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摘要
生产实践表明，利用大蒜与辣椒轮作能有效控制辣椒疫病的危害。大蒜根系分泌物的抑菌活性与病害的控制有关。本文分析了大蒜根冠细胞脱落物的种类以及不同温湿度和根长对大蒜根冠细胞脱落物产生的影响，并测定细胞脱落物水培液对辣椒疫霉菌的抑制活性。结果表明，大蒜根冠细胞脱落物为椭圆、长椭圆形和长形类似根缘细胞。这些类似根缘细胞的产生受根长、温度和湿度的影响。根系在2%水琼脂的平板内，20 ℃条件下培养至25 mm以上产生的类似根缘细胞最多。大蒜类似根缘细胞水培液对辣椒疫霉菌游动孢子游动和孢子囊释放都具有显著的抑制活性。该研究表明，大蒜根系产生的类似根缘细胞也是化感抑菌物质释放的重要途径。
关键词
大蒜；BLCs；辣椒疫霉菌；水培液
中图分类号：
S 436.33
文献标识码：A
DOI：10.3969/j.issn.05291542.2015.05.007
Abstract
On the basis of practical production， it was proved that garlic and pepper rotation was beneficial to control of phytophthora blight. Inhibitory activity of garlic root exudates was associated with the disease control. This study analyzed the type of garlic sloughed root cap cells and the effect of temperature， humidity and the root length on the production of this kind of cell. The antimicrobial activity of the hydroponic liquid of sloughed root cap cells against Phytophthora capsici Ieonian was also tested. The results indicated that the sloughed root cap cells of garlic were borderlike cells （BLCs）， including oval， long oval and elongated cells. The production of BLCs was affected by temperature， humidity and the length of roots. Garlic roots could produce a large number of BLCs when garlic roots grew to 25 mm in length at 20 ℃ in plates containing 100 mL 2% water agar. Hydroponic liquid of BLCs showed inhibitory activity against zoospore release from sporangia and zoospores’ motility. This study demonstrated that borderlike cells may be an important source of garlic antimicrobial substances.
Key words
garlic；BLCs；Phytophthora capsici；hydroponic liquid
辣椒疫霉菌（Phytophthora capsici Leonian）侵染辣椒引起的辣椒疫病是生产上一种难以防治的土传卵菌病害[1]。实践表明，利用作物轮作或间作是控制土传病害的重要方式之一[23]，尤以利用葱属作物进行轮作或间作对土传病害的控制效果最为明显[46]。利用作物轮作或间作能控制土传病害可能与作物释放的化感物质对土传病菌的抑制作用有关。
研究表明，植物产生的化感物质可以通过地上部挥发、雨雾淋溶、根分泌、残体降解、种子和花粉等途径释放到环境中起作用[7]。其中根分泌是植物释放化感物质到根际土壤的主要途径，这些分泌物直接与土壤中微生物互作，为土壤微生物提供碳源、氮源和能量的同时也对某些病原真菌、细菌和线虫等具有抑制活性，从而在一定程度上达到控制土传病害的效果[813]。根系分泌物分为渗出物、分泌物、植物黏液、胶质和裂解物，其中也包含释放的健康组织有机物和衰老表面细胞和细胞内含物的分解产物等[14]。目前人们对葱属作物组织提取液及根系分泌物中的抑菌活性成分研究较多[1517]，但对根冠细胞脱落物及其对病原菌的抑制作用研究较少。
植物根冠细胞脱落物包括根缘细胞（border cells， BCs）和类似根缘细胞（borderlike cells， BLCs）[18]。目前研究表明，BCs在脱离植物根冠之后，仍然具有多种生物学功能，例如能减少植物根系生长过程中与土壤的摩擦作用[19]；BCs分泌物能螯合土壤中的铝离子，使植物免受铝危害等[2022]；BCs还能分泌产生一些蛋白、酶或抑菌活性物质等，帮助植物抵抗病原微生物的侵染[2324]；豌豆的BCs会分泌产生大量的豌豆素，保护根尖区域免受根腐丝囊霉（Aphanomyces euteiches Drechsler）的侵染[25]。目前，对葱属作物根冠细胞脱落物的种类及其是否对病原菌具有抑制活性还鲜有报道。
本文以大蒜为研究对象，分析大蒜根冠细胞脱落物的类型及其产生条件，并深入研究细胞脱落物水培液对辣椒疫霉菌的抑菌活性，以期为利用大蒜和辣椒轮作或间作控制辣椒疫病提供理论支撑。
