2种植物免疫诱抗剂对蔬菜种子萌发行为的试验研究.pdf

-29-Vegetables 2023.9试验研究2种植物免疫诱抗剂对蔬菜种子萌发行为的试验研究王 胤1，任子和2，付思蕊2，冯晓菁2，张爱环2，李云龙1 ，胡 彬1，孙 海1 ，曹金娟1 ，王帅宇1（1.北京市植物保护站，北京 100029；2.北京农学院生物与资源环境学院，北京 102206）收稿日期：2023-04-30基金项目：创新团队项目（生态循环与低碳发展创新团队有机生产体系与标准岗位专家工作经费）（11000023T000002137812）。摘要：为明确植物免疫诱抗剂对种子萌发行为的影响，采用纸上法，设置不同浓度的0.5%几丁聚糖和1%香菇多糖，对番茄、黄瓜、辣椒、茄子种子发芽率、发芽势、发芽指数进行测定。结果表明：2种植物免疫诱抗剂对番茄、黄瓜、辣椒、茄子种子萌发均具有较好的促进效果，其中，1%香菇多糖对番茄、黄瓜和茄子种子萌发的效果优于0.5%几丁聚糖，1%香菇多糖800倍液处理的番茄和茄子的发芽率、发芽势和发芽指数3项指标均最高，分别为92.64%、75.06%、9.47和87.64%、72.24%和9.56，分别较对照组提高10.14百分点、11.78百分点、2.96和24.66百分点、20.06百分点、3.87；1%香菇多糖600倍液处理的黄瓜发芽率、发芽指数均最高，分别为95.15%、11.85，1%香菇多糖800倍液处理的黄瓜发芽势最高，为70.23%；0.5%几丁聚糖600倍液处理的辣椒发芽率、发芽势均最高，分别为99.12%、67.26，1%香菇多糖400倍液处理的辣椒发芽指数最高，为9.45。在田间育苗时，根据不同作物选择适宜浓度的植物免疫诱抗剂并随水施用，可促进种子萌发。关键词：植物免疫诱抗剂；种子；萌发；蔬菜Study on Seed Germination Behavior of Two Kinds of Plant Immune InducersWANG Yin1,REN Zihe2,FU Sirui2,FENG Xiaojing2,ZHANG Aihuan2,LI Yunlong1,HU Bin1,SUN Hai1,CAO Jinjuan1,WANG Shuaiyu1(1.Beijing Plant Protection Station,Beijing 100029,China;2.College of Bioscience and Resource Environment,Beijing University of Agriculture,Beijing 102206,China)Abstract:In order to clarify the effect of plant immune inducers on seed germination behavior,the paper method was used,and the germination rate,germination potential and germination index of tomato,cucumber,pepper and eggplant seeds with different concentrations of 0.5%chitosan and 1%lentinan were measured.The results showed that two plant immune inducers had good promoting effects on the germination of tomato,cucumber,pepper and eggplant seeds.Among them,1%lentinan had a better effect on the germination of-30-Vegetables 2023.9试验研究tomato,cucumber and eggplant seeds than 0.5%chitosan.The tomato and eggplant treated with 1%lentinan 800 times solution had the highest germination rate,germination potential and germination index of 92.64%,75.06%,9.47 and 87.64%,72.24%,9.56,respectively,which increased by 10.14 percentage points,11.78 percentage points,2.96 and 24.66 percentage points,20.06 percentage points,3.87,respectively,compared with the control group.The germination rate and germination index of