苗期棉花抗黄萎病性品种筛选及光合特性的差异研究(2)
3.2黄萎病胁迫对棉花光合作用的影响6
致谢6
参考文献7
引言：黄萎病是一种土传植物文管束病害，具有分布广、危害重、存活时间长、传染性强等特点，是我国乃至世界棉花生产上最主要的病害之一[4]，素有“棉花癌症”之称。近年来随着棉籽在全国范围内的调运，黄萎病在棉花上的为害面积逐年扩大，对我国棉花产量造成巨大损失，但目前尚无根治黄萎病的有效方法[23]。因此，研究棉花抗黄萎病机理和筛选抗黄萎病性的棉花品种就显的尤为重要。叶片作为光合作用的主要器官，是棉花产量高低的决定因素，也是黄萎病症状的主要表现部位，棉花感染黄萎病后常出现叶片的萎蔫、变黄、枯焦、脱落等症状。有研究表明，病原菌侵染植物后，叶片内部的生理代谢会发生紊乱，导致净光合速率降低，气孔导度下降，严重时叶片的光合结构受损，光合电子传递受到影响 [5-6]。
净光合速率降低植物自身的原因有气孔限制和非气孔限制 2 个方面，气孔限制是指由于气孔导度降低，进入气孔的 CO2 减少，引起净光合速率降低的现象。非气孔限制是指由于光系统活性降低或结构受损而导致净光合速率降低的现象。一些研究表明病原菌影响光合作用主要是由气孔限制引起的[7]，但也有研究表明光合电子放氧复合体活性降低， PSⅠ、 PSⅡ内部代谢紊乱等非气孔限制因素也对其有着重要的影响 [8]。另外，叶绿素荧光与光合作用的各个过程都紧密相关，任何逆境对光合作用产生的影响都可以通过叶绿素荧光参数的变化反映出来[1]。因此，在具体试验条件下将气体交换参数和叶绿素荧光参数进行系统性的分析，有利于准确认识黄萎病对棉花光合作用的抑制机理。前人对棉花的光合、荧光特性已做过大量的研究，但大多数都集中在干旱、盐渍等非生物逆境胁迫上[9]，在黄萎病对棉花光合、荧光特性的影响方面研究较少，且不成体系，也没有说明黄萎病胁迫下棉花的气孔限制和非气孔限制特征[10-12]。因此，本试验从黄萎病对棉花的光合和荧光特性的影响入手，对黄萎病胁迫下棉花叶片的光合荧光特征做了系统研究，为棉花抗黄萎病的机理研究和棉花黄萎病的防治工作提供理论依据。1 材料与方法1.1 供试材料选择长江流域下游棉区大面积推广的 8 个棉花主栽陆地棉（ Gossypium hirsutum L.）品种为研究材料(表 2-1) 。表 1 供试棉花品种Table 1 Cotton cultivars used in this study代号code品种Cultivar name代号code品种Cultivar nameZZM-2 中植棉 2 号（抗病对照） L-28 鲁研棉 28SM-3 泗棉 3 号 L-36 鲁研棉 36XM-21 徐棉 21 JM-11 冀棉 11（感病对照）SK-1 泗抗 1 号 ND-601 农大 6011.2 试验设计1.2.1 苗期水培筛选试验挑选饱满的棉种，用 70%的酒精浸泡 5 min 后用 5 %的 H2O2 浸泡 2 h , 无菌水冲洗 2 ～ 3 遍，再用无菌水浸泡催芽 10 h 后平铺在湿润的 5 ㎝厚的石英砂上, 再在上面盖 3 ㎝的石英砂，置于光照培养箱 25℃培养，中途酌情浇水。待棉花子叶平展时，挑选长势健壮、一致的幼苗转入营养液中。培养容器为 44 cm × 32 cm × 15.5 cm (长×宽×高) 的塑料箱，箱四周与底部铺有黑色聚乙烯塑料薄膜以文持根系暗环境。幼苗用海绵条缠绕定植于 1.5 cm 厚的灰色泡沫板上，漂浮于营养液上方。塑料箱盛有 4 L 由去离子水配制成的 Hoagland 营养液，其成分为： 2.5 mmol L-1 Ca(NO3) 2, 1 mmol L-1 MgSO4,0.5 mmol L-1 (NH4)H2PO4, 0.2 μ mol L-1 CuSO4, 1 μ mol L-1 ZnSO4, 0.1 mmol L-1 FeNaEDTA,20 μ mol L-1 H3BO3, 5 nmol L-1 (NH4) 6Mo7O24, 1 μ mol L-1 MnSO4和 0.02 mmol L-1，用 NaOH将培养液调至 pH = 7，每 5 天更换一次培养液，试验期间每天补充去离子水至标记刻度，并以气泵 24 h 通气。将冰箱保存的落叶型强致病力大丽轮枝菌菌株 V08DF1，转移至 PDA平板，在 25℃的恒温箱中进行活化，活化时间 20d。待菌丝布满平板后，用打孔器从菌落边缘打取直径约 1cm 的菌块， 放入 200ml/瓶的查氏培养液中，恒温摇床 220r/min，25℃下摇培 5—6d， 4 层纱布过滤菌液，血球计数板计数，用无菌水将菌液浓度调至 5× 106个/ml。待棉苗长至 2 叶 1 心期，从板底剪掉主根根尖 2cm，浸入调配好的菌液中30s，进行接种。之后继续水浮育苗，每天观察病害的发生情况。试验于人工气候室中进行，白天温度为 24℃，夜晚温度为 19℃，相对湿度 80 % ，光源为生物钠灯，光照强度 28000 lx，光照时间 13 h d-1。同一处理下每品种重复 3 箱，每箱 40 株。