一種基于isr機制的抗病性誘導(dǎo)劑在草坪病害防治中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于ISR機制的植物抗病誘導(dǎo)劑在草坪病害防治中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 草坪是城市綠化的重要組成部分，近年來隨著人民生活水平的提高和環(huán)保意識的 增強，我國草坪業(yè)發(fā)展迅猛。隨著國外草種的大量引進(jìn)、綠地面積的不斷擴大及草坪集約化 管理程度提高，草坪病害成為影響草坪利用價值、遏制當(dāng)今草坪業(yè)發(fā)展的主要因素之一。草 坪草生長過程中，受到多種病原菌的侵染，使草坪出現(xiàn)變色、枯死、萎蔫、腐爛等癥狀，從而 嚴(yán)重影響草坪的整體觀賞價值、使用價值，降低草坪質(zhì)量和可用年限。
[0003] 常見的草坪病害，如褐斑病是所有草坪病害中分布最廣的病害之一，能夠侵染所 有已知草坪草，土壤溫度上升至15-20°c時病原菌就可產(chǎn)生大量菌絲，高溫高濕條件下，草 坪迅速大面積發(fā)?。荤牭毒菸?，在我國是僅次于褐斑病的第二大嚴(yán)重病害，高溫干旱易 引起根、莖干腐，高溫高濕易引起葉斑的大面積發(fā)生。一種草坪疾病的發(fā)生，可導(dǎo)致草坪局 部或大部分面積死亡，直至整個草坪遭到毀滅。通過傳統(tǒng)病害防治辦法，如選用抗病品種、 合理管理及使用化學(xué)殺菌劑防治草坪病害的效果十分有限。傳統(tǒng)抗病育種方法育種周期 長，親本材料獲取有限，對病害只有一定預(yù)防作用。減少灌溉次數(shù)、適當(dāng)施肥提高植株活力、 控制修剪高度和頻率等管理措施，僅在一定程度上減少病害發(fā)生，降低病害發(fā)生嚴(yán)重度?；?學(xué)防治作用迅速、效果顯著、使用方法易于掌握，是防治草坪病害的重要手段，但化學(xué)防治 成本較高，病原物易對殺菌劑產(chǎn)生耐藥性甚至抗藥性，實踐證明，化學(xué)殺菌劑對病害的防除 效果大多不理想。尤為一提的是，化學(xué)殺菌劑大量噴施后在土壤中累積嚴(yán)重污染環(huán)境，進(jìn)而 影響人類的健康。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展以及對植物和病原物相互作用的深入了解，利用 誘導(dǎo)劑誘發(fā)植物本原抗病性得以提出和應(yīng)用，這一理論和技術(shù)具有抗性穩(wěn)定、持久、不污染 環(huán)境等優(yōu)點。
[0004] 誘導(dǎo)植物抗病性是利用物理、化學(xué)以及生物的方法，預(yù)先處理植物，改變病害反 應(yīng)，使原來感病部位產(chǎn)生局部或系統(tǒng)的抗病性現(xiàn)象。科學(xué)研宄發(fā)展至今，引起誘抗反應(yīng)的系 統(tǒng)性機制尚未完全闡明，有關(guān)植物抗病性誘導(dǎo)的機理，目前普遍認(rèn)同兩種方式，即系統(tǒng)獲得 抗性（SAR)和誘導(dǎo)系統(tǒng)抗性（ISR)。有害病原物初次侵染后可在植物體內(nèi)激發(fā)出一種系統(tǒng) 性抗性，植物體未受侵染部位也對致病菌（病毒、真菌、細(xì)菌）產(chǎn)生廣譜抗性，這種抗病性需 要水楊酸信號傳導(dǎo)途徑介導(dǎo)，即稱系統(tǒng)獲得抗性（SAR);對植物的系統(tǒng)獲得抗性（SAR)已進(jìn) 行了大量研宄，BTH、水楊酸、甲基茉莉酸、苯丙噻重氮、草酸等都可作為SAR誘導(dǎo)劑。SAR誘 導(dǎo)劑用于防治草坪病害的研宄中，Lee等報道BTH可誘導(dǎo)匍·翦股穎Crenshaw、Penncross、 Providence品種產(chǎn)生抗病性，但在其他的品種如L-93, BTH是無效的。
[0005] 誘導(dǎo)系統(tǒng)抗性（ISR)則是由分布在植物體根部的非致病性根際促生菌所激活，依 賴茉莉酸/乙烯信號傳導(dǎo)途徑使植株體獲得抗病性。在植物產(chǎn)生ISR過程中，一些根際促 生菌類似物通過啟動植物體內(nèi)的抗病機制，來降低植株地上部分的發(fā)病率，與ISR相關(guān)誘 導(dǎo)劑的深入具體研宄十分有限，有關(guān)基于ISR方式的草坪草抗病性誘導(dǎo)研宄報道更是寥寥 無幾。
