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大豆镰孢菌根腐病(Fusarium root rot)是一种分布范围广,危害重,防治困难的世界性土传真菌病害[1-2].研究发现,引起大豆根腐病的镰孢菌种类复杂,如尖孢镰孢菌Fusarium oxysporum、腐皮镰孢菌F. solani、禾谷镰孢菌F. graminearum、木贼镰孢菌F. equiseti、层生镰孢菌F. proliferatum、假禾谷镰孢菌F. pseudoproliferatum等,其中尖孢镰孢菌是主要致病菌之一,在各大豆栽培区普遍发生[3-5].课题组前期对四川不同生态区大豆根腐病致病镰孢菌进行分离鉴定发现,尖孢镰孢菌分离频率高且致病性强[6-7].
选育和利用抗病品种仍是防治大豆根腐病最有效的途径.我国虽然大豆资源丰富,但具有广谱、优质的抗(耐)病大豆品种仍较匮乏.近年来,东北地区围绕大豆镰孢菌根腐病病原菌种类及抗病种质资源鉴定开展了大量工作,获得了一批抗性表现良好的大豆品种及资源,并应用于生产及育种工作中[1, 8-10].国内外研究者还对250多份大豆材料进行了抗性鉴定,获得了抗性表现良好的镰孢菌主效数量性状位点(QTL)抗性位点[11].但关于镰孢菌侵染后大豆抗病反应的研究尚不足.
病原菌侵染会诱导植物体内一系列生理生化反应,如过氧化物酶活性(POD)、可溶性糖、丙二醛(MDA)、叶绿素和木质素含量等的动态变化.郑殿峰等[12]用尖孢镰孢菌侵染大豆根部后测定胚根中总糖含量、可溶性糖含量和MDA含量,认为可溶性糖含量和MDA含量可作为抗病育种和药剂调控与保护的研究靶标.张婵娟等[13]对大豆抗感品种进行菌液处理后测定其幼根内超氧化物歧化酶(SOD)、可溶性糖含量和MDA含量,抗感品种间的SOD、可溶性糖含量和MDA含量变化有明显差异.研究表明植物的抗病反应与氧化物酶活性POD、可溶性糖、MDA等有着重要的关系.研究受病原菌侵染后生理生化指标的变化可为大豆抗病品种选育和鉴定提供一定依据.
本试验以前期已分离鉴定的,引起四川大豆根腐病的致病尖孢镰孢菌Fusarium oxvsporum为病原菌材料,选用根腐病抗性不同的两个大豆品种,测定了尖孢镰孢菌接种后不同时间,大豆不同组织中过氧化物酶活性、可溶性糖、丙二醛、叶绿素和木质素含量等生理生化指标的变化情况,并研究其与大豆根腐病抗性的关系,为大豆根腐病抗病材料筛选与评价提供依据.
Study on Physiological and Biochemical Responses of Soybean Infected by Fusarium oxysporum
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摘要: 为明确大豆受根腐病致病尖孢镰孢菌侵染后的生理生化反应及其与大豆抗性的关系,本试验采用带菌高梁粒接种法,在抗感大豆品种幼苗受尖孢镰孢菌侵染后0,7,15 d时,检测根部和地上部组织中过氧化物酶活性(POD)、可溶性糖、丙二醛(MDA)、叶绿素和木质素含量等指标的变化情况.结果表明:抗病品种和感病品种的可溶性糖和MDA相对含量均降低;但抗病大豆品种的叶绿素相对含量、根部木质素相对含量及POD活性明显高于感病品种;叶绿素、MDA、木质素、POD与大豆根腐病抗性有关.Abstract: In order to clarify the physiological and biochemical responses of soybean infected by Fusarium oxysporum, the pathogen responsible for soybean root rot, the changes inperoxidase (POD) activityandsoluble sugar, malondialdehyde (MDA), chlorophyll and lignin contents in different tissues of the roots and shoots of the seedlings of resistant and susceptible soybean varieties were examined at 7 d and 15 d after infection by F. oxysporum with the method of sorghum seed inoculation. The results showed that the relative contents of soluble sugar and MDA decreased in both the resistant and the susceptible varieties, but the relativecontents of chlorophyll and root lignin and POD activity were significantly higherin the resistant varieties than in the susceptible varieties. In conclusion, the contents of chlorophyll, soluble sugar, MDA and lignin and the activity of POD are associated with the resistance of soybean to root rot, and theycan be used as the major reference for resistance identification and disease-resistance breeding research.
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Key words:
- soybean root rot /
- Fusarium oxysporum /
- physiological and biochemical indexes .
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表 1 大豆根腐病病情及抗病类型
品种名称 发病率/% 病情指数 抗病类型 南豆12 100.00 31.73 R 九月黄 100.00 61.11 S -
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