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摘要：研究了11种矿质营养元素对烟草疫霉菌菌丝（Phytophthora nicotianae）生长的影响。结果表明，高浓度的N、K、P都能极显著抑制烟草疫霉菌菌丝的生长。中量元素Ca对疫霉菌菌丝生长有极显著的促进作用，低浓度Mg极显著促进疫霉菌菌丝生长，高浓度Mg极显著抑制疫霉菌菌丝生长。Ca对烟草疫霉菌的菌丝生长具有极显著的促进作用。 微量元素B、Cu对烟草疫霉菌菌丝生长作用不显著。高浓度Fe极显著抑制疫霉菌的生长。低浓度Mn极显著抑制烟草疫霉菌菌丝的生长。高浓度Zn对疫霉菌菌丝生长有极显著的抑制作用。高浓度的Mo对烟草疫霉菌生长有极显著的抑制作用。
关键词：矿质营养元素；烟草疫霉菌；菌丝生长
中图分类号： S435.72 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2014）07-0125-03
收稿日期：2013-10-17
基金项目：四川省烟草专卖局资助项目（编号：200901009）。
作者简介：李娜（1988—），女，云南昆明人，硕士研究生，主要从事分子植物病理学研究。Tel：（023）68250517；E-mail：lina6550@163.com。
通信作者：杨水英，副教授，主要从事分子植物病理學、植物病害诊断与控制研究。Tel：（023）68251269；E-mail：yangshuiying123@sina.com.cn。烟草是我国重要的经济作物之一，由烟草疫霉菌（Phytophthora nicotianae）引起的烟草黑胫病是重要的土传病害，传统的防治方法如化学防治、栽培防治、生物防治等的防治效果不是很理想，同时容易污染环境。矿质营养元素既是植物生长必需的营养物质，又可以控制植物病害的发生，对环境不会造成污染，是目前国内外的研究热点。研究表明，土壤中矿质营养元素不仅影响植物的正常生长发育，而且对真菌、细菌、病毒等病原物引起的侵染性植物病害也有显著影响[1]。Sugimoto 等研究表明，大豆移栽前及移栽后14 d，喷施甲酸钙、硝酸钙都能显著抑制大豆茎腐病的发生，而且发生起始期也明显延迟[2]。目前，关于矿质营养元素对病原菌的作用研究较少。本研究探究了11种矿质营养元素对烟草疫霉菌菌丝生长的影响，旨在为控制烟草疫霉菌菌丝在土壤中的生长、减少植物病害的发生提供依据。
1材料与方法
1.1材料
1.1.1供试菌株从四川省达州市宣汉县的烟草种植区土壤中分离得到的烟草疫霉菌[3]。
1.1.2矿质营养元素KCl、NH4Cl、NaNO3、Na2HPO4、CaCl2、MgSO4、CuSO4、ZnSO4、MnSO4、Fe2（SO4）3、Na2B4O7、Na2MoO4所有试剂均为分析纯，用超纯水配制成1 mol/L母液备用。
1.1.3PDA培养基马铃薯200 g，葡萄糖20 g，琼脂粉 15 g，超纯水1 000 mL。
1.2方法
1.2.1含不同矿质营养元素的PDA培养基制备根据植物在土壤中矿质营养元素的缺乏临界值、毒害临界值，矿质营养元素浓度设置如表1所示。
3结论与讨论
从植物保护的角度来考虑，既要保证作物生长，又要考虑使作物获得最大抗性，可以说，具有最佳营养状态的植物具有最大的抗病力[11]，因此，本研究在浓度设置上考虑了植物中矿质营养元素的土壤缺乏值、土壤毒害值。高浓度的N、K、P都能极显著抑制烟草疫霉菌菌丝的生长。Nam等研究发现，N、K会加重植物病害程度，P、Ca会减轻植物病害程度[12]。中量元素Ca对疫霉菌菌丝生长有极显著的促进作用，低浓度Mg极显著促进疫霉菌菌丝生长，高浓度Mg极显著抑制疫霉菌菌丝生长。Heyman等研究表明，不同土壤中钙浓度与病害流行呈负相关[13]。