外源水杨酸（SA）对不结球白菜根肿病的抗性诱导效应

朱红芳，高倩倩，李晓锋，刘金平，翟 文，朱玉英

（1上海市农业科学院设施园艺研究所，上海市设施园艺技术重点实验室，上海 201403）

外源水杨酸（SA）对不结球白菜根肿病的抗性诱导效应

朱红芳，高倩倩*，李晓锋，刘金平，翟 文，朱玉英**

（1上海市农业科学院设施园艺研究所，上海市设施园艺技术重点实验室，上海 201403）

以不结球白菜‘新矮青’为试材，在种子、子叶期、一叶一心期、三叶一心期灌施外源水杨酸（SA），研究0.2—0.8 mmol/L SA对不结球白菜植株根肿病发病和感病植株生长的影响，探讨外源SA防治不结球白菜根肿病的可行性。结果表明：适宜浓度的外源SA能够不同程度降低根肿病的发病率和病情指数，缓解感病不结球白菜生长的抑制作用。不同处理时期均存在剂量效应，种子、子叶期、一叶一心期、三叶一心期的最佳SA处理浓度分别为0.8 mmol/L、0.4 mmol/L、0.6 mmol/L、0.6 mmol/L。综合分析各处理组合下植株发病情况和感病植株生长情况，认为一叶一心期0.6 mmol/L SA对不结球白菜根肿病的抑制效果最好。

水杨酸；不结球白菜；发病率；病情指数；生长

不结球白菜根肿病是由鞭毛菌亚门芸薹根肿菌（Plɑsmodiophorɑbrɑssicɑe Woron）侵染引起的一种土传真菌病害，是十字花科植物的主要根部病害［1-4］。受根肿菌侵染的十字花科植物根部肿大形成肿瘤，严重阻碍植株根部对水分和营养的吸收传导，导致植株萎蔫矮化，生长不良，产量减少，甚至绝收，造成很大的经济损失。目前，生产上对根肿病的防治还没有特别好的方法。利用化学防治不仅收效甚微而且还会造成环境污染，同时由于药物的重复使用，使病菌产生抗药性，其防效大大降低［5］。因此，提高不结球白菜对根肿病的抗性以及抗病育种成为生产上急需解决的问题。利用诱导因子提高植物本身的抗病性具有广谱性、易操作、防治效果稳定、无污染等特点［6］，近年来越来越受到研究者的重视。

外源水杨酸（SA）在诱导植物抗病性上具有重要的生理功能，SA能诱导植物体病原相关蛋白基因表达及诱导植物产生系统获得性抗性，从而有利于植物抗病［7-9］。研究表明，SA可以诱导多种植物对真菌、细菌、病毒的抗性［10-11］，如甜椒白粉病［12］、苦瓜白粉病［13］、黄瓜霜霉病［14］、附子叶斑病［15］、猕猴桃炭疽病［16］、山茶灰斑病［17］等。目前，在SA对十字花科芸苔属作物根肿病的诱导研究方面报道较少，仅许倩倩［18］对甘蓝品种‘京丰一号’和‘西园六号’接种后二叶一心期进行灌施，发现两个甘蓝品种根肿病的诱抗指数分别达到59.6%和64.2%，利用SA诱导不结球白菜对根肿病抗性的相关研究尚未见报道。本研究以上海不结球白菜主栽品种‘新矮青’为试验材料，以不同浓度SA为诱导剂，在不同的生长时期进行SA处理，观测相关指标，筛选出SA最佳的诱导浓度和时期，以有效地控制根肿病的发生，为研究不结球白菜抗病机理、致病机理和抗病育种提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为上海不结球白菜主栽品种‘新矮青’，种子由上海市农业科学院园艺所青菜组提供；供试菌株采自上海市青浦区弘扬农场蔬菜栽培基地感染根肿病的不结球白菜新鲜病根组织。

