超敏蛋白BaPE1对烟草马铃薯Y病毒的诱导抗性

墨此摩业学报2O17，26(10)：155O一1553 Acta Agriculturae Borealioccidentalis Sinica 网络出版日期：20171018 网络出版地址：http：knscnkinetkcmsdetail611220S201710181733038html 超敏蛋白BaPE1对烟草马铃薯Y病毒的诱导抗性 王 颖 ，付 强 ，陈雅寒 ，成巨龙。，安德荣 (1西北农林科技大学植物保护学院，旱区作物逆境生物学国家重点实验室 陕西杨凌712100；2陕西省烟草公司烟草研究所，西安710061) 摘要为了探究超敏蛋白对烟草马铃薯Y病毒病的诱导抗性影响，采用半叶枯斑法和田间效果试验研究 超敏蛋白BaPE1提取物对枯斑三生烟和普通烟的诱导抗性和促生作用。结果表明，超敏蛋白BaPE1能诱导 烟株对烟草马铃薯Y病毒产生抗性，并对烟草有一定的促生作用。接种前48 h喷施500 gmL超敏蛋白 BaPE1预防效果达7O46 ，接种后24 h、48 h喷施500 ffgmI 超敏蛋白BaPE1治疗效果达6130 和 6O59 ，均显著高于对照组；喷施500 ugmL超敏蛋白后烟草在株高、茎围、最大叶面积等方面表现出较好 的生长势，并高于其他处理。因此，超敏蛋白BaPE1不仅可以提高烟草抗性而且还能促进烟株生长、提高烟 叶经济效益。 关键词超敏蛋白；烟草马铃薯Y病毒；抗性；促生 中图分类号$43572 文献标志码 A 文章编号 1004 1389(2O17)10一l55004 烟草马铃薯Y病毒病是由马铃薯Y病毒 (Potato virus Y，PVY)引起的系统性病害，主要 通过烟蚜介体传播l1。该病毒一般与烟草花叶病 毒以及黄瓜花叶病毒等混合侵染，引起烟株花叶、 斑驳、矮化、畸形、脉带坏死等症状，严重影响烟叶 的质量与产量，造成巨大的经济损失l2。目前，对 于烟草病害的防治主要以化学农药和使用抗病品 种为主，成效甚微，且化学农药的不合理使用造成 的环境污染、农药残留以及抗药性增加等问题日 渐严重。生物防治作为符合现代农业可持续发展 战略的防治手段，得到越来越多人的关注。 I992年首次从梨火疫病原菌(Erwinia amy lovory)中分离得到超敏蛋白，之后国内外研究学 者不断从多种病原细菌中分离出具有相似功能的 蛋白激发子口 。超敏蛋白BaPE1是由解淀粉芽 孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)Ba一168菌株 产生的非特异性蛋白因子，属于新型激活蛋白，具 有诱导植物产生非寄主抗性和一定的促生作 用6。本研究采用由解淀粉芽孢杆菌Ba 168菌 株通过发酵得到的超敏蛋白BaPE1对烟草马铃 薯Y病毒的诱导抗性进行研究，希望能够为烟草 病害防治提供参考。 1 材料与方法 11植物材料、供试菌株及相关培养基 烟草：心叶烟(Nitcotiana glutinosa)、普通烟 NC89(Nitcotiana tobacum varNC89)，分别由中 国农科院烟草研究所和陕西省烟草研究所提供。 菌株：解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliq uefaciens)Ba一168菌株，由西北农林科技大学植 物病毒和资源微生物实验室前工作者分离、鉴定 并保藏。 供试病毒：烟草马铃薯Y病毒(Potato virus Y，PVY)，由西北农林科技大学植物保护学院植 物病毒实验室分离保存于(253)防虫温室中 普通烟草上。 试剂及仪器： 一20 吗啉胍乙铜 (moroxydine hydroch1oridecopper acetate， MCA)可湿性粉剂，青岛瀚正益农生物科技有限 公司； 一8 宁南霉素(ningnanmycin)水剂，黑龙 江强尔生化技术开发有限公司；手持式喷雾器，浙 江广丰塑业有限公司。 收稿日期：2016-09 26 修回日期：2017-03 23 基金项目：陕西省烟草专卖局资助项目(KJ 2014 01)。 第一作者：王颖，女，硕士研究生，研究方向为植物病理。E mail：waktny163COYII 通信作者：安德荣，男，教授，从事植物病毒学研究。E mail：anderong323163com 王 颖等：超敏蛋白BaPE1对烟草马铃薯Y病毒的诱导抗性 发酵用的培养基为LuriaBertani培养基 (LB)：酵母粉50 g、胰蛋白胨100 g、NaCI 100 g、H2 O 1 000 mL、pH 72。 12超敏蛋白BaPE1的制备 将解淀粉芽孢杆菌Ba一168菌株接种于LB 平板上进行活化，28恒温培养箱培养24 h。