本研究结果表明，Ca对烟草疫霉菌的菌丝生长具有极显著的促进作用，这与前人的相关研究结果相同，但是Ca对疫霉菌孢子囊产生的影响还有待进一步研究。 微量元素B、Cu对烟草疫霉菌菌丝生长作用不显著。高浓度Fe极显著抑制疫霉菌的生长。低浓度Mn极显著抑制烟草疫霉菌菌丝的生长。高浓度Zn对疫霉菌菌丝生长有极显著的抑制作用。高浓度的Mo对烟草疫霉菌生长有极显著的抑制作用。Qin等认为，0.1%B处理抑制扩展青霉孢子萌发及芽管伸长，这可能是由于B抑制了细胞内过氧化氢酶（CAT）、还原型谷胱甘肽（GSH）蛋白基因的表达[14]。黄芳等研究表明，0.1%B处理可破坏灰霉病菌活性氧清除系统，造成活性氧大量积累，使得膜脂过氧化加强，最终影响细胞的正常生理功能[15]。土壤是一个非常复杂的生态系统，本试验只探讨了单一的营养元素在单一培养基上对烟草疫霉菌生长的影响，在实际土壤环境中，各种物质之间相互作用、相互影响。徐照丽等研究发现，利用Cu、Fe之间的相互作用来减轻过量Cu对烟草的毒害是一种切实可行的方法[16]。因此，应用营养元素之间的相互作用来减轻过量元素对作物的危害，既保证了植物的正常生长发育，又不会对环境造成二次污染，应用前景良好。
参考文献：
[1]慕康国，赵秀琴，李健强，等. 矿质营养与植物病害关系研究进展[J]. 中国农业大学学报，2000，5（1）：84-90.
[2]Sugimoto T，Watanabe K，Yoshida S，et al. Field application of calcium to reduce phytophthora stem rot of soybean，and calcium distribution in plants[J]. Plant Disease，2010，94（7）：812-819.
[3]王晗，严占勇，张定贵，等. 一种土壤中烟草疫霉菌的快速分离鉴定及计数方法[J]. 中国农学通报，2012，28（9）：163-168. [4]刘正日，胡日生，郭清泉. 烟草钾营养研究进展[J]. 作物研究，2004，18（2）：109-114，118.
[5]李松岭. 河南省烟叶含钾量低的原因及对策[J]. 河南农业科学，2000（10）：6-8.
[6]白由路，金继运，杨俐苹. 我国土壤有效镁含量及分布状况与含镁肥料的应用前景研究[J]. 土壤肥料，2004（2）：3-5.
[7]臧小平. 土壤锰毒与植物锰的毒害[J]. 土壤通报，1999，30（3）：45-48.
[8]叶云山. 铜对蔬菜的毒害效应及土壤銅临界值研究[D]. 福州：福建农林大学，2009.
[9]陈玉真. 土壤锌对植物的毒害效应及临界值研究[D]. 福州：福建农林大学，2011.
[10]刘术新，郑海峰，丁枫华， 等. 18种蔬菜品种对硼毒害敏感性的研究[J]. 农业环境科学学报，2009，28（10）：2017-2022.
[11]管致和. 植物医学导论[M]. 北京：中国农业大学出版社，1996：58-66.
[12]Nam M H，Jeong S K，Lee Y S，et al. Effects of nitrogen，phosphorus，potassium and calcium nutrition on strawberry anthracnose[J]. Plant Pathology，2006，55（2）：246-249.
[13]Heyman F，Lindahl B，Persson L，et al. Calcium concentrations of soil affect suppressiveness against Aphanomyces root rot of pea[J]. Soil Biology and Biochemistry，2007，39（9）：2222-2229.