1.2 试验处理

田间试验在上海市农业科学院蔬菜试验温室内进行，采用穴盘育苗的方式进行育苗。将新鲜病根组织打成匀浆与一定比例无菌基质混合均匀，用血球计数板计数，使每克基质至少含有2×108个根肿菌孢子。配置浓度分别为0.2 mmol/L（SA1）、0.4 mmol/L（SA2）、0.6 mmol/L（SA3）、0.8 mmol/L（SA4）的SA溶液，2015年4月20日将试验材料分为5组，第1组在种子时期利用4个浓度分别进行浸种12 h，将浸种萌发的种子点入带菌的育苗穴盘进行接种；第2、3、4、5组的种子用无菌蒸馏水浸种12 h，直接播种于带菌育苗穴盘中进行人工接种。将育苗穴盘放置于光照培养箱中进行幼苗培养，温度设置为昼（28±1）℃/夜（20＋1）℃，光照时间14 h/10 h（昼/夜），菌土含水量控制在60%左右，为病菌发病营造良好的条件。随着种子的生长，第2、3、4组分别在植株生长到子叶期、一叶一心期和三叶一心期用4个浓度的水杨酸进行灌根处理；以不经SA处理的第5组作为对照组（CK），每个时期每个浓度处理3次重复。在播种后第45天（2016年6月4日）进行病情调查，并对感染根肿病的植株生长情况进行调查。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 生长指标

用直尺测定幼苗的株高（子叶节至生长点）、根长、叶长和叶宽，以叶长和叶宽的最大测量值为基准计算叶面积［19］，叶面积S（cm2）＝叶长（cm）×叶宽（cm）×0.66。用水清洗干净植株，用电子天平称量植株地上部鲜重。

1.3.2 发病情况调查

根肿病病情分级参考黄蓉等［20］的分级标准，0级：未发生病害；1级：根系的须根、侧根有肿瘤，或主根发病较轻，肿瘤轻微膨大但不明显；3级：根系的主根发病较重，具有明显的肿瘤，肿瘤大小达茎基部横切面积的2—3倍；5级：根系的主根、须根呈现多个明显肿瘤，或主根明显肿大，肿瘤大小达茎基部横切面积的4倍以上。

发病率、病情指数及诱抗指数计算方法如下：

发病率＝（发病株数/总株数）×100%；

诱抗指数＝（对照病情指数－处理病情指数）/对照病情指数×100%。

1.4 数据统计与处理

每个生长指标重复测定6次，取平均值。数据采用Excel 2003软件整理和绘图，采用SPSS 21.0统计软件进行数据分析和多重比较，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 外源SA不同处理时期对不结球白菜抗性诱导的影响

外源水杨酸处理后不结球白菜根肿病的发病率、病情指数均有明显的降低（表1—3），不同时期与不同SA浓度的处理组合对不结球白菜的抗根肿病诱导效果不同，呈现一定的剂量效应和时间效应。但总体表现为各浓度SA处理下的发病率和病情指数均低于对照，表明SA具有提高不结球白菜抗根肿病的作用。

表2 不同SA处理浓度和处理时期对不结球白菜根肿病病情指数的影响Table 2 Effect of different concentrations of salicylic acid and different treatm ent stages on the clubroot disease index of pak-choi%%

表3 不同SA处理浓度和处理时期对不结球白菜根肿病的诱抗效果Table 3 The induced resistance effect of different concentrations of salicylic acid and different treatment stages on pak-choi%

2.1.1 种子处理

SA浸种处理方式下，不结球白菜的发病率随SA浓度的增大呈现先降低后升高的趋势，病情指数则是随着SA浓度的增大呈逐渐降低的趋势，在SA2浓度时不结球白菜的发病率最低，比CK降低48.93%，病情指数在SA4时最低，与对照相比降低了49.33%。其诱导抗病的效果（诱抗效果）在SA4浓度时最高，为50.75%，表明SA4为浸种处理的最佳SA浓度。

2.1.2 子叶期处理

在子叶期利用SA处理的不结球白菜根肿病的发病率和病情指数随SA浓度的增大均呈先降低后升高的变化趋势，除0.8 mmol/L外，其他SA浓度处理的发病率和病情指数与对照相比均具有显著差异；在SA2浓度时不结球白菜的发病率和病情指数均最低，分别比对照降低了44.49%、46.03%，且此浓度SA的诱抗效果最好，达48.24%。

2.1.3 一叶一心期处理

各SA处理浓度均使不结球白菜发病率和病情指数明显降低，且均随SA浓度的增大先降低后升高，其中SA2、SA3、SA4处理与对照相比均具有显著差异；SA2、SA3之间差异不显著，但二者均与SA4之间具有显著差异。在SA3浓度时其发病率和病情指数均最低，分别比CK降低了61.49%、62.70%，其诱抗效果达到了61.21%，为该时期的最佳处理浓度。

2.1.4 三叶一心期处理

此时期SA的诱导效果与一叶一心期的效果基本一致，其发病率和病情指数均随SA浓度的增大呈现先下降后升高的趋势，SA2、SA3、SA4处理与对照相比均具有显著差异。SA2与SA3之间没有显著差异，但SA3比SA2处理的发病率和病情指数分别降低了26.89%、34.54%，且SA3浓度时的诱抗效果达53.55%，为此时期的最佳处理浓度。