挑 取适量菌株接种于50 mL LB液体培养基的250 mL三角瓶中，28、150 rrain发酵培养72 h， 从而制得超敏蛋白BaPE1发酵液。 将发酵液经4。C、10 000 rrain离心12 min 后，将收集到的上清液通过0。45 ffm的滤膜抽滤 34次直至完全去除菌体，从而得到超敏蛋白 BaPE1原液。 13超敏蛋白BaPE1诱导心叶烟抗PVY作用 该部分包括预防试验和治疗试验两部分。预 防试验和治疗试验均采用半叶枯斑法测定，都选 择67叶期长势一致的心叶烟，打顶后留34 片叶，置于223O。C温室内自然光照培养1周， 这两部分试验都选择 一2O 95吗啉胍乙铜可湿 性粉剂和 8 宁南霉素水剂800倍液为对照 药剂。不同的是，预防试验是将500倍稀释处理 的超敏蛋白BaPE1和800倍稀释处理的训一 zO 吗啉胍乙铜可湿性粉剂以及 一8 宁南 霉素水剂后采用喷雾法喷施到烟叶半叶，另半叶 喷清水处理。于喷施处理24、48 h后，对处理过 的烟叶进行全叶片摩擦接种PVY。而治疗效果 是先将烟叶进行全叶片摩擦接种，保湿24 h、48 h 后，分别将经过800倍稀释处理的超敏蛋白 BaPE1、 一20 吗啉胍乙铜可湿性粉剂和 一 8 宁南霉素水剂喷施到接种的烟叶半叶，另外半 叶采用清水处理。其他条件一致，每处理3株，每 株处理3片叶，重复3次，之后置于2230温 室内自然光照培养，7 d后统计枯斑数并计算预 防效果和治疗效果。 预防效果一(处理半叶枯斑数一对照半叶枯 斑数)对照半叶枯斑数100 。 治疗效果一(处理半叶枯斑数一对照半叶枯 斑数)对照半叶枯斑数100 。 14超敏蛋白BaPE1对烟草促生效果 于2015年陕西汉中西乡县试验田进行，试验 分4个处理(超敏蛋白BaPE1，20 吗啉胍乙铜 可湿性粉剂，8 96宁南霉素水剂和CK)，每处理3 个小区，每个小区25 m。，大田面积667 m ，栽培 行株距为120 cm50 cm，每个小区种植不少于 40株。在普通烟NC89的烟草苗床期进行喷药 处理，每次喷药间隔20 d，共喷洒3次，3组处理 均稀释至800倍，快速均匀喷施于烟草茎叶上，各 组喷施处理液以叶片上的溶液开始下滴为度。施 药时，小区间用塑料膜遮隔，以防小区间药剂相互 干扰。喷药后于打顶后期对普通烟NC89的株 高、茎围、有效叶数、最大叶长和叶宽进行观察。 15数据分析 试验数据采用SPSS 160软件进行处理，采 用Duncans新复极差法进行差异显著性检验。 2 结果与分析 21超敏蛋白BaPE1诱导心叶烟抗PVY作用 试验结果显示，超敏蛋白BaPE1对于PVY 具有较好的预防效果和一定的治疗效果。相比于 两组药剂对照组的抑制率，超敏蛋白对PVY的 预防和治疗效果具有明显优势。仅就超敏蛋白对 PVY的预防效果来看，在接种前24、48 h喷施超 敏蛋白BaPE1后的枯斑抑制率分别为5301 和 7O46 ，说明越早喷施超敏蛋白BaPE1，对PVY 的预防效果越好。从治疗效果来看，超敏蛋白 BaPE1可以有效地控制烟草马铃薯Y病毒的扩 展和危害，防治效果在60 左右。相较于其他药 剂处理组的抑制率，超敏蛋白BaPE1的防治效果 要好于药剂处理组，说明接毒后及时喷施超敏蛋 白BaPE1，仍然能够提高烟草的抗性(表1、2)。 22超敏蛋白BaPE1对烟草促生效果 小区促生调查结果显示(表3)，喷施超敏蛋 白BaPE1后，在打顶期烟草的株高、茎围、最大叶 面积均处于最高水平，且从高到低顺序为超敏蛋 白BaPE12O 吗啉胍乙铜可湿性粉剂8 宁南霉素水剂空白对照。喷施超敏蛋白 BaPE1的植株表现出明显的生长优势，且叶片宽 大、颜色变深，与2O吗啉胍乙铜可湿性粉剂 相比，株高、茎围、最大叶面积分别提高15O9、 2817 、947 。超敏蛋白BaPE1能够有效地 促进烟草生长，具有良好的促生效果。 3 结论与讨论 本研究表明，经超敏蛋白BaPE1处理，可以 有效控制PVY的扩展和对烟草的危害，诱导烟 草对PVY产生抗性，并能够在一定程度上对烟 草有促生作用。调整超敏蛋白的喷施时间可以将 枯斑抑制率从6130 提高到7046 ，且都要比 1552 西北农业学报 26卷 超敏蛋白BaPE1 BaPE1 1473 2O 吗啉胍乙铜可湿性粉剂 2O MCA WP 1816 8 宁南霉素水剂8 Ningnanmycin SI 2561 3135 5301087 Bc 947 3471 4769019 Bb 1889 3972 3551037 Aa 2128 32O7 7046027 Aa 3354 4369071 Bb 3544 3994053 Bb 注：数据为“平均数标准误”。