酚酸类物质和氨基酸对西瓜专化型镰刀菌生长的影响

酚酸类物质和氨基酸对西瓜专化型镰刀菌生长的影响摘要:采用实验室内菌饼接种法,以常见的酚酸类化合物对羟基苯甲酸､肉桂酸和甘氨酸､丙氨酸来研究酚酸类物质和氨基酸对西瓜专化型镰刀菌(Fusarium oxysporium f. sp. niveum)生长的影响｡结果表明,供试酚酸类物质和氨基酸都对镰刀菌菌丝生长具有一定促进作用｡1.00 mmol/L的对羟基苯甲酸和0.10 mmol/L的肉桂酸对镰刀菌菌丝促进生长率分别达到9.59%和7.70%,浓度为1.0 g/L的甘氨酸和浓度为0.5 g/L的丙氨酸对镰刀菌菌丝促进生长率分别达到17.29%和13.70%｡肉桂酸和丙氨酸溶液浓度增大对菌丝生长的促进作用呈下降趋势,表明低浓度能有效促进镰刀菌菌丝的生长,而高浓度则有利于菌丝色素的产生｡试验结果为探究西瓜的自毒物质是否能通过促进西瓜枯萎病致病菌生长的机制来影响连作西瓜病害的发生提供了依据｡关键词:西瓜专化性型镰刀菌;酚酸类;氨基酸;菌丝生长Effects of Phenolic Acids and Amino Acid on the Growth of Fusarium Oxysporium f. sp. niveumAbstract: The effects of phenolic acids and amino acids on the mycelial growth of Fusarium oxysporium f. sp.niveum were researched by laboratory inoculating mycelial mass. The compounds of phenolic acids and amino acids selected in this study were p-hydroxybenzoic acid, cinnamic acid, glycine and alanine. The results showed that the Fusarium mycelia growth was promoted by phenolic acids and amino acid at some extent. The promoted growth rate could reach 9.59% and 7.70% by 1.00mmol/L of p-hydroxybenzoic acid and 0.10 mmol/L of cinnamic acid respectively. The promoted mycelial growth rate could reach 17.29% and 13.70% by the concentration of 1.0g/L of glycine and the concentration of 0.5g/L of alanine respectively. The promoted role would decline with the increasing of the concentration of cinnamic acid and alanine, which indicated the Fusarium mycelial growth could be obviously promoted by low concentration of cinnamic acid and alanine and the production of mycelial pigment could increase at high concentration. The results provided a basis for the occurrence of disease to explore whether autotoxicity watermelon wilt pathogen through the promotion of mechanisms influenced the growth of watermelon cropping.Key words: Fusarium oxysporium f. sp. niveum; phenolic acid; amino acid; mycelia随着我国农业产业结构的调整,西瓜栽培面积越来越大,连作障碍已成为制约西瓜生产的重要因素｡西瓜枯萎病是西瓜连作障碍的主要病害之一[1],其病原菌为尖孢镰刀菌西瓜专化型(Fusarium oxysporium f. sp. niveum)[2,3]｡它是一种引起瓜类作物维管束病害的兼性土传真菌性寄生菌,造成很多作物严重减产[4]｡镰刀菌都能产生镰刀菌毒素,对很多不同植物､真菌和细菌有毒害作用[5]｡镰刀菌酸(Fusaric acid,FA)是镰刀菌毒素中的一种,是能引起植物萎蔫的一种次生代谢产物[6]｡植物通过地上部淋溶､根系分泌和植株残茬腐解等途径释放化学物质对自身生长产生抑制作用的现象被称为自毒作用[7]｡有研究认为植物根系分泌物和残体分解的毒素引致的自毒作用是连作障碍的主要因子[8,9]｡西瓜根系分泌的酚酸类物质对西瓜根部的生长具有很强的自毒作用｡游离氨基酸作为作物根系分泌物的重要成分之一,有研究表明氨基酸对棉花､茄子等作物的土传病害病原菌生长发育的影响不同[10]｡试验选取了几种典型的酚酸类物质和氨基酸来探究西瓜的自毒物质和营养物质是否能通过促进西瓜枯萎病致病菌生长的机制来影响连作西瓜病害的发生｡1材料与方法1.1材料1.1.1供试菌种试验所用的尖孢镰刀菌西瓜专化型为安徽师范大学生命科学学院微生物教研室从发病的西瓜地里分离并保藏的菌株｡