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本文采用植物病理学、生理生化和植物学实验技术,对玉金香甜瓜采前和采后不同硅化物处理的抗病机理、抵抗病原微生物的效应进行了系统深入研究。同时结合光学显微镜、电子显微镜、X-射线能谱显微镜分析硅化物处理后甜瓜的形态结构,硅沉积部位,沉积量等的变化,结果表明: 1.硅酸钠、正硅酸和纳米氧化硅对白粉菌初生芽管萌发没有显著影响。但3种硅化物对白粉病的作用不同,表现出离子状态硅酸钠对白粉病的抑制效果较好,其次是正硅酸,纳米氧化硅较差。不同硅化物对甜瓜幼苗叶片有一定的伤害。纳米氧化硅、硅酸钠和正硅酸对充分展开叶片的伤害浓度分别为>25mmol/L、25mmol/L、25mmol/L,对未展开叶片的伤害浓度以此为25mmol/L、15mmol/L、15mmol/L。相同浓度条件下,硅酸钠伤害最大,其次为正硅酸,纳米氧化硅伤害较低。 2.硅酸钠处理对玉金香甜瓜2龄叶幼苗的过氧化物酶(POD)活性具有诱导作用,其诱导作用可持续近240h;纳米氧化硅对POD无诱导作用。挑战接种对所有处理的POD活性均有刺激作用,硅酸钠处理反应较敏感,在药剂处理后24h、挑战接种后24h和120h,其POD活性变化极显著高于纳米氧化硅和对照处理。 硅酸钠处理还具有诱导提高玉金香甜瓜2龄叶幼苗的β-1,3葡聚糖酶(GLU)活性,其诱导作用从硅酸钠处理后24h开始,到处理后120h,GLU的活性仍然在升高;硅酸钠的诱导作用因挑战接种白粉菌而加强。对照处理GLU活性在生长过程变化不大,挑战接种后其GLU活性也有明显提高,但显著低于硅酸钠处理,说明硅酸钠处理能诱导提高玉金香甜瓜GLU活性。 3.SEM-EDX扫描甜瓜背面和表面,钙的含量曲线一直领先,特别是在表皮茸毛处,钙含量有一高峰;表皮硅含量的变化趋势及沉积部位与钙有一定的相似处,但含量明显低于钙,在绒毛处这一现象极为明显。背面和表面二者相比,叶背面茸毛数量多而且长。 X-EDX线扫描图谱显示,20mmol/L的硅化物处理甜瓜2龄叶表面,50d后叶表面及叶背面,未见明显的硅沉积,钙和硅的相对含量的变化趋势与对照相近。但点扫描可以看出绒毛部位是硅和钙容易沉积的部位,经硅化物处理后,纳米氧化硅比对照的硅和钙比值高了2.04倍,硅酸钠处理硅和钙的比值比对照和纳米氧化硅的比值高出3.95和1.79倍。说明离子态硅比纳米状态硅更容易吸收。气孔面扫描可看出叶片表面气孔部位也是硅容易沉积的地方,且离子态硅比纳米态硅易沉积,纳米氧化硅处理比对照的硅和钙比值高了6.51倍,硅酸钠处理的硅和钙比值比对照和纳米氧化硅的比值高出36.82和5.65倍。此外,剖面扫描还可看出硅在植物体内移动性很差,经硅化物处理50d后,硅仅停留在表皮细胞层,并在此有一沉积高峰。 4 低温(5±1℃)条件下,硅酸钠处理能够显著(p<0.05)的降低甜瓜的呼吸强度的变化值,此条件下纳米氧化硅对呼吸强度变化的影响和对照没有差异(p>0.05)。常温条件下,硅酸钠和纳米氧化硅处理都能够显著(p<0.05)的降低甜瓜的呼吸强度的变化。 甜瓜的自然损失率主要受包装情况和温度的影响,与不同硅化物处理无关。包装比不包装的损失率下降了79.07%,其自然损失极显著低于未包装甜瓜。常温下甜瓜的损失率高于5±1℃下。两种硅化物处理对甜瓜细胞膜的透性和相对伤害率没有明显影响,对甜瓜可溶性固形物含量和硬度也无影响。 5 纳米氧化硅对平皿上T. roseum、Alternaria alternata和Fusarium spp的生长没有任何影响,这些病原菌在有纳米氧化硅的培养基中,能够正常的生长,但高浓度的纳米氧化硅 (>loommol/L)则影响病原菌抱子的萌发。硅酸钠还能直接抑制病原菌抱子的萌发;在有硅酸钠的培养基中,3种病原菌的生长与硅酸钠浓度成反比,当硅酸钠浓度提高到100mmol/L时,这几种病原菌的生长完全被抑制。正硅酸乙醋对病原菌的影响居于硅酸钠和纳米氧化硅之间,在不同浓度条件下,正硅酸乙醋能影响菌丝生长,并能导致菌落生长畸形,表明对微生物有一定的毒性。 6常温包膜玉金香甜瓜发生的主要病害是白霉病,不包膜其主要病害为白霉病和红粉病:包膜并于5士1℃贮藏,其伤害主要由低温伤害及交链抱菌交叉感染引起。纳米氧化硅和硅酸钠处理能明显降低常温和5士1℃自然包膜贮藏中各种病害的发生。纳米氧化硅在常温自然条件下对各种病害的抑制比5士1℃效果好,硅酸钠则相反,在5士1℃条件下对各种病害的抑制比常温自然条件下好。常温条件下硅酸钠和纳米氧化硅对损伤接种粉红单端饱的甜瓜有明显抑制病斑直径的作用。 纳米氧化硅在200mmol/L浓度下,对玉金香甜瓜不造成任何伤害;硅酸钠浓度达到100mmol/L时,开始出现轻度的可恢复性伤害。正硅酸乙酷即使在很低的浓度(25mmol几)条件下也会对甜瓜造成很严重的伤害,并且这种伤害出现的时间比硅酸钠慢约12h,故认为正硅酸乙酷不适合进行采后处理。 7硅酸钠处理在挑战接种前后,POD迅速提高,表现为两个高峰。接种后POD活性的增加值高于接种前,而且在硅酸钠处理后24h和挑战接种后72h,POD活性显著高于对照和纳米氧化硅处理(尸<0.05)。纳米氧化硅和对照处理,挑战接种前,两者POD活性变化不大,接种后72h,?