[14]Qin G，Tian S，Chan Z，et al. Crucial role of antioxidant proteins and hydrolytic enzymes in pathogenicity of Penicillium expansum：analysis based on proteomics approach[J]. Molecular & Cellular Proteomics，2007，6（3）：425-438.
[15]黄芳，王建明，徐玉梅. 硼抑制灰霉病菌孢子萌发机制的初步研究[J]. 植物病理学报，2008，38（4）：370-376.
[16]徐照丽，张晓海. 利用铁、铜间相互作用减轻烤烟铜毒害的研究[J]. 中国烟草科学，2006，27（2）：37-40.
关键词：矿质营养元素；烟草疫霉菌；菌丝生长
中图分类号： S435.72 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2014）07-0125-03
收稿日期：2013-10-17
基金项目：四川省烟草专卖局资助项目（编号：200901009）。
作者简介：李娜（1988—），女，云南昆明人，硕士研究生，主要从事分子植物病理学研究。Tel：（023）68250517；E-mail：lina6550@163.com。
通信作者：杨水英，副教授，主要从事分子植物病理學、植物病害诊断与控制研究。Tel：（023）68251269；E-mail：yangshuiying123@sina.com.cn。烟草是我国重要的经济作物之一，由烟草疫霉菌（Phytophthora nicotianae）引起的烟草黑胫病是重要的土传病害，传统的防治方法如化学防治、栽培防治、生物防治等的防治效果不是很理想，同时容易污染环境。矿质营养元素既是植物生长必需的营养物质，又可以控制植物病害的发生，对环境不会造成污染，是目前国内外的研究热点。研究表明，土壤中矿质营养元素不仅影响植物的正常生长发育，而且对真菌、细菌、病毒等病原物引起的侵染性植物病害也有显著影响[1]。Sugimoto 等研究表明，大豆移栽前及移栽后14 d，喷施甲酸钙、硝酸钙都能显著抑制大豆茎腐病的发生，而且发生起始期也明显延迟[2]。目前，关于矿质营养元素对病原菌的作用研究较少。本研究探究了11种矿质营养元素对烟草疫霉菌菌丝生长的影响，旨在为控制烟草疫霉菌菌丝在土壤中的生长、减少植物病害的发生提供依据。
1材料与方法
1.1材料
1.1.1供试菌株从四川省达州市宣汉县的烟草种植区土壤中分离得到的烟草疫霉菌[3]。
1.1.2矿质营养元素KCl、NH4Cl、NaNO3、Na2HPO4、CaCl2、MgSO4、CuSO4、ZnSO4、MnSO4、Fe2（SO4）3、Na2B4O7、Na2MoO4所有试剂均为分析纯，用超纯水配制成1 mol/L母液备用。
1.1.3PDA培养基马铃薯200 g，葡萄糖20 g，琼脂粉 15 g，超纯水1 000 mL。
1.2方法
1.2.1含不同矿质营养元素的PDA培养基制备根据植物在土壤中矿质营养元素的缺乏临界值、毒害临界值，矿质营养元素浓度设置如表1所示。
3结论与讨论
从植物保护的角度来考虑，既要保证作物生长，又要考虑使作物获得最大抗性，可以说，具有最佳营养状态的植物具有最大的抗病力[11]，因此，本研究在浓度设置上考虑了植物中矿质营养元素的土壤缺乏值、土壤毒害值。高浓度的N、K、P都能极显著抑制烟草疫霉菌菌丝的生长。Nam等研究发现，N、K会加重植物病害程度，P、Ca会减轻植物病害程度[12]。中量元素Ca对疫霉菌菌丝生长有极显著的促进作用，低浓度Mg极显著促进疫霉菌菌丝生长，高浓度Mg极显著抑制疫霉菌菌丝生长。Heyman等研究表明，不同土壤中钙浓度与病害流行呈负相关[13]。本研究结果表明，Ca对烟草疫霉菌的菌丝生长具有极显著的促进作用，这与前人的相关研究结果相同，但是Ca对疫霉菌孢子囊产生的影响还有待进一步研究。 微量元素B、Cu对烟草疫霉菌菌丝生长作用不显著。高浓度Fe极显著抑制疫霉菌的生长。低浓度Mn极显著抑制烟草疫霉菌菌丝的生长。高浓度Zn对疫霉菌菌丝生长有极显著的抑制作用。