1.1.2酚酸类试剂肉桂酸和对羟基苯甲酸由国药集团化学试剂有限公司生产,甘氨酸和丙氨酸由上海试剂三厂生产｡1.1.3培养基1)基础培养基｡PDA培养基[11]:土豆(去皮)20%,葡萄糖2%,琼脂2%,pH值自然｡用于菌种的活化培养｡2)含不同浓度酚酸的培养基制备｡分别配制浓度依次为0.10､0.25､0.50､0.75､1.00 mmol/L 5个浓度梯度的对羟基苯甲酸溶液和肉桂酸溶液,过滤除菌处理后于超净工作台上取200 μL不同浓度的酚酸溶液涂布在PDA固体培养基平板上,静置片刻使酚酸渗入培养基中,对照不加酚酸溶液,各组处理3次重复｡3)含不同浓度氨基酸的培养基制备｡分别配制浓度依次为0.5､1.0､1.5 g/L 3个浓度梯度的甘氨酸溶液和丙氨酸溶液,过滤除菌处理后于超净工作台上取200 μL不同浓度的氨基酸溶液涂布在PDA固体培养基平板上,静置片刻使氨基酸渗入培养基中,对照不加氨基酸溶液,各组处理3次重复｡1.2方法1.2.1接种和培养于超净工作台上利用菌饼接种法,即用直径6 mm的打孔器沿已生长繁殖好的新鲜供试镰刀菌菌落边缘打下菌饼,分别接种到上述含酚酸和氨基酸的培养基平皿上,每个处理3次重复,同样接种对照组｡1.2.2菌丝生长量的测定在28 ℃下培养6 d后,用十字交叉法量取菌落扩展直径,并在量取菌落扩展直径后刮下菌丝测其鲜重,再烘干至恒重测其干重｡以第6天测定的结果按照下式计算,比较各种药剂对西瓜专化型镰刀菌生长的影响[12]｡促进生长率(%)=[(处理菌落直径-菌饼直径)/(对照菌落直径-菌饼直径)-1]×100%2结果与分析2.1不同酚酸类对西瓜专化型镰刀菌菌丝生长的影响2.1.1对羟基苯甲酸对西瓜专化型镰刀菌菌丝生长的影响由表1和图1可见,对羟基苯甲酸对西瓜专化型镰刀菌生长具有一定的促进作用,试验组中1.00 mmol/L 对羟基苯甲酸对西瓜专化型镰刀菌生长促进生长率最高,为9.59%,低浓度对羟基苯甲酸不仅促进菌丝生长,还明显促进西瓜专化型镰刀菌紫色色素的产生;而高浓度对羟p 2.2不同氨基酸对西瓜专化型镰刀菌菌丝生长的影响2.2.1甘氨酸对西瓜专化型镰刀菌菌丝生长的影响由表3和图3可见,甘氨酸对西瓜专化型镰刀菌的菌丝生长有明显的促进作用,浓度为0.5､1.0和1.5 g/L的甘氨酸促进菌丝生长率分别为10.86%､17.29%和10.12%,且对西瓜专化型镰刀菌紫色色素的产生都有促进作用｡随着甘氨酸浓度的增大,菌丝促进生长率有先增后降的趋势｡2.2.2丙氨酸对西瓜专化型镰刀菌菌丝生长的影响由表4和图4可见,丙氨酸对西瓜专化型镰刀菌的菌丝生长有明显的促进作用,丙氨酸浓度为0.5､1.0和1.5 g/L 的菌丝促进生长率分别为13.70%､3.96%和0.74%,随着丙氨酸溶液浓度的提高,镰刀菌菌丝促进生长率却呈下降趋势｡一定浓度的丙氨酸对西瓜专化型镰刀菌紫色色素的产生有促进作用｡3小结与讨论对羟基苯甲酸和肉桂酸这两种酚酸类物质是作物及土壤中常见的化感物质,已有报道其对多种作物的生长具有抑制作用[13],甘氨酸和丙氨酸也是植物中常见的氨基酸,因此采用实验室内菌饼接种法,选择土壤与植物体内常见的酚酸类化合物对羟基苯甲酸､肉桂酸和甘氨酸､丙氨酸,研究酚酸类物质和氨基酸对西瓜专化型镰刀菌(Fusarium oxysporium f. sp. niveum)菌丝生长的影响｡试验结果表明,供试酚酸类物质中,对羟基苯甲酸和肉桂酸对西瓜专化型镰刀菌菌丝生长都具有一定促进作用,其中1.00 mmol/L的对羟基苯甲酸和0.10 mmol/L的肉桂酸促进作用最为明显,促进生长率分别达到9.59%和7.70%,而且肉桂酸的促进作用有一定的浓度效应,随着肉桂酸溶液浓度的增大对菌丝生长的促进作用越来越小｡所试验的氨基酸中,甘氨酸和丙氨酸对镰刀菌菌丝生长也都具有明显促进作用,其中浓度为1.0 g/L的甘氨酸和浓度为0.5g/L的丙氨酸促进作用最为明显,促进生长率分别达到17.29%和13.70%,甘氨酸和丙氨酸的促进作用有一定的浓度效应,随着丙氨酸溶液浓度的提高促进生长率却呈下降趋势｡氨基酸是合成蛋白质的前提,是微生物生长所必需的｡氨基酸也可作为一种碳源,被微生物吸收利用,或与某种酶的活性部位有关,或维持酶的天然构象,或是辅酶的组分,成为微生物所需的生长因子[10]｡因此推测西瓜根际酚酸类化感物质的化感促进和氨基酸的促进作用对西瓜枯萎病的发生存在着影响,其主要是能够促进西瓜专化型镰刀菌的生长,从而可能会加重西瓜连作障碍的发生｡参考文献:[1] 苏世鸣,任丽轩,杨兴明,等. 西瓜专化型尖孢镰刀菌的分离鉴定及水稻根系分泌物对其生长的影响[J]. 南京农业大学学报,2008,31(1):57-62.[2] 申卫星,陈玉,吕士恩,等. 西瓜枯萎病菌对西瓜及其嫁接砧木的接种试验和绿原酸､阿魏酸变化动态同抗病性的关系[J]. 山东农业大学学报(自然科学版),1998,29(4):469-477.[3] 于天祥,张明方.西瓜枯萎病研究进展[J].中国西瓜甜瓜,2004(1):17-19.[4] 李敏,王维华,刘润进,等. 西瓜枯萎病抗病性研究进展[J]. 莱阳农学院学报,2003,20(3):165-167.[5] 吴洪生,尹晓明,刘东阳,等. 镰刀菌酸毒素对西瓜幼苗根细胞跨膜电位及叶细胞有关抗逆酶的抑制[J]. 中国农业科学,2008,41(9):2641-2650.[6] 马国斌,林德佩,王叶筠,等. 西瓜枯萎病菌镰刀菌酸对西瓜菌作用机制初步探讨[J]. 植物病理学报,2000,30(4):373-375.[7] SINGH H P, BATISH D R, KOHLI R K. 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