接种点柄乳牛肝菌对樟子松枯梢病抗病性的影响

接种点柄乳牛肝菌对樟子松枯梢病抗病性的影响

陈洁;刘雪峰;郝昕;刘建荣

【摘要】为了研究外生菌根菌提高寄主抗病性的机理,以3年生樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)实生苗为研究对象,测定了樟子松枯梢病原菌(Sphaeropsis sapinea)侵染对接种点柄乳牛肝菌(接SG×接菌组)与不接种点柄乳牛肝菌(接菌组)和单独接种点柄乳牛肝菌(接SG组)3个处理组的病情指数、叶绿素质量浓度、抗病相关酶(CAT、PPO、SOD)活性的影响.结果表明:在接种病原菌30d后,接菌组病情指数明显高于接SG×接菌组;叶绿素质量浓度由高到低依次为接SG组、接SG×接菌组、接菌组;PPO和SOD活性由高到低依次为接SG组、接SG×接菌组、接菌组,且变化趋势不随时间改变;CAT活性由高到低依次为接菌组、接SG×接菌组、接SG组.综上,在枯梢病病原胁迫下,点柄乳牛肝菌根可以有效提高樟子松叶绿素质量浓度、PPO和SOD活性,降低樟子松枯梢病的病情指数及CAT 活性,且大部分指标差异显著(P＜0.05).在枯梢病病原菌的作用下,点柄乳牛肝菌根能够正向调节樟子松的生理生化指标,进而提高樟子松对枯梢病的抗病性.

【期刊名称】《东北林业大学学报》

【年(卷),期】2019(047)003

【总页数】7页(P94-99,110)

【关键词】点柄乳牛肝菌;樟子松枯梢病;抗病性;外生菌根菌

【作者】陈洁;刘雪峰;郝昕;刘建荣

【作者单位】东北林业大学,哈尔滨,150040;东北林业大学,哈尔滨,150040;东北林业大学,哈尔滨,150040;东北林业大学,哈尔滨,150040

【正文语种】中文

【中图分类】S791.253;S763.1

樟子松(Pinus sylvestnis var. mongolica Litv.)是我国东北地区的重要树种，具有速生丰产等特点。辽宁省章古台镇是我国最早进行沙地樟子松引种的地区。松枯梢病(Sphaeropsis sapinea)是世界范围内针叶树上最常见和分布最广的重要病害之一。自1991年起，樟子松枯梢病在东北地区发生后，该病在各地危害逐年加重，现发病面积已达1 300 hm2，发病率100%，感病指数44.8。从幼苗到成林都能

发病，但以树势衰弱植株发病最重[1]。在病部、枯叶、枯梢上可见圆形突起的黑

色小点，即病菌分生孢子器。樟子松枯梢病是一种典型的潜伏侵染的弱寄生病害[2]。

点柄乳牛肝菌(Suillus granulatus O. Kurttee)是自然界中常见的外生菌根(ECM)

真菌，其具有突出的抗旱性和抗贫瘠能力[3]。外生菌根的主要功能有改善植物生

理功能、增强宿主植物抗逆性、增强宿主植物抗病性以及促进生物修复等[4]。许

多研究证明，外生菌根能够防治或减轻某些植物病害、特别是根部病害[5]。用于ECM真菌生物防治试验的病原菌主要为土传性病原真菌，包括立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、串珠镰刀菌(Fusarium moniliforme)、毁灭柱盘孢菌(Cylindrocarpon destructans)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、大丽轮枝

菌(Verticillium dahlie)和疫霉属(Phytophthora)的一些种类等[6]。ECM真菌与

土传病原菌侵染部位基本相同，同时还参与了植物许多生理生化代谢过程，因此，外生菌根菌可能对植物病害有直接或间接的影响[7]。张文泉等研究表明，接种点

柄乳牛肝可与樟子松组培苗形成菌根，菌根化率大于95%，菌根侵染率大于70%，各项生长指标与对照存在显著性差异，说明外生菌根真菌能促进樟子松抗病性[8]。

现阶段，已经有研究对于外生菌根菌提高植株的抗病性的研究，但集中于根部病害，地上部分病害未见报道。

研究植物抗病性对提高植物的产量有着重要影响。光合作用作为植物产生有机物的重要途径，在植物生长代谢及物质合成功能中起着重要作用。叶绿素作为植物光合作用的主要色素，在植物体内主要分为叶绿素a和叶绿素b两种。目前已有很多