cucumber treated with 1%lentinan 600 times solution were the highest with 95.15%and 11.85,respectively.The cucumber treated with 1%lentinan 800 times solution had the highest germination potential of 70.23%.The pepper treated with 0.5%chitosan 600 times solution had the highest germination rate and germination potential of 99.12%and 67.26,respectively.The pepper treated with 1%lentinan 400 times solution had the highest germination index of 9.45.When raising seedlings in the field,selecting appropriate concentrations of plant immune inducers based on different crops and applying them with watering could promote germination of seed.Keywords:plant immune inducer;seed;germination;vegetable我国种植蔬菜种类繁多，导致病虫害发生种类多且发生规律复杂。目前，对于农作物的病虫草害的防治仍以化学植物免疫诱抗剂为主，但化学农药的不科学使用带来了环境污染、病菌抗药性增强、农产品安全危机等一系列问题，而对环境友好的植物免疫诱抗剂成为发展生态农业的迫切需要1-3。植物免疫诱抗剂是一种新型生物农药，是科学家在揭示植物病害、虫害、生物农药3者关系理论基础上，科学控制病虫害的新实践4-7。植物免疫诱抗剂与植物接触后，可以多种方式进入植物并被植物受体识别，其被识别后产生多种信号传导反应，从而刺激植物产生过敏反应、积累植物保卫素、抑制病原物降解酶的蛋白质抑制物、多种细胞壁修饰作用等一系列防卫反应7，从而达到抗病、增产的效果8-13。由于植物免疫诱抗剂直接作用于植物本身而非病源，所以具有对人畜毒性低、环境相容性高、作用谱广、病原菌不会产生抗药性等优点，在农业生产中应用越来越广泛。王祥尊等14研究发现，植物免疫诱抗剂拌种对小麦的增产效果明显。王胤等15研究发现，植物免疫诱抗剂对黄瓜具有促进生长发育、提高抗病性、改善品质、增加产量等效果。香菇多糖是一种以香菇为原料，经工业化提炼而制成的多糖类植物免疫诱抗剂，香菇多糖属真菌类多糖，是香菇特有的多糖成分16-17，能增强和调节机体免疫功能，是一种重要的生理活性物质18。几丁质和壳聚糖是氨基多糖高分子聚合物，具有良好的成膜性和抑菌功能19-20，是一种植物免疫诱抗剂，可以诱导植物提高抵御病菌侵染的免疫能力，进而促进植物生长，具有以下几种特点：增强作物预防病害、抵御病害的能力；增强作物抵御低温干旱的能力；对环境友好。目前研究少有探究植物免疫诱抗剂对作物种子萌发阶段的影响，因此本研究旨在了解几丁聚糖、香菇多糖2种植物免疫诱抗剂对番茄、黄瓜、辣椒、茄子种子萌发的影响，以期对蔬菜培育壮苗及增产提供参考。1 材料和方法1.1 供试材料供试植物免疫诱抗剂：0.5%几丁聚糖水剂（成都特普生物科技股份有限公司）、1%香菇多糖水剂（北京三浦百草绿色植物制剂有限公司）。供试种子：番茄（金冠58号，北京金木土地农业技术研究所）、黄瓜（盛优一号，京研益农（北京）种业科技有限公司）、辣椒（国服909，京研益农（北京）种业科技有限公司）、茄子（六叶茄，北京北农种业有限公司）。1.2 试验方法在北京市植物保护站有害生物检测室，采用纸上法21开展种子萌发试验，将同种作物种子80-31-Vegetables 2023.9试验研究粒放入铺有2层滤纸的培养皿中，每处理每皿加入45 mL不同浓度的植物免疫诱抗剂稀释液，保证种子和滤纸湿润，再将培养皿放入种子萌发培养箱，并按照采集地点气候特征设置变温和光照（白天光照12 h，温度15；夜间黑暗12 h，温度25），之后在滤纸快干时向培养皿中喷施植物免疫诱抗剂，以保证滤纸湿润，共喷施7次。0.5%几丁聚糖水剂、1%香菇多糖水剂2种植物免疫诱抗剂分别设置4个浓度，共8个处理，以清水作为对照（表1），各处理分别设3次重复。每24 h进行1次萌发检测，胚根长至12 mm即可定为已萌发，直到每皿内种子全部萌发或连续10 d不再有发芽种子出现时为止，至此萌发试验结束21。按公式计算种子的发芽率、发芽势和发芽指数，发芽率发芽种子数/供试种子数100%；发芽势发芽高峰期发芽的种子数/供试种子数100%；发芽指数（Gt/Dt），其中Gt为在第t天发芽的种子数，Dt为相应的发芽天数。