生姜茎长和干重分别增加了2倍和3.3倍。同样对其根系形态扫描,显示根系体积、根尖数、总根长、平均根直径均显著增加,分别比对照处理提高1.5倍、2.3倍、2.5倍和1.5倍。这些结果表明暴露于Po-VOCs下能够显著促进生姜植物的生长。

图2寡聚姜产生的挥发性有机化合物促进了生姜植株的生长。

为了验证P.oligandrum挥发性有机物对本氏烟和生姜病害严重程度的影响,通过接种群结腐霉观察不同处理的发病程度。结果显示,在暴露于Po-VOCs21d后,植株形态和发病程度存在明显差别。在单一接种病原的处理中植株的发病率超过了75%,而暴露在Po-VOCs环境下的植株病害发病率要低得多,生姜和本氏烟的发病率分别为15%和22%。这些结果表明,Po-VOCs可以降低群结腐霉侵染生姜和本氏烟的病害发生率。

促进植物生长对农作物产量提高起着至关重要的作用,P.oligandrum产生的挥发性有机化合物在植物促生和防病中具有重要的功能,这对于今后利用该类卵菌提供了良好的研究基础,且挥发性有机物的扩散性对提升防病促生效果具有重要价值。

图3寡聚甘露挥发性有机化合物降低了本氏烟和生姜植株的病害严重程度。

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