农抗211对水稻的作用效果及诱抗机制研究

发布时间：2020-05-29 22:42

【摘要】：水稻是我国最重要的粮食作物之一,约有60%的人以稻米为主食,保证稻米的安全稳定生产对我国经济发展有重要影响。农抗211是由链霉菌JD211产生的对多种植物病原真菌有抑制作用的活性物质。本文通过对易感水稻品种喷施农抗211,对水稻促生增产效果和抗纹枯病作用机理进行分析,研究结果如下:(1)采用农抗211处理水稻种子,测定种子发芽率、可溶性糖、蛋白质含量以及根系活力。结果表明:适宜浓度农抗211可以提高种子发芽率、可溶性蛋白含量和根系活力,并降低可溶性糖含量。农抗211浓度为0.99μg/m L处理组,72h后发芽率比对照高了11.11%;0.40μg/m L农抗211处理组根系活力为447mg/g.Fw,比对照组根系活力高出41.5%。(2)分别在水稻幼苗期、成苗期(三叶一心期)和返青期喷施农抗211,研究农抗211对水稻促生壮苗作用。喷施农抗211处理抽穗期水稻,研究其对水稻产量的影响。结果表明:处理浓度为62μg/ml农抗211效果最佳,三个时期水稻茎宽、叶宽、根数、白根数、根长、鲜重和干重均比空白数值大。谷粒饱粒千粒重、每穴饱粒重、12穴产量、每穗总粒数均高于其他处理,分别为26.67、10.55、137.48g和152.75粒,与CK差异显著(P㩳0.05),增产率达到31.59%。表明农抗211对水稻促生壮苗以及产量提高有明显效果。(3)农抗211处理五个时期活体水稻和离体叶片,研究其对水稻抗纹枯病的作用效果,发现低浓度农抗211对成苗期、返青期和抽穗期水稻抗纹枯病作用比较明显,其中以62μg/m L农抗211处理返青期水稻效果最佳,染病率和病情指数较低,诱抗相对效果最高,达68.57%。在分蘖期和结实期农抗211诱导水稻抗纹枯病最佳浓度分别为124μg/m L和62μg/m L。筛选出农抗211诱抗浓度为62μg/m L以及处理最佳时期为水稻返青期。农抗211对纹枯病的防效随作用时间增加上升,在96 h达到最大值,然后小幅度下降,井冈霉素的效果与农抗211变化趋势一致,对纹枯病的防效均能持续作用7 d以上;农抗211对返青期、抽穗期和结实期的水稻离体叶片均能诱导对纹枯病抗性,与空白对照相比,能明显降低病情指数,提高诱抗相对效果,且农抗211浓度为7.75μg/m L和15.5μg/m L处理效果较佳。(4)为明确农抗211诱导水稻抗纹枯病机理,在水稻返青期分别喷施浓度为62μg/m L农抗211、井冈霉素和等量蒸馏水,作用不同时间后接种纹枯菌,采集第三片叶分别测定活性氧清除酶活和酚类物质。结果表明:农抗211处理水稻叶片总酚含量在供试中期、PPO在后期,PAL在各时期较对照明显升高,井冈霉素的处理达到类似效果。在72 h,农抗211+纹枯菌处理组类黄酮含量达到峰值,比井冈霉素+纹枯菌、CK+纹枯菌和空白处理组高出39.6%、42.81%和91.97%。在168 h木质素含量达到最大值,为1214.97μg/g.Fw,分别比CK+纹枯菌处理和空白处理高出45.06%、66.38%。研究认为农抗211可以提高PPO和PAL的活性,使水稻叶片总酚、类黄酮、木质素等酚类物质产生,从而提高水稻的抗病性。叶片中CAT和SOD呈先升后降,在供试中期较对照有显著提高。在120 h,农抗211+纹枯菌处理,APX分别是空白对照(CK)、CK+纹枯菌处理的10.99、3.32倍,在144 h MDA含量达到最小值,为11.59μmol/g.Fw,较空白处理组减少了43.85%,POD在处理后期优于其他处理组。农抗211处理水稻叶片MDA含量显著减少,CAT、SOD和APX均有提高,说明农抗211可以降低膜脂过氧化和增强活性氧清除系统的能力。(5)进一步研究了农抗211对水稻叶片病程相关蛋白和抗性物质的影响,发现叶片脯氨酸、还原型谷胱甘肽、几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶和可溶性蛋白比对照均有提高,在处理96 h后,农抗211+纹枯菌处理组β-1,3-葡聚糖酶活性分别比CK、CK+纹枯菌处理高36.84%、10.48%,144 h后脯氨酸含量比CK高出41.41%。农抗211+纹枯菌处理可达到或略高于井冈霉素+纹枯菌处理的效果。农抗211诱导后接种纹枯菌比只接种纹枯菌和空白对照的抗逆性物质和病程相关蛋白有显著升高,说明农抗211可以诱导水稻产生和积累抗病相关物质,抵抗纹枯病的侵害;水稻叶片提取物对纹枯菌丝有明显抑制作用,通过气质联用(GC-MS)测定水稻叶片提取物,发现经农抗211处理后接种纹枯菌,亚麻酸甲酯、亚油酸甲酯、邻苯二甲酸二丁酯、叶绿醇、棕榈酸甲酯以及2、4二叔丁基含量均高于空白对照和CK+纹枯菌处理(除第4 d棕榈酸甲酯外)。表明农抗211诱导水稻抗纹枯病,与水稻体内抗菌和抗逆性小分子物质密切相关。综上所述,农抗211作用于水稻具有提高种子萌发率、促生壮苗和增产效果,可以提高水稻相关抗性酶活,诱导水稻抗性物质大量产生,从而减轻纹枯病菌对水稻的侵染程度。揭示了农抗211促生抗病的生理生化机制,为生防菌所产次级代谢产物在农业抗病增产的应用实践提供理论基础,对保障我国粮食作物安全、稳定发展有重要意义。
【图文】：

技术路线图,技术路线,纹枯病,壮苗

农抗 211 对水稻的作用效果及诱抗机制研究3.3 研究内容和技术路线3.3.1 研究内容(1) 农抗 211 对水稻种子萌发的影响(2) 农抗 211 对水稻促生壮苗和增产的作用研究(3) 农抗 211 对不同生长时期水稻抗纹枯病作用浓度筛选、持续时间的研究(4) 农抗 211 对离体水稻叶片抗纹枯病菌的研究(5) 农抗 211 对水稻叶片相关病程蛋白、抗逆性物质及相关防御酶活性的影响(6) 农抗 211 对水稻叶片抗菌小分子物质影响3.3.2 技术路线

稻种,根系,根系活力,处理组

第二章农抗 211 对水稻种子萌发、壮苗以及产量的影响差异显著（P㩳0.05），且高出 15.7%-37.1%，其中以农抗 211 浓度为 0.79、3.97μg/mL 两个处理组的蛋白质含量分别为 3.99、4.03 mg/g.FW，分别比赤霉素高4.4%、5.1%。当农抗 211 浓度为 0.40、0.79 、0.992、3.97 和 19.84 μg/mL，根系活力分别为 447、363、383、331、412 mg/g.h，，分别比对照组根系活力 316 mg/g.h高出 41.5%、13.9%、21.2%、4.7%、30.4%。0.40 μg/mL 处理组的根系活力高出赤霉素处理 6.68%。结果说明农抗 211 可以加快种子对可溶性糖的消耗、提高可溶性蛋白的含量，且对根系活力有明显的促进作用。
【学位授予单位】：江西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S435.111.42

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