生产实践表明，利用大蒜与辣椒轮作能有效控制辣椒疫病的危害。大蒜根系分泌物的抑菌活性与病害的控制有关。本文分析了大蒜根冠细胞脱落物的种类以及不同温湿度和根长对大蒜根冠细胞脱落物产生的影响，并测定细胞脱落物水培液对辣椒疫霉菌的抑制活性。结果表明，大蒜根冠细胞脱落物为椭圆、长椭圆形和长形类似根缘细胞。这些类似根缘细胞的产生受根长、温度和湿度的影响。根系在2%水琼脂的平板内，20 ℃条件下培养至25 mm以上产生的类似根缘细胞最多。大蒜类似根缘细胞水培液对辣椒疫霉菌游动孢子游动和孢子囊释放都具有显著的抑制活性。该研究表明，大蒜根系产生的类似根缘细胞也是化感抑菌物质释放的重要途径。
关键词
大蒜；BLCs；辣椒疫霉菌；水培液
中图分类号：
S 436.33
文献标识码：A
DOI：10.3969/j.issn.05291542.2015.05.007
Abstract
On the basis of practical production， it was proved that garlic and pepper rotation was beneficial to control of phytophthora blight. Inhibitory activity of garlic root exudates was associated with the disease control. This study analyzed the type of garlic sloughed root cap cells and the effect of temperature， humidity and the root length on the production of this kind of cell. The antimicrobial activity of the hydroponic liquid of sloughed root cap cells against Phytophthora capsici Ieonian was also tested. The results indicated that the sloughed root cap cells of garlic were borderlike cells （BLCs）， including oval， long oval and elongated cells. The production of BLCs was affected by temperature， humidity and the length of roots. Garlic roots could produce a large number of BLCs when garlic roots grew to 25 mm in length at 20 ℃ in plates containing 100 mL 2% water agar. Hydroponic liquid of BLCs showed inhibitory activity against zoospore release from sporangia and zoospores’ motility. This study demonstrated that borderlike cells may be an important source of garlic antimicrobial substances.
Key words
garlic；BLCs；Phytophthora capsici；hydroponic liquid
辣椒疫霉菌（Phytophthora capsici Leonian）侵染辣椒引起的辣椒疫病是生产上一种难以防治的土传卵菌病害[1]。实践表明，利用作物轮作或间作是控制土传病害的重要方式之一[23]，尤以利用葱属作物进行轮作或间作对土传病害的控制效果最为明显[46]。利用作物轮作或间作能控制土传病害可能与作物释放的化感物质对土传病菌的抑制作用有关。
研究表明，植物产生的化感物质可以通过地上部挥发、雨雾淋溶、根分泌、残体降解、种子和花粉等途径释放到环境中起作用[7]。其中根分泌是植物释放化感物质到根际土壤的主要途径，这些分泌物直接与土壤中微生物互作，为土壤微生物提供碳源、氮源和能量的同时也对某些病原真菌、细菌和线虫等具有抑制活性，从而在一定程度上达到控制土传病害的效果[813]。根系分泌物分为渗出物、分泌物、植物黏液、胶质和裂解物，其中也包含释放的健康组织有机物和衰老表面细胞和细胞内含物的分解产物等[14]。目前人们对葱属作物组织提取液及根系分泌物中的抑菌活性成分研究较多[1517]，但对根冠细胞脱落物及其对病原菌的抑制作用研究较少。
植物根冠细胞脱落物包括根缘细胞（border cells， BCs）和类似根缘细胞（borderlike cells， BLCs）[18]。目前研究表明，BCs在脱离植物根冠之后，仍然具有多种生物学功能，例如能减少植物根系生长过程中与土壤的摩擦作用[19]；BCs分泌物能螯合土壤中的铝离子，使植物免受铝危害等[2022]；BCs还能分泌产生一些蛋白、酶或抑菌活性物质等，帮助植物抵抗病原微生物的侵染[2324]；豌豆的BCs会分泌产生大量的豌豆素，保护根尖区域免受根腐丝囊霉（Aphanomyces euteiches Drechsler）的侵染[25]。目前，对葱属作物根冠细胞脱落物的种类及其是否对病原菌具有抑制活性还鲜有报道。
本文以大蒜为研究对象，分析大蒜根冠细胞脱落物的类型及其产生条件，并深入研究细胞脱落物水培液对辣椒疫霉菌的抑菌活性，以期为利用大蒜和辣椒轮作或间作控制辣椒疫病提供理论支撑。