[0006] 2003年Suzuki等在匍翦股穎的抗病性誘導(dǎo)研宄中發(fā)現(xiàn)P. fluorescens株系 HP72可引發(fā)匍匐翦股穎對立枯絲核菌（R. solani)的抗性。2004年Ryu等研宄認(rèn)為，植物 根際促生菌分泌的揮發(fā)性有機物2, 3-butanediol及其同分異構(gòu)體在誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗病性 的過程中具有重要的作用。2, 3-丁二醇（CH3CH0HCH0HCH3, 2, 3-Butanediol)存在3種旋光 異構(gòu)體，分別為D-(-)-2, 3- 丁二醇、L-(+)-2, 3- 丁二醇和meso-2, 3- 丁二醇，常溫下是一 種無色無味的透明液體。2010年，加拿大學(xué)者Cortes-Barco研宄發(fā)現(xiàn)，2, 3- 丁二醇的左旋 體（2R, 3R_butanediol)抑制由真菌 Microdochiumnivale, Rhizoctoniasolani, Sclerotin iahomoeocarpa引起的3種草坪葉病，可減少和縮小匍·翦股穎葉病區(qū)域達(dá)到20% -40%。 2011年，馬祥報道2, 3-丁二醇的左旋體可誘導(dǎo)匍匐翦股穎抗褐斑病，接菌后第15天，病情 指數(shù)由對照的93. 33%降至31. 33%，抗病效果為66. 4%。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的關(guān)鍵問題是克服現(xiàn)有草坪病害防治方法的缺陷，提供了一種能夠 有效誘導(dǎo)草坪產(chǎn)生廣譜抗病性且環(huán)保節(jié)能的草坪病害防治技術(shù)（理念）。使其對以匍匐翦 股穎、草地早熟禾、多年生黑麥草等為代表的草坪草典型病害具有明顯的防治作用。
[0008] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于ISR機制的高效誘抗劑--2, 3- 丁二 醇（2, 3- 丁二醇立體異構(gòu)體的混合物），以誘導(dǎo)草坪草產(chǎn)生抗病性，從表型特征、苯丙烷代 謝防御酶響應(yīng)及其抗病相關(guān)次生代謝物質(zhì)含量變化等層面表現(xiàn)出顯著的抗病性誘導(dǎo)效果。 同時提供上述誘導(dǎo)劑的應(yīng)用方法，即該抗病誘導(dǎo)劑適宜的作用濃度和作用方式。
【主權(quán)項】
1. 一種基于ISR機制的誘抗劑在誘導(dǎo)草坪草產(chǎn)生抗病性中的應(yīng)用，其特征在于，所述 誘導(dǎo)劑為2, 3- 丁二醇立體異構(gòu)體混合物，結(jié)構(gòu)如式（I)所示，
式⑴。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述草坪草為匍匐翦股穎、草地早熟禾、 多年生黑麥草或尚羊矛。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其特征在于，所述誘導(dǎo)劑的施入方法為采用根部施入 方法，誘導(dǎo)草坪草對典型病害(褐斑病和鐮刀菌枯萎病）產(chǎn)生抗病性。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)匍匐翦股穎抗褐斑病的 優(yōu)選濃度為250ymol/L;所述誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)草地早熟禾抗褐斑病的濃度為550ymol/L;所述 誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)多年生黑麥草抗褐斑病的優(yōu)選濃度為450ymol/L;所述誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)高羊茅抗 褐斑病的優(yōu)選濃度為250ymol/L。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)匍匐翦股穎抗鐮刀菌枯 萎病的優(yōu)選濃度為250ymol/L。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于ISR機制的誘抗劑在誘導(dǎo)草坪草產(chǎn)生抗病性中的應(yīng)用，所述誘導(dǎo)劑為2,3-丁二醇立體異構(gòu)體混合物，可誘發(fā)草坪草本原抗病性。以最適濃度（250、550、450和250μmol/L）根部施用后對匍匐翦股穎、草地早熟禾、多年生黑麥草和高羊茅的褐斑病和鐮刀菌枯萎病具有明顯防治作用，其抗褐斑病效果分別達(dá)86、68.5、73.2和81%。當(dāng)該誘導(dǎo)劑作用匍匐翦股穎后，其苯丙氨酸解氨酶、查爾酮異構(gòu)酶、4-香豆酸輔酶A連接酶活性均明顯提高。該誘導(dǎo)劑能夠明顯提高匍匐翦股穎抗病相關(guān)次生代謝物質(zhì)-總酚、黃酮及木質(zhì)素含量。此誘導(dǎo)劑可應(yīng)用于草坪病害防治中，減少化學(xué)殺菌劑的使用，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約草坪維護(hù)費用。
【IPC分類】A01N31-02, A01P21-00
【公開號】CN104686512
【申請?zhí)枴緾N201410717486
【發(fā)明人】馬暉玲, 房媛媛, 姚拓, 張鎖科, 馬源, 張詠梅, 劉興菊, 馬祥
【申請人】馬暉玲
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年12月2日