2.2 外源SA不同处理浓度和处理时期对感病不结球白菜生长的影响

2.2.1 不同SA处理浓度和处理时期对感病不结球白菜株高的影响

外源水杨酸处理可有效提高感病不结球白菜的植株高度（表4）。在各个处理时期，随着外源SA施用浓度的增大，植株高度呈现先增加后减小的趋势，各处理时期的株高最大值出现在不同的SA浓度。其中子叶期、一叶一心期、三叶一心期的株高在SA3浓度处理时最大，分别比CK高30.88%、37.24%、7.67%，且均与对照呈显著差异；SA浸种处理组在SA4时株高达到最大值，比对照高20.89%，达到显著差异水平。

表4 不同SA处理浓度和处理时期对感病不结球白菜株高的影响Table 4 Effect of different concentrations of salicylic acid and different treatment stages on the p lant height of infected pak-choi cm

2.2.2 不同SA处理浓度和处理时期对感病不结球白菜叶面积的影响

外源水杨酸处理有效促进了感病不结球白菜叶面积的增大（表5）。在不同处理时期，叶面积均随着SA浓度的增大呈现先增加后减小的变化趋势。其中种子处理和子叶期处理叶面积最大值分别出现在SA4、SA2浓度时，分别比对照增加27.53%和36.33%；一叶一心期和三叶一心期处理组在SA3浓度时叶面积达到最大，分别比对照增加36.90%和31.55%，且均与对照达显著差异水平。

表5 不同SA处理浓度和处理时期对感病不结球白菜叶面积的影响Table 5 Effect of different concentrations of salicylic acid and different treatment stages on the leaves area of infected pak-choi cm2

2.2.3 不同SA处理浓度和处理时期对感病不结球白菜单株地上部鲜重的影响

外源水杨酸处理有效促进了感病不结球白菜单株地上部鲜重的增加（表6）。在不同处理时期，感病不结球白菜单株地上部鲜重均随SA浓度的增大呈现出先增加后减小的趋势。种子处理和子叶期处理的单株地上部鲜重分别在SA4、SA2浓度时达到最大值，分别比对照增加61.29%和22.58%，均达到显著差异水平；而一叶一心期和三叶一心期处理的单株地上部鲜重最大值出现在SA3浓度时，与对照相比增加了91.93%和62.90%，也达到了显著差异水平。

表6 不同SA处理浓度和处理时期对感病不结球白菜地上部鲜重的影响Table 6 Effect of different concentrations of salicylic acid and different treatment stages on the fresh weight of infected pak-choi g

2.2.4 不同SA处理浓度和处理时期对感病不结球白菜根长的影响

外源水杨酸处理显著增加了感病不结球白菜的根系生长（表7）。在不同处理时期，不结球白菜根长均随着SA浓度的增大呈现出先增加后减小的趋势。其中，种子处理和子叶期处理的根长分别在SA4、SA2浓度时达到最大值，分别为9.30 cm和8.87 cm，均显著高于对照；一叶一心期和三叶一心期处理的根长最大值出现在SA3浓度时，分别为10.83 cm和9.47 cm，显著长于各自处理时期的其他SA处理及对照。

表7 不同SA处理浓度和处理时期对感病不结球白菜根长的影响Table7 Effect of different concentrations of salicylic acid and different treatm ent stages on the root length of infected pak-choi cm

3 结论与讨论

根系是陆生植物从土壤中获取和运输水分的必须器官，是植物存在与生长的基础，当植物根系遭受病害时，会严重影响植物的生长发育［21］。研究发现，受根肿病菌侵染的十字花科植物其根部组织细胞异常增生膨大，进而形成肿瘤，严重阻碍了其吸收和运输水分及营养物质［22］。根肿病菌的入侵不仅严重阻碍了植株地下部分的生长，其地上部的生长也受到抑制。