高浓度的Mo对烟草疫霉菌生长有极显著的抑制作用。Qin等认为，0.1%B处理抑制扩展青霉孢子萌发及芽管伸长，这可能是由于B抑制了细胞内过氧化氢酶（CAT）、还原型谷胱甘肽（GSH）蛋白基因的表达[14]。黄芳等研究表明，0.1%B处理可破坏灰霉病菌活性氧清除系统，造成活性氧大量积累，使得膜脂过氧化加强，最终影响细胞的正常生理功能[15]。土壤是一个非常复杂的生态系统，本试验只探讨了单一的营养元素在单一培养基上对烟草疫霉菌生长的影响，在实际土壤环境中，各种物质之间相互作用、相互影响。徐照丽等研究发现，利用Cu、Fe之间的相互作用来减轻过量Cu对烟草的毒害是一种切实可行的方法[16]。因此，应用营养元素之间的相互作用来减轻过量元素对作物的危害，既保证了植物的正常生长发育，又不会对环境造成二次污染，应用前景良好。
参考文献：
[1]慕康国，赵秀琴，李健强，等. 矿质营养与植物病害关系研究进展[J]. 中国农业大学学报，2000，5（1）：84-90.
[2]Sugimoto T，Watanabe K，Yoshida S，et al. Field application of calcium to reduce phytophthora stem rot of soybean，and calcium distribution in plants[J]. Plant Disease，2010，94（7）：812-819.
[3]王晗，严占勇，张定贵，等. 一种土壤中烟草疫霉菌的快速分离鉴定及计数方法[J]. 中国农学通报，2012，28（9）：163-168. [4]刘正日，胡日生，郭清泉. 烟草钾营养研究进展[J]. 作物研究，2004，18（2）：109-114，118.
[5]李松岭. 河南省烟叶含钾量低的原因及对策[J]. 河南农业科学，2000（10）：6-8.
[6]白由路，金继运，杨俐苹. 我国土壤有效镁含量及分布状况与含镁肥料的应用前景研究[J]. 土壤肥料，2004（2）：3-5.
[7]臧小平. 土壤锰毒与植物锰的毒害[J]. 土壤通报，1999，30（3）：45-48.
[8]叶云山. 铜对蔬菜的毒害效应及土壤銅临界值研究[D]. 福州：福建农林大学，2009.
[9]陈玉真. 土壤锌对植物的毒害效应及临界值研究[D]. 福州：福建农林大学，2011.
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[11]管致和. 植物医学导论[M]. 北京：中国农业大学出版社，1996：58-66.
[12]Nam M H，Jeong S K，Lee Y S，et al. Effects of nitrogen，phosphorus，potassium and calcium nutrition on strawberry anthracnose[J]. Plant Pathology，2006，55（2）：246-249.
[13]Heyman F，Lindahl B，Persson L，et al. Calcium concentrations of soil affect suppressiveness against Aphanomyces root rot of pea[J]. Soil Biology and Biochemistry，2007，39（9）：2222-2229.
[14]Qin G，Tian S，Chan Z，et al. Crucial role of antioxidant proteins and hydrolytic enzymes in pathogenicity of Penicillium expansum：analysis based on proteomics approach[J]. Molecular & Cellular Proteomics，2007，6（3）：425-438.
[15]黄芳，王建明，徐玉梅. 硼抑制灰霉病菌孢子萌发机制的初步研究[J]. 植物病理学报，2008，38（4）：370-376.
[16]徐照丽，张晓海. 利用铁、铜间相互作用减轻烤烟铜毒害的研究[J]. 中国烟草科学，2006，27（2）：37-40.