2个烤烟品种对根黑腐病菌的响应

史一轩，张盖，段晓琼，谢强，雷晓，王飞，王李芳，唐珊，吴颖，王炼，年夫照*

(1.云南农业大学 烟草学院，云南 昆明 650201；2.四川省烟草公司泸州市公司，四川 泸州 646000；3.云南省烟草公司楚雄州公司武定县分公司，云南 楚雄 651600)

烤烟根黑腐病是由根串珠霉菌(Thielaviopsisbasicola)侵染引起的一种世界性土传真菌病害，在我国广泛分布于云南、贵州、四川等烟区。由于根黑腐病发生的普遍性，不仅造成烟草产量损失，而且影响烟叶品质，降低了感病烟叶的工业可用性[1-3]。烤烟品种是烟叶生产的基础，是提高烟叶产质量的内因，不同烤烟品种对根黑腐病菌的生理响应存在较大的差异，研究不同烤烟品种对根黑腐病菌的抗性是进一步防治病害的基础。

烟株在患有根黑腐病后，体内的各种化学指标必定会发生一系列的变化[4]，测量烟株体内的一些化学指标，有利于了解在不利的生长条件下烟株的变化，同时了解这些生理化学指标对烟株的影响。彭海莹[5]研究表明，烟草受根黑腐病侵染后积累更多的膜脂过氧化产物丙二醛。胡亚杰等[6]研究表明，酚类物质含量变化是烟草应对病害胁迫的重要途径。陈帅[7]研究发现，类黄酮能够清除由病害胁迫产生的大量活性氧，从而减少对植物细胞的损伤。曾珏[8]通过对邵阳烟区3种主要病害研究发现，烟草中的总糖和还原糖会随着烟草病害的加重而减少，而烟碱和蛋白质含量会随着烟草病害的加重而增加。本研究以韭菜坪2号和云烟87为试验烤烟品种，通过测定烟株在根黑腐病发病初期的烟叶中丙二醛等生理生化指标，深入比较分析2个烤烟品种对根黑腐病菌的生理响应及其差异，为烟区品种合理布局提供理论依据，对进一步采取科学的综合防治措施进行病害防治具有重要的指导意义。

1 材料与方法

1.1 材料

本研究所用烤烟品种为韭菜坪2号及云烟87。

1.2 病株获取及保存

在泸州烟区同一方田选取往年烟草根黑腐病较为严重的田块，以及近3 a未发生根黑腐病田块，移栽韭菜坪2号和云烟87。

设置韭菜坪2号发病烟株鲜烟叶(记为JC2)、韭菜坪2号未发病烟株鲜烟叶(记为JC2CK)、云烟87发病烟株鲜烟叶(记为Y87)、云烟87未发病烟株鲜烟叶(记为Y87CK)4个处理。

在烟株打顶后，取田间发病烟株(贴近地面根茎可见黑褐色，生长停滞，易于萎蔫，拔根可见50%根部变褐，黑褐腐烂)残体，按照赵志坚等[9]的方法，对根黑腐病进行鉴定。

取处于发病中期烟株的功能烟叶叶片，冰盒封存，带回实验室，超低温冰箱保存待测。同时，取未发病烟株叶片。每个处理3次重复，取6株烟的烟叶进行混合，作为一次重复。

1.3 测定的生理指标及方法

对获取的烟叶样品进行丙二醛、游离氨基酸、可溶性总糖、总酚和类黄酮含量的测定，测定方法参考罗华元等[10]编著的《烟草田间试验与生理生化测定技术》。

1.4 数据处理

采用Excel和SPSS软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 根黑腐病菌侵染对不同品种丙二醛含量的影响

从图1中可以看出，2个品种发病烟株烟叶的丙二醛含量均高于未发病的烟株，说明烟草经黑腐病菌侵染后，2个品种的膜脂过氧化作用加强，不同程度地受到烟草根黑腐病菌的逆境伤害。同时，韭菜坪2号发病烟株烟叶丙二醛含量大于云烟87发病烟株烟叶，但无显著性差异，说明烟草根黑腐病菌侵染对韭菜坪2号造成的伤害更重，韭菜坪2号对烟草根黑腐病菌的抵抗力相对较弱，云烟87较强。