同列数据后不同大、小写字母分别表示经Duncan氏新复极差法检验在PPro D- Pro) MolecularPlant Pathology，201 7，18(1)：67-74 1O 11 12 13 唐俊昆，周志成，易永图，等烟草马铃薯Y病毒病的发生 与综合防治J现代农业科技，2oIl(11)：I95197 TANG J K，ZHoU ZH CH，YI Y T，eta10ccurrence and integrated control of tobacco PVY diseaseJModern Ag ricultural Science and Technology，201l(11)：195197(in Chinese with English abstract) 刘素云，王旭刚，董晓兵，等3种改良剂对烟叶微量元素 含量和品质的影响J河南科技大学学报(自然科学 版)，2012，33(6)：51 54 LIU S Y，WANG X G，D0NG X B，et a1Effects of three soil amendments on micronutrients and quality in tobacco FJJournal of Henan University of Science and Tech nology(Natural Science Edition)，2012，33(6)：51-54(in Chinese with English abstract) 范志金，刘秀峰，刘凤丽，等植物抗病激活剂诱导植物抗 病性的研究进展J植物保护学报，2005，32(1)：8792 FAN ZH J，I IU X F，LIU F L，et afProgress of resear ches on induced resistance of plant activatorJJournal of Plant Protection，2005，31(1)：8792(in Chinese with English abstract) WU H J，ZHANG Y，ZHANG H Y，eta1Identmcati0n of functional regions of the HrpZPsg protein from Pseudo monas savastanoi pvglycinea that induce disease resist anee and enhance growth in plantsJEuropean Journal of Plant Pathology，2017，147(1)：55 71 Effects of Harpin BaPE1 oH PVYresistant of Tobacco WANG Ying ，FU Qiang ，CHEN Yahan ，CHENG Julong and AN Derong (1State Key Laboratory of Crop Stress Biology for Arid Areas，College of Plant Protection，Northwest A&F University Yangling Shaanxi 712100，China；2Tobacco Research of Shaanxi Province，Xian 710061，China) Abstract In order to study effect of Harpin BaPE1 on inducedresistance on PVYthe halfleaf meth od and field experiment were selected to detect the antiPVY activity and growth promoting effects of Harpin BaPE1 on Nicotiana tabacum varSamsun NNand NtabacumThe results showed that the Harpin BaPE1 induced the tobacco got induced resistance and growthpromotingSpraying 500 gmL Harpin 48 h before PVY inoculation，the prevention effect was up to 7046 ，and the treatment effect of 24 h，48 h after inoculation were 6130 and 6059 ，and al1 the effects were significantly higher than the contro1After spraying 500 ffgmL Harpin，the tobacco performed better growth po tential in plant height，stem gir