交變應力誘導水稻紋枯病抗性的實驗研究.pdf

1、近年來，涉及生物學、物理學等多學科知識的物理農(nóng)業(yè)研究，已經(jīng)成為科學家、農(nóng)民共同關注的課題。目前國內(nèi)外主要集中于光、磁、電、聲波對農(nóng)作物的生長發(fā)育、產(chǎn)量影響的研究，而基于超聲波、聲波等交變應力對農(nóng)作物抗病影響的研究很少見于報道。本課題以水稻為研究對象，采用超聲波刺激水稻種子和聲波刺激水稻幼苗的方法，通過發(fā)芽率和病情指數(shù)對超聲波的頻率和時間參數(shù)進行了優(yōu)化，通過水稻植株形態(tài)、生理生化指標的測定對超聲波和聲波誘導水稻抗病的機理進行了分析討論，為

2、探索防治水稻紋枯病新方法提供理論和應用基礎。主要取得了以下幾方面結果：
　　 ①以水稻品種Tetep(Oryza sativa L.cv.Tetep)、萬恢88(Oryza sativa L.cv.Wanhui88)、揚輻粳7號(Oryza sativa L.cv.Yangfujing7)為實驗對象，通過發(fā)芽率和病情指數(shù)得出：超聲波(輸出功率280W，頻率25kHz，作用時間10min)刺激顯著提高了水稻的發(fā)芽率，Tetep發(fā)芽

3、率提高了5.17％，相對增強效果13.85％；萬恢88發(fā)芽率提高了8.34％，相對增強效果10.78％；揚輻粳7號發(fā)芽率提高了5.34％，相對增強效果7.00％。超聲波刺激組的病情指數(shù)均顯著下降，Tetep病情指數(shù)下降了2.86％，相對防治效果減輕16.00％；萬恢88病情指數(shù)下降了4.30％，相對防治效果減輕13.43％；揚輻粳7號病情指數(shù)下降了1.26％，相對防治效果減輕4.44％。表明超聲波顯著增強了水稻對紋枯病的抗性，減輕了紋枯

4、病對水稻的危害，具有一定的控病作用。
　　 ②水稻品種Tetep、萬恢88、揚輻粳7號為試驗對象，水稻發(fā)芽率和病情指數(shù)為指標，通過雙因素隨機區(qū)組試驗，對超聲波參數(shù)(刺激頻率：25kHz、45kHz：作用時間：0min、3min、5min、8min、10min、12min、15min、20min)進行了優(yōu)化。結果表明，超聲波刺激頻率25kHz，作用時間8min條件下，刺激水稻種子，對水稻的生長發(fā)育和抗紋枯病綜合效果是最好的。

5、>　　 ③通過植株形態(tài)、葉片組織的觀察，超聲波和聲波作為交變應力，明顯減輕了紋枯病菌對水稻的危害。以水稻Tetep為對象，病情指數(shù)為指標，發(fā)現(xiàn)超聲波(輸出功率280W，刺激頻率25kHz，作用時間8min)誘導的水稻病情指數(shù)下降了2.85％，相對防治效果減輕15.16％；聲波(聲強100dB，頻率1000Hz，每天1次，每次5小時，連續(xù)刺激20天)誘導的水稻病情指數(shù)下降了3.82％，相對防治效果減輕21.35％。表明聲波誘導的抗病效果

6、要優(yōu)于超聲波誘導的效果。
　　 ④實驗中，超聲波和聲波刺激提高了水稻對超氧自由基(superoxide radical，O2-)產(chǎn)生速率變化的響應速度，增強了水稻葉片中超氧化物歧化酶(superoxidedismutase，SOD)和過氧化物酶(peroxidase，POD)的活性，提高了苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase，PAL)對紋枯病菌的響應速度。結果表明：接菌后，經(jīng)過交變應力處理過的較

7、未經(jīng)交變應力處理更能迅速地感受病菌侵染信號，從而快速啟動防御相關酶的表達；由于酶的活性增強，交變應力處理過的比未經(jīng)交變應力處理能更高效地清除活性氧的傷害，從而O2-產(chǎn)生速率得以快速下降，以減輕O2-對水稻葉片的傷害。
　　 ⑤根據(jù)植物表型可塑性、植物抗逆的交叉適應、植物的記憶功能、本課題的實驗結果分析與討論、以及國內(nèi)外研究，推測結論：通過適當?shù)奈锢泶碳?、化學刺激或生物刺激，處理植物的種子或幼苗，植物細胞膜受體感受刺激信號并給予識

8、別，植物體內(nèi)通過活性氧、防御系統(tǒng)酶活性等生理變化來響應外界刺激。隨著防御系統(tǒng)酶活性的增加，植物體內(nèi)過多的活性氧被清除，植保素合成，細胞壁木質(zhì)化并加厚，使植物產(chǎn)生系統(tǒng)獲得性抗性(systemic acquired resistance，SAR)。由于植物的記憶功能，植物在以后的生長過程中，如植物開花期、結實期，其體內(nèi)可能一直存有物理、化學或生物刺激過的信號。病菌侵染后，植物細胞膜受體感受病菌侵染信號并給予識別，然后提取植物系統(tǒng)中由物理、化