柱间无相同小写字母者表示组间差异显著(P<0.05)。图2～3同。

2.2 根黑腐病菌侵染对不同品种总酚和类黄酮含量的影响

从表1可以看出，韭菜坪2号和云烟87品种发病烟株烟叶的类黄酮含量均显著性高于未发病烟株；韭菜坪2号发病烟株总酚含量显著高于未发病烟株的烟叶总酚含量，而云烟87发病烟株烟叶总酚含量虽高于未发病烟株，但两者差异不显著。说明韭菜坪2号对根黑腐病菌侵染更为敏感。同时可以看出，无论是发病烟株还是未发病烟株，韭菜坪2号烟叶多酚和类黄酮含量均高于云烟87，这可能是由品种的特性决定。

表1 根黑腐病菌侵染对不同烤烟品种叶片总酚和类黄酮含量的影响

2.3 根黑腐病菌侵染对不同品种游离氨基酸含量的影响

由图2可以看出，韭菜坪2号发病烟株烟叶内的游离氨基酸含量显著高于未发病烟株，而云烟87发病烟株烟叶游离氨基酸含量则低于未发病烟株，两者无显著差异。从叶片中游离氨基酸含量看，2个烤烟品种在被根黑腐病菌侵染后的响应不同。同时，从侵染后的表现看，韭菜坪2号被黑腐病侵染后的叶片游离氨基酸含量显著高于云烟87发病烟株。说明韭菜坪2号对于根黑腐病侵染更为敏感。

图2 根黑腐病菌侵染对不同烤烟品种叶片中游离氨基酸含量的影响

2.4 根黑腐病菌侵染对不同品种可溶性总糖含量的影响

从图3可以看出，韭菜坪2号和云烟87，在根黑腐病侵染后，其新鲜烟叶中可溶性总糖的含量均有升高，但与其未发病叶片比较，没有显著性差异。

图3 根黑腐病菌侵染对不同烤烟品种新鲜烟叶可溶性总糖含量的影响

3 小结与讨论

当烟株受到逆境胁迫时，体内会发生膜脂过氧化反应，最终产生丙二醛[11]。在本试验中，韭菜坪2号患根黑腐病后，叶片的丙二醛含量高于未发病烟株，云烟87烤烟也有类似情况。这与江彤等[12-13]研究结论一致，其原因是植物-病原物之间发生非亲和性互作，在这种互作中根黑腐病作为一种激发子，引起烟株体内产生大量的O2·、H2O2等，继而启动膜脂过氧化作用，使得丙二醛含量上升。同时，韭菜坪2号丙二醛含量大于云烟87，表明韭菜坪2号在试验所在地发生细胞膜质过氧化程度高，细胞膜受到的伤害更严重，对根黑腐病的抗性低于云烟87。

酚类物质是烟草自身代谢的产物，对微生物、病毒伤害等生物胁迫具有防御作用[14]。烟草在受到侵染时，会积累大量的酚类化合物，对病原菌起到抑制作用，从而达到抗病的目的[15]。而类黄酮是烟草中普遍存在的多酚化合物[16]，在本试验中，韭菜坪2号和云烟87发病烟株烟叶的类黄酮含量均高于未发病烟株。这与前人研究结果一致，当烟株被病毒入侵时，烟株体内的类黄酮含量会有所增加[7]。这可能是由于当烟草受到根黑腐病入侵时，体内响应蛋白被激活，进而激活参与类黄酮代谢相关基因的表达，促进类黄酮的积累，增强植物体对病害胁迫的耐受性[17]。本研究发现，韭菜坪2号发病烟株烟叶的多酚含量显著高于未发病烟株，而云烟87则表现出没有显著性差异。说明在多酚的代谢上，韭菜坪2号受根黑腐病的影响更为敏感。

碳氮代谢是最基本的两大生理代谢途径，根据有关研究报道，植物受病原物侵染后，体内游离氨基酸、可溶性总糖等组分的含量会发生变化，这些改变与寄主本身的抗病性有一定的相关性[18]。在氨基酸代谢方面，发病的韭菜坪2号与对照组相比，游离氨基酸含量显著升高，其氨基酸代谢严重受阻，蛋白质的分解加强而合成受到抑制；而云烟87则相反，在受到根黑腐病侵染后，氨基酸含量反而降低，其代谢加速。可能是品种差异导致在受到根黑腐病侵染后，两者的氮代谢存在较大差异，韭菜坪2号在受到病菌感染后表现得更加敏感。在可溶性糖代谢方面，根黑腐病侵染后，2个烤烟品种新鲜烟叶中可溶性总糖的含量均升高，主要是由于根黑腐病菌的侵入诱导烟株体内小分子多糖水解，从而积累可溶性糖维持烟株自身代谢平衡，这是一种感病的生理生化表现[19]。综上，韭菜坪2号对根黑腐病菌发病的生理响应更为敏感，可能更易受根黑腐病的影响。