Raskin［8］认为SA是一种新的植物激素，也是植物抗病反应过程中的信号转导分子和诱导植物对非生物胁迫反应的抗逆信号分子［22］。有关SA与植物抗病性的研究由来已久，White［23］最早利用SA处理感染TMV的烟草栽培种，能够有效减轻烟草的病害症。本试验选择不结球白菜种子、子叶期、一叶一心期和三叶一心期作为4个处理时期，研究了不同浓度SA对不结球白菜根肿病发病情况和感病植株生长的影响。结果显示，SA对真菌感染引起的植物病害具有一定的抑制效果，可以有效降低不结球白菜根肿病的发病率和病情指数，提高不结球白菜抗根肿病的诱抗效果，与已有报道中利用外源SA可以诱导植物产生病害抗性，有效提高玉米对小斑病的抗性、桉树对焦枯病的抗性、苹果对轮纹病的抗性［24-26］等研究结果一致。

不同物种、不同的生物或非生物胁迫，在不同的生长阶段所需的外源SA的浓度和剂量不同。本试验分别在4个时期施用SA处理后，发现侵染根肿病的不结球白菜植株所产生的抑制生长得到缓解，株高、叶面积、根长和地上部鲜重与对照相比均得到了提高。但是不同施用时期存在剂量效应，种子、子叶期、一叶一心期和三叶一心期SA的浓度分别以0.8 mmol/L、0.4 mmol/L、0.6 mmol/L和0.6 mmol/L效果最好，通过不结球白菜植株的根肿病发病率、病情指数、诱抗效果及感病植株的各项生长指标的综合分析和评价，认为一叶一心期0.6 mmol/L SA处理的效果最好。柳建良等［27］发现100 mmol/L的SA喷施芒果叶面，对抑制和减轻炭疽病的发生效果最佳；向妙莲等［28］报道称用0.5 mmol/L的SA浸泡尾叶桉幼苗，浸泡时间为1—5 d时，能够显著降低幼苗青枯病发病率，而高浓度的SA和较长的浸泡时间都会对桉树幼苗产生毒害作用；刘亚光等［29］也证实用浓度为1 000 mmol/L的SA连续喷施大豆叶面，能够提高大豆（感病品种‘黑农35’、中抗品种‘东农42’）对灰斑病的抗性，且抗病效果显著。在专属性的十字花科根肿病研究中，许倩倩［18］发现利用外源水杨酸可有效降低甘蓝根肿病的病情指数，SA的不同诱导浓度在甘蓝不同的苗期对根肿病的诱抗效果不同。本试验与其结果相一致，即在不结球白菜一叶一心时期浇灌0.6 mmol/L SA对提高不结球白菜抗根肿病能力及抵御根肿病侵染后的抑制生长作用具有显著效果。目前，其具体抗性诱导的生理机制尚不明确，有待进一步对SA诱导不结球白菜抗病性的生理生化机理进行研究和探讨。

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（责任编辑：闫其涛）

Effect of exogenous salicylic acid on seedling growth and clubroot resistance in pak-choi(Brassic campestris ssp.chinensis Makino)

ZHU Hong-fang，GAO Qian-qian*，LIXiao-feng，LIU Jin-ping，ZHAIWen，ZHU Yu-ying**
（1Horticulture Reseɑrch Institute，Shɑnghɑi Acɑdemy of Agriculture Sciences；Shɑnghɑi Key Lɑb of Protected Horticulturɑl Technology，Shɑnghɑi201403，Chinɑ）

The seeds and plants of cotyledon，one-leaf stage，three-leaf stage were treated with 0.2—0.8 mmol/L exogenous salicylic acid（SA）to study the effect of SA on the clubroot incidence of pak-choiand the growth of infected plant，and evaluate the feasibility of exogenous SA on the prevention and control of clubroot，taking pak-choi variety‘Xin'aiqin’as material.The results showed that the appropriate concentration of exogenous SA can reduce the clubroot incidence and disease index，and relieve the growth inhibition of pak-choi. There were dose effect of different treatment period，the optimal SA concentrations in seed，cotyledon，one-leaf stage，three-leaf stage were 0.8 mmol/L，0.4 mmol/L，0.6 mmol/L，0.6 mmol/L respectively.Comprehensive analysis of the clubroot incidence and infected plants growth indicated that the best inhibitory effect on pak-choi clubroot is0.6 mmol/L SA at one-leaf stage.

Salicylic acid；Pak-choi；Disease incidence；Disease index；Growth

S635；S436.35

A

1000-3924（2017）01-063-06

2016-10-30

上海市农委基础项目［沪农科基字（2014）第1-8号］；上海市绿叶蔬菜产业体系

朱红芳（1980—），女，硕士，助理研究员，研究方向：不结球白菜遗传育种。Tel：021-52235455，E-mail：zhf334480＠126.com

*共同第一作者

**通信作者，Tel：021-52235455，E-mail：yy5＠saas.sh.cn