1.3 数据分析所有数据均采用“平均值标准差”形式表示，采用SPSS软件进行处理间显著性差异分析。2 结果与分析2.1 不同处理对番茄种子萌发的影响由表2可知，2种植物免疫诱抗剂对番茄种子萌发均具有促进作用，经1%香菇多糖处理的番茄种子萌发效果整体优于0.5%几丁聚糖。在0.5%几丁聚糖4个浓度处理中，0.5%几丁聚糖800倍液处理的番茄发芽率、发芽势和发芽指数均最高，分别为90.12%、76.63%和9.09，均高于对照；在1%香菇多糖4个浓度处理中，1%香菇多糖800倍液处理的番茄发芽率、发芽势和发芽指数均最高，分别为92.64%、75.06%和9.47，均高于对照；在9个处理中，1%香菇多糖800倍液处理的番茄种子发芽率、发芽势和发芽指数均最高，且各处理间3个指标均不存在显著性差异。2.2 不同处理对黄瓜种子萌发的影响由表3可知，2种植物免疫诱抗剂对黄瓜种子萌发均具有促进作用，经1%香菇多糖处理的黄瓜种子发芽率显著优于0.5%几丁聚糖，且以1%香菇多糖600倍液对黄瓜种子萌发促进效果最好。0.5%几丁聚糖处理组中，以0.5%几丁聚糖600倍液处理的黄瓜发芽率最高，为67.69%，较对照（60.75%）提高了6.94百分点；0.5%几丁聚糖400倍液处理的黄瓜发芽势和发芽指数均最高，分别为67.78%和11.30，分别较对照（55.23%和8.58）提高了12.55百分点和2.72；0.5%几丁聚糖4个处理组间3项指标均不存在显著性差异，且均与对照差异不显著。1%香菇多糖处理中，1%香菇多糖600倍液处理的黄瓜发芽率和发芽指数均最高，分别为95.15%和11.85，1%香菇多糖800倍处理的黄瓜发芽势最高，为70.23%，且4个处理的发芽率均显著高于对照，发芽势、发芽指数均与对照差异不显著。2.3 不同处理对辣椒种子萌发的影响由表4可知，2种植物免疫诱抗剂对辣椒种子萌发均具有促进作用，以0.5%几丁聚糖600倍液处理的辣椒发芽率、发芽势最高，以1%香菇表1 不同处理的植物免疫诱抗剂用量处理植物免疫诱抗剂稀释倍数A0.5%几丁聚糖水剂200B0.5%几丁聚糖水剂400C0.5%几丁聚糖水剂600D0.5%几丁聚糖水剂800E1%香菇多糖水剂200F1%香菇多糖水剂400G1%香菇多糖水剂600H1%香菇多糖水剂800CK清水表2 植物免疫诱抗剂对番茄种子萌发的影响处理发芽率/%发芽势/%发芽指数A87.501.2467.373.366.930.33B90.042.1665.482.277.580.37C88.421.5766.802.457.120.43D90.121.3676.633.349.090.21E91.391.4269.753.846.630.87F92.581.4772.922.447.890.36G91.542.0472.742.977.550.68H92.641.1575.063.659.470.25CK82.501.3163.282.696.510.74-32-Vegetables 2023.9试验研究多糖400倍液处理的辣椒发芽指数最高。0.5%几丁聚糖处理中，0.5%几丁聚糖600倍液处理的辣椒发芽率、发芽势、发芽指数均最高，分别为99.12%、67.26%和7.57，较对照组（92.14%、62.42%和7.09）分别提高了6.98、4.83百分点和0.48。1%香菇多糖处理中，1%香菇多糖800倍液处理的辣椒发芽率最高，为95.38%；1%香菇多糖400倍液处理的辣椒发芽势、发芽指数均最高，分别为66.50%、9.45。各处理组3项指标间均无显著性差异。2.4 不同处理对茄子种子萌发的影响由表5可知，2种植物免疫诱抗剂对茄子种子萌发均具有促进作用，1%香菇多糖对茄子种子萌发的效果优于0.5%几丁聚糖，且以1%香菇多糖800倍液处理最好，显著优于对照。0.5%几丁聚糖处理中，0.5%几丁聚糖800倍液处理的辣椒发芽率、发芽势、发芽指数均最高，分别为72.57%、60.30%和7.95，较对照组（62.98%、52.18%和5.69）分别提高了9.59、8.12百分点和2.26，但均与对照差异不显著。1%香菇多糖处理中，1%香菇多糖800倍液处理的辣椒发芽率、发芽势、发芽指数均最高，分别为87.64%、72.24%、9.56，且发芽率、发芽势均与对照差异显著，发芽指数与对照差异不显著。3 结论与讨论试验结果表明：0.5%几丁聚糖和1%香菇多糖2种植物免疫诱抗剂对番茄、黄瓜、辣椒、茄子种子萌发均表现出较好的促进效果，发芽率、发芽势和发芽指数3项指标均有提升；其中，1%香菇多糖对番茄、黄瓜和茄子种子萌发的效果优于0.5%几丁聚糖，1%香菇多糖800倍液处理的番茄和茄子的发芽率、发芽势和发芽指数3项指标均最高；1%香菇多糖600倍液处理的黄瓜发芽率、发芽指数均最高；0.5%几丁聚糖600倍液处理的辣椒发芽率、发芽势均最高，1%香菇多糖400倍液处理的辣椒发芽指数最高。试验结果与孙宁阳等22不同处理对波棱瓜种子萌发试验结果相似，且使用植物免疫诱抗剂浸种后对种子萌发表现出不同程度的促进作用。