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尹艳蝶1(), 杨艳梅1(), 付启春2, 王琴3, 李永青3, 段锦凤1, 刘玉竹1, 王桥美4(), 胡先奇1()
收稿日期:
2023-12-14
接受日期:
2024-01-21
出版日期:
2024-06-01
发布日期:
2024-06-07
通信作者:
联系方式:
尹艳蝶,E-mail:949180463@qq.com。杨艳梅,E-mail:1934481720@qq.com。尹艳蝶和杨艳梅为同等贡献作者。
基金资助:
YIN YanDie1(), YANG YanMei1(), FU QiChun2, WANG Qin3, LI YongQing3, DUAN JinFeng1, LIU YuZhu1, WANG QiaoMei4(), HU XianQi1()
Received:
2023-12-14
Accepted:
2024-01-21
Published:
2024-06-01
Online:
2024-06-07
摘要:
【目的】探究马铃薯不同抗性品种、不同生育期根系分泌物对马铃薯金线虫(Globodera rostochiensis)孵化和趋化的影响,为马铃薯金线虫绿色防控提供理论依据。【方法】收集4个马铃薯品种3个生育期的根系分泌物,采用浸泡法和滤纸片法研究根系分泌物对马铃薯金线虫孵化和趋化的影响;通过GC-MS分析各根系分泌物的组分;选用8种外源酸类物质咖啡酸、丁二酸、氢化肉桂酸、3-羟基丙酸、3-氨基-3-甲基丁酸、乙醇酸、硬脂酸、L-乳酸的标准品,运用浸泡法和滤纸片法验证根系分泌物中占比较大的主要酸类物质对马铃薯金线虫孵化和趋化的影响。【结果】感病品种青薯9号、会-2的根系分泌物比抗病品种宣薯6号、云薯505的根系分泌物刺激孵化快且孵化量大,在3个生育期(15 d(发芽期)、30 d(幼苗期)和55 d(块茎形成期)),感病品种根系分泌物的刺激孵化效果强于抗病品种,各品种30 d(幼苗期)的根系分泌物刺激孵化效果好于15 d(发芽期)、55 d(块茎形成期),青薯9号根系分泌物的刺激孵化率15、30、55 d依次为7.20%、27.30%、5.70%,会-2依次为10.50%、38.00%、9.40%,宣薯6号依次为5.40%、20.40%、16.30%,云薯505依次为13.20%、21.80%、3.10%。感病品种青薯9号的根系分泌物对马铃薯金线虫幼虫的吸引能力强;从3个生育期看,除了宣薯6号,其余3个品种15 d根系分泌物的吸引效果好于30、55 d,15、30、55 d的根系分泌物吸引率青薯9号依次为13.73%、9.68%、6.13%,会-2依次为5.65%、4.76%、4.89%,云薯505依次为4.86%、4.13%、2.91%,宣薯6号依次为4.11%、5.77%、6.47%。用GC-MS对根系分泌物进行分析鉴定,马铃薯根系分泌物中主要含有9类物质,其中酸类24种、氨基酸类13种、盐类5种、醇类3种、烃类3种、糖类3种、酚类2种、酮类1种、脂类1种,从种类和所占比例可知酸类、氨基酸类、酚类和醇类是供试马铃薯根系分泌物中的主要成分。选择8种代表性酸类物质验证表明,8种物质中丁二酸、3-羟基丙酸对马铃薯金线虫的孵化有显著影响,咖啡酸、氢化肉桂酸对马铃薯金线虫的趋化有显著影响。但与4个品种30 d根系分泌物对马铃薯金线虫的影响对比,上述影响显著的酸类物质刺激孵化效果显著低于根系分泌物,趋化则无显著差异。【结论】不同马铃薯品种的根系分泌物均对马铃薯金线虫孵化和趋化有较大影响,感病品种根系分泌物对马铃薯金线虫孵化、趋化的影响强于抗病品种,总体表现为抗病、感病品种对马铃薯金线虫的影响在根系出现时即播种15 d(发芽期)开始,在30 d(幼苗期)影响最强,到55 d(块茎形成期)影响减弱。马铃薯的根系分泌物种类多样,主要组分为酸类、氨基酸类和醇类,抗病、感病品种略有差异。丁二酸、3-羟基丙酸对孵化的影响显著,咖啡酸、氢化肉桂酸对趋化的影响显著,单一酸性物质对马铃薯金线虫孵化的影响显著小于根系分泌物。
尹艳蝶, 杨艳梅, 付启春, 王琴, 李永青, 段锦凤, 刘玉竹, 王桥美, 胡先奇. 马铃薯根系分泌物对马铃薯金线虫孵化和趋化的影响及外源酸类物质的验证[J]. 中国农业科学, 2024, 57(11): 2161-2175.
