【摘 要】
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葡萄霜霉病是葡萄发病率及染病率极高的一种病害,目前应对葡萄霜霉病的主要措施为化学药剂防治。但是,使用大量化学农药不仅会影响果品质量安全,而且还会导致生态环境污染。因此,生产上急需一种安全高效、环境友好型的新型生物农药。目前研究表明,超敏蛋白是一种新型环保类微生物蛋白农药,其产品无毒性,可以促进植物生长和增强植物抗病性,同时更有效的提高果品质量。本试验通过制备高效的超敏蛋白,研究其在防治葡萄霜霉病中
【基金项目】
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山东省重点研发计划(2019GNC106149); 国家自然科学基金(32072537); 国家重点研发计划(2018YFD1000200); 山东省农业良种工程(2020LZGC008); 山东省现代农业产业技术体系项目(SDAIT-06-03)
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葡萄霜霉病是葡萄发病率及染病率极高的一种病害,目前应对葡萄霜霉病的主要措施为化学药剂防治。但是,使用大量化学农药不仅会影响果品质量安全,而且还会导致生态环境污染。因此,生产上急需一种安全高效、环境友好型的新型生物农药。目前研究表明,超敏蛋白是一种新型环保类微生物蛋白农药,其产品无毒性,可以促进植物生长和增强植物抗病性,同时更有效的提高果品质量。本试验通过制备高效的超敏蛋白,研究其在防治葡萄霜霉病中的作用。主要研究结果如下:1.本试验超敏蛋白为来自于丁香假单胞菌丁香致病变种的HRP和Hrp Z,两者之间核苷酸同源性为37.62%,氨基酸同源性为16.75%。发现超敏蛋白Hrp Z和Hrp Z_K(Hrp Z的C端214个氨基酸)的最佳诱导表达条件为温度28℃、IPTG诱导剂浓度0.5mmol/L、诱导时间6 h。超敏蛋白HRP最佳表达条件为温度37℃、IPTG诱导剂浓度0.5 mmol/L、诱导时间6 h。HRP、Hrp Z和Hrp Z_K对应的原核诱导蛋白总浓度为0.68mg/ml、1.07 mg/ml和1.18 mg/ml。2.超敏蛋白HrpZ、HrpZ_K和HRP在烟草叶片上产生过敏性坏死反应,HRP、Hrp Z、Hrp Z_K稀释100倍时坏死斑最大,Hrp Z、Hrp Z_K稀释500倍时坏死斑比对照大但明显小于100倍。同时,超敏蛋白在葡萄上也有明显超敏反应。3.以田间‘泽香’葡萄为材料,将超敏蛋白Hrp Z、Hrp Z_K、HRP分别稀释100倍、500倍、1000倍,从7月初开始每15天对葡萄叶片进行喷施处理,发现喷施超敏蛋白对葡萄霜霉病有防治效果。尤其是,Hrp Z_K稀释100倍处理后,病情指数最低为4.85%,比对照降低7.05%。此外,喷施超敏蛋白有助于提高霜霉病危害下叶片光合作用,Hrp Z稀释100倍处理后叶片净光合速率在17μmol左右,比对照高29.3%。喷施超敏蛋白Hrp Z、Hrp Z_K100倍稀释液,叶片Fv/Fm和Plabs分别比对照提高4.3%、4.25%和12.3%、20.7%。喷施超敏蛋白Hrp Z 100倍稀释液,叶片POD和SOD酶活性显著高于对照,分别比对照高52%和33.1%。Hrp Z_K 100倍稀释液处理后,叶片POD和SOD酶活性分别比对照提高36.1%和28.9%。4.通过摩擦接种霜霉病,评价了超敏蛋白对霜霉病发病的影响。结果表明,不同浓度的超敏蛋白稀释液对葡萄霜霉病均有显著防治效果。喷施超敏蛋白Hrp Z、Hrp Z_K 100倍稀释液,叶片病情指数分别比对照降低33.4%和38.9%。超敏蛋白提高了霜霉病危害下葡萄叶片抗氧化物酶酶活性,并且抑制MDA含量在葡萄叶片中的积累。喷施超敏蛋白Hrp Z 100倍稀释液后接种霜霉病,叶片POD和SOD酶活性均显著高于对照,分别比对照提高66.7%和9.2%。喷施Hrp Z_K 100倍稀释液后接种霜霉病,叶片POD、SOD酶活性分别比对照提高45%、9.2%。Hrp Z、Hrp Z_K 100倍稀释液处理下,叶片MDA含量分别比对照降低54.2%和58%。5.测定不同超敏蛋白对储藏期葡萄病害的影响,结果表明Hrp Z和HRP 100倍稀释液能减少葡萄果实烂果率,提高了果实贮藏期间的抗病能力。超敏蛋白Hrp Z稀释100倍处理的果实烂果率最低,30 d时烂果率仅2.67%,第45 d和60 d时烂果率在20%-25%左右,比对照降低20%以上。
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