陈乙实等23除用植物免疫诱抗剂外，还采用机械破除、热水和酸处理的方法，开展打破豆科植物种子休眠的研究，并在种子发芽后测量株高和根长，为下一步研究提供了新思路。试验中不同植物免疫诱抗剂浓度梯度与发芽率、发芽势、发芽指数3项发芽指标表3 植物免疫诱抗剂对黄瓜种子萌发的影响处理发芽率/%发芽势/%发芽指数A64.382.54b60.632.059.260.47B65.831.31b67.782.1211.300.24C67.692.17b62.343.279.850.25D65.351.78b56.102.878.740.14E90.281.02a65.162.7210.160.22F92.281.76a65.643.6510.700.35G95.152.24a68.784.2111.850.40H90.851.45a70.233.239.930.47CK60.751.55b55.232.798.580.29注：同列不同小写字母表示在0.05水平下差异显著，未标注表示差异不显著。表4 植物免疫诱抗剂对辣椒种子萌发的影响处理发芽率/%发芽势/%发芽指数A95.473.4462.573.257.520.12B97.522.7465.472.847.130.05C99.122.8767.264.057.570.14D97.583.1465.763.327.350.14E87.552.5662.702.657.180.18F92.433.2366.502.589.450.12G94.672.3364.453.187.160.23H95.382.2862.843.329.260.11CK92.142.3662.422.737.090.13表5 植物免疫诱抗剂对茄子种子萌发的影响处理发芽率/%发芽势/%发芽指数A64.173.13b56.652.45b6.560.16B67.204.15b59.782.74ab6.730.10C67.043.33b54.632.23b6.160.07D72.574.12ab60.301.64ab7.950.14E78.483.55ab57.472.39b6.360.13F82.393.63a65.951.92a8.450.12G87.583.36a68.582.95a5.780.12H87.644.16a72.242.26a9.560.21CK62.983.26b52.182.46b5.690.06注：同列不同小写字母表示在0.05水平下差异显著，未标注表示差异不显著。-33-Vegetables 2023.9试验研究均无明显规律的结果，可能与植物免疫诱抗剂浓度过高、施药次数、用水量或种子自身原因有关。植物免疫诱抗剂是从天然材料中提取的，对动植物无毒害、无残留，对环境无污染，具有促进作物生长、诱导抗病、诱导抗逆等效果。种子萌发需要水分并合成蛋白质，几丁聚糖和香菇多糖具有丰富的C、N元素24-25，便于分解，有利于合成所需的各类蛋白质，进而为种子萌发提供养分。下一步应开展多次试验研究验证效果，并在作物育苗时开展田间药效试验，测量苗期各项生长指标及抗性指标，为植物免疫诱抗剂处理种子来提高幼苗抗性的应用推广提供数据参考。参考文献1 王胤,郑建秋,李云龙,胡彬,孙海,王晓青,曹金娟,李锦,王俊侠,宋玉林,马爱华,李荣华,张宝常,赵昆.植物免疫诱抗剂氨基寡糖素在北京地区的应用效果与前景分析J.安徽农学通报,2018,24(12):41-43.2 刘艳潇,祝一鸣,周而勋.植物免疫诱抗剂的作用机理和应用研究进展J.分子植物育种,2020,18(3):1020-1026.3 万宣伍,田卉,张伟,杨娟,董义霞,刘昌黎,杜学英,谭康,唐自然.植物诱导抗性的机理及应用J.植物医学,2022,1(1):18-25.4 王露露,岳英哲,孔晓颖,张建,张晓英,李洋,孔波,路冲冲,李洋,丁新华.植物免疫诱抗剂的发现、作用及其在农业中的应用J.世界农药,2020,42(10):24-31.5 杨波,王源超.植物免疫诱抗剂的应用研究进展J.中国植保导刊,2019,39(2):24-32.6 帅正彬,胡慧敏,柴丹,郭江洪,杨斌.植物诱抗剂的应用研究进展J.四川农业科技,2020(9):35-37.7 王洪凤,耿全政,孔波,张晓英,丁新华,王庆彬,陈大印.芸苔素内酯和ZNC免疫诱抗剂研究进展J.现代农业科技,2020(19):127-130.8 王露露,岳英哲,孔晓颖.植物免疫诱抗剂在农业中应用前景广泛J.中国农资,2020(46):10.9 丁新华.治未病让植物更强壮更健康作物免疫机理研究及其实践探索C/中国植物病理学会.2018年学术年会论文集,北京:中国农业科学技术出版社,2018.10 从贺.植物疫苗:开辟病虫防治新途径J.农村农业农民(B版),2017(8):38.11 吴林娜,刘梅,李兴红.多糖的生物活性及其在蔬菜中的应用J.蔬菜,2021(5):32-38.12 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