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表1
根系分泌物对马铃薯金线虫2龄幼虫趋化性的影响"
处理 Treatment | 2龄幼虫占总接种量比率Percent of J2 to total number (%) | ||
---|---|---|---|
0.5-1 cm | 1-2 cm | 2-3 cm | |
宣薯6号Xuanshu 6 15 d | 4.11±1.54a | 15.22±3.62b | 80.67±3.43a |
宣薯6号Xuanshu 6 30 d | 5.77±1.51a | 26.19±10.32b | 68.05±11.31b |
宣薯6号Xuanshu 6 55 d | 6.47±2.61a | 24.14±5.67b | 69.39±7.15b |
ddH2O | 6.97±3.38a | 22.22±7.99b | 72.21±4.51ab |
CaCl2 | 5.80±3.13a | 39.60±5.25a | 54.61±5.71c |
云薯505 Yunshu 505 15 d | 4.86±3.61a | 22.50±7.98b | 72.60±10.32a |
云薯505 Yunshu 505 30 d | 4.13±3.56a | 20.94±8.89b | 74.94±10.07a |
云薯505 Yunshu 505 55 d | 2.91±1.10a | 18.12±11.11b | 78.97±11.06a |
ddH2O | 5.58±2.29a | 23.92±7.75b | 70.25±10.04a |
CaCl2 | 5.80±3.13a | 39.60±5.25a | 54.61±5.71b |
青薯9号Qingshu 9 15 d | 13.73±6.20a | 32.59±2.48a | 53.68±6.86a |
青薯9号Qingshu 9 30 d | 9.68±5.11ab | 28.10±8.81a | 62.22±12.63a |
青薯9号Qingshu 9 55 d | 6.13±0.91b | 35.16±14.00a | 58.71±13.63a |
ddH2O | 9.51±2.04ab | 33.82±5.35a | 56.67±5.54a |
CaCl2 | 5.80±3.13b | 39.60±5.25a | 54.61±5.71a |
会-2 Huize 2 15 d | 5.65±0.99a | 20.84±5.41bc | 74.19±4.45ab |
会-2 Huize 2 30 d | 4.76±2.72a | 29.98±10.77b | 65.26±12.08b |
会-2 Huize 2 55 d | 4.89±1.19a | 18.53±3.73c | 76.58±4.77a |
ddH2O | 4.72±1.96a | 28.38±3.70b | 68.30±5.19ab |
CaCl2 | 5.80±3.13a | 39.60±5.25a | 54.61±5.71c |
表2
酸类物质在根系分泌物中的相对丰度"
物质/品种 Substance/Variety | 感病品种Susceptible variety | 抗病品种Resistant variety | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
青薯9号Qingshu 9 15 d | 青薯9号Qingshu 9 30 d | 青薯9号Qingshu 9 55 d | 会-2 Huize 2 15 d | 会-2 Huize 2 30 d | 会-2 Huize 2 55 d | 宣薯6号Xuanshu 6 15 d | 宣薯6号Xuanshu 6 30 d | 宣薯6号Xuanshu 6 55 d | 云薯505 Yunshu 505 15 d | 云薯505 Yunshu 505 30 d | 云薯505 Yunshu 505 55 d | |
咖啡酸Caffeic acid | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.19 | - |
苹果酸Malic acid | - | - | - | - | 5.17 | - | - | - | - | - | 0.29 | - |
Polyglyceric acid | - | - | - | - | 0.49 | - | - | - | - | - | 0.19 | - |
(2S,3R,4S,5R)-2,3,4,5- Tetrahydroxyhexanedioic acid | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.73 | - |
木糖酸Xylonic acid | - | 0.27 | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.24 | - |
Pentanoic acid | - | 1.65 | - | - | - | - | - | - | - | - | 3.88 | - |
2,3,4-Trihydroxybutyric acid | - | 0.21 | - | - | 0.66 | - | - | - | - | - | 0.33 | - |
丁二酸Succinic acid | - | 7.12 | 15.14 | - | 10.90 | - | - | 3.21 | - | 1.77 | 5.00 | 6.01 |
(S)-3-羟基丁酸 (S)-3-Hydroxybutyric acid | - | 0.34 | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.21 | 0.27 |
3-氨基-3-甲基丁酸 3-Amino-3-methyl-butyric acid | 1.19 | 1.84 | - | - | - | - | - | - | - | - | 2.03 | - |
氢化肉桂酸 3-Phenylpropionic acid | - | 0.25 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.71 |
4-Azanylbutanoic acid | 1.01 | 1.79 | - | - | - | - | - | 0.70 | - | - | 1.65 | - |
3-Deoxypentonic acid | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 1.03 | - |
硬脂酸Stearic acid | 0.76 | 0.69 | 3.60 | - | 2.31 | 3.72 | 1.72 | 1.27 | 3.91 | 1.24 | 0.32 | 1.56 |
3-羟基丙酸3-Hydroxypropionic acid | - | - | - | - | - | - | - | 0.38 | - | - | - | 0.36 |
乙醇酸Glycolic acid | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.14 | - |
L-乳酸L-lactic acid | - | 5.21 | 13.25 | - | 12.80 | - | - | 0.29 | - | - | 4.12 | 4.11 |
莽草酸Shikimic acid | - | 0.25 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
富马酸Fumaric acid | - | - | - | - | 14.05 | - | - | - | - | - | - | - |
2-氨基戊二酸 DL-glutamic acid | - | - | - | - | - | - | - | 2.36 | - | - | - | - |
2-氨基丁酸DL-2-aminobutyric acid | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 1.65 | - |
(Propionylamino)acetic acid | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 2.03 | - |
壬二酸Azelaic acid | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.39 | - |
磷酸Sodium pyrophosphate | - | - | - | - | 0.63 | - | - | 2.66 | - | 1.59 | - | - |
表3
有效酸类物质与根系分泌物对马铃薯金线虫影响效果对比"
孵化的2龄幼虫数量 Number of hatched J2 | 吸引率 Attraction rate (%) | |
---|---|---|
会-2 Huize 2 | 802a | 5ab |
青薯9号Qingshu 9 | 766a | 10a |
宣薯6号Xuanshu 6 | 470b | 6ab |
云薯505 Yunshu 505 | 555b | 4ab |
ddH2O | 6c | 8a |
咖啡酸Caffeic acid | 8c | 2b |
丁二酸Succinic acid | 127c | 5ab |
氢化肉桂酸3-Phenylpropionic acid | 4c | 10a |
3-羟基丙酸3-Hydroxypropionic acid | 164c | 6ab |
1% DMSO | 8c | 6ab |
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