报道指出叶绿素a、b的含量可在一定程度上与植物抗病性呈正相关。顾振芳等[9]对9个黄瓜品系的霜霉病(Pseudomonas cubensis)抗病性进行了鉴定，并测定了叶绿素含量，结果表明，叶片内叶绿素的含量与霜霉病的抗性呈正相关。胥爱玲等[10]对黄瓜抗病性与叶绿素含量关系的研究认为，叶片内叶绿素含量与黄瓜霜霉病的抗性呈正相关。刘会宁等[11]对葡萄霜霉病(Plasmopara viticola)的研究结果也表明，叶绿素含量与葡萄霜霉病的病情指数之间存在着极显著的负相关。近30年，研究者已开始从樟子松枯梢病病原菌、侵染循环等方面开展了病生理研究，并取得了一些进展，但有关叶绿素方面的研究未见报道。

多酚氧化酶(PPO)是氧化酚类物质的酶，将酚类化合物氧化为醌类物质(咖啡酸、

绿原酸等)，醌类物质对病原微生物具有更高的致毒性[12]，同时可以催化酚类物

质促进植物木质素的合成，并且通过促进细胞壁的木质化和结构蛋白的聚合形成最初的防卫屏障[13]。超氧化物歧化酶(SOD)作为植物体内防御活性氧毒性的保护酶，能催化超氧化物阴离子发生歧化作用，生成H2O2和O2，在提高植物抗逆性、抗氧化方面具有重要作用。过氧化氢酶(CAT)的功能是清除病原物侵染引起的活性氧(主要是H2O2)积累，将H2O2降解为对植物无毒害的H2O和O2。研究表明，

在植物抗病作用方面，SOD、CAT、PPO等保护酶活性以及可溶性蛋白含量等的

变化起着重要作用[14-15]。目前，这些酶类的变化量可以作为评价植物抗病性强

弱的生理指标[16-17]。

樟子松枯梢病的防治极大程度上还是依赖于化学防治，这虽然给林业生产带来了很

高的效益，但是环境污染、生态系统自然平衡的破坏等诸多弊端也随之而来。提高樟子松自身的抗病性是一种有害生物的防治方法，具有绿色环保，无污染等特点。作为外生菌根菌，点柄乳牛肝菌对樟子松健康生长、生态维护具有重要意义。它能够通过与樟子松根部形成菌根结构，提高樟子松逆境的耐受能力，具有良好的促生长作用。目前国内外对樟子松进行菌根合成试验已经有小部分报道研究[18]，但对提高樟子松抗病性的研究尚未明确。本研究分析测定了樟子松枯梢病侵染对接种点柄乳牛肝菌与不接种点柄乳牛肝菌和单独接种点柄乳牛肝菌3个处理组的病情指

数及叶绿素质量浓度、抗病相关酶PPO、SOD、CAT活性等指标的影响，为提高樟子松枯梢病的抗病性提供参考，同时也为外生菌根菌提高寄主抗病性提供依据。

1 材料与方法

1.1 樟子松枯梢病病原菌采集及鉴定

在黑龙江省齐齐哈尔市泰来县采集樟子松枯梢病病梢，将病针叶放在解剖镜下，用解剖刀轻轻划开子实体做纵切片，将切片移入载玻片后盖上盖玻片，放置在显微镜下进行观察。在显微镜下将病原菌的单个孢子移入PDA培养基内，放入培养箱中，26 ℃进行避光培养。

病原菌菌丝球经冷冻液氮研磨后，用TianGen试剂盒进行DNA提取。用真菌的

通用引物对ITS1/ITS4对病原菌进行PCR扩增，对获得的扩增产物进行DNA测

序(上海生工有限公司)。将所得序列输入NCBI网站，用Blast程序与Genbank

中已有的序列进行比对。

将分离得到的纯菌种，取直径0.75 cm的菌丝圆片，针刺法接种至松针伤口上，

用无菌水浸湿纱布包裹。将20个分枝接种，在装有浸水棉绒的无菌玻璃容器中培养，温度26 ℃，相对湿度75%(模拟黑龙江省春季的大陆气候条件)。基于柯赫氏法则，从有症状的分枝上重新分离病原菌并使用形态学比较法来鉴定。

1.2 樟子松实生苗菌根合成