硅提高棉花對葉螨抗性的生理機制.pdf

1、【目的】硅有利于植物的健康生長和發(fā)育,尤其是在植物抗病蟲害方面具有重要作用,但人們一直不清楚它的作用機制。大多數(shù)觀點認為,硅的抗病蟲機制是單一的“機械或物理屏障”作用。但近些年的研究則顯示,當(dāng)植物體受到病蟲害脅迫時,硅可能參與了植物的生理代謝,通過防衛(wèi)機制減輕或降低為害,這就對硅作為單一的物理屏障產(chǎn)生了質(zhì)疑?？v觀已有的文獻,硅提高抗病性方面研究較多且較為深入,而對抗蟲害方面的研究較少。本文以棉花品種新陸早33和土耳其斯坦葉螨作個案研究,

2、擬闡明硅提高棉花抗葉螨危害的生理生化機理,為硅提高作物抗蟲害機制提供理論基礎(chǔ),指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中如何使用硅肥提高植物自身抗蟲能力,少用或不用農(nóng)藥以降低農(nóng)藥在土壤環(huán)境中的殘留,提高生態(tài)環(huán)境的安全性。
　　【方法】在室外采用網(wǎng)室試驗研究了3個硅處理,即:不施硅、葉面噴施(1.7mmolSi·L-1)和基施(硅酸鈉,0.725g·m-2),2個蟲害脅迫處理(蟲口密度0、30頭)。室內(nèi)水培試驗設(shè)計了3個施硅肥處理,即:不施硅、基施(1.7mm

3、ol·L-1)和葉面噴施(1.7mmol·L-1)。研究硅對棉花受葉螨為害后的受害指數(shù)、生長、抗氧化酶、酚類物質(zhì)代謝和病程相關(guān)蛋白活性的影響。供試棉花品種為新陸早33號,供試葉螨品種為土耳其斯坦葉螨[Teartnychusutrkeastni(ugaerv&Nikolksi)]成螨,網(wǎng)室土壤為灌耕灰漠土。
　　【結(jié)果】1、不施硅處理的棉花葉片受葉螨為害癥狀要比噴施和基施處理的棉花葉片癥狀嚴重,施硅處理(噴施和基施)緩解了葉螨為害棉

4、花產(chǎn)生的蟲害癥狀;2、噴施處理和基施處理的棉花葉片在葉螨為害第6天受害指數(shù)分別是43.05和55.07,都顯著低于對照(不施硅處理)棉花葉片的受害指數(shù)(68.72)。硅在正常(非蟲脅迫)條件下,對棉花苗期生長具有明顯的促進作用;3、在蟲害脅迫條件下,噴施和基施處理棉花體內(nèi)硅含量在第6天都顯著高于不施硅處理。而正常(非蟲脅迫)情況下,基施處理棉花葉片中硅含量高于噴施處理和不施硅處理;4、與不施硅處理相比,在蟲害脅迫條件下,噴施和基施處理能

5、顯著提高危害第6天棉花葉片中的過氧化氫酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和抗壞血酸過氧化酶(APX)的活性,而顯著降低棉花葉片中過氧化氫(H2O2)含量和丙二醛(MDA),緩解了膜脂的過氧化傷害。這表明,硅能調(diào)控與抗蟲有關(guān)的抗氧化酶活性,增強棉花對葉螨的抗性;5、在葉螨脅迫條件下,噴施和基施處理棉花葉片中過氧化物酶(POD)活性顯著低于不施硅處理,而多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性顯著高于不施硅處理,這說明,硅能夠

6、調(diào)控與抗性有關(guān)的酚類物質(zhì)代謝,從而增強棉花的抗蟲性;6、棉花受葉螨脅迫后,噴施和基施處理能提高受害葉片中幾丁質(zhì)酶和β-1,3-葡聚糖酶活性,表明硅能夠通過提高病程相關(guān)蛋白活性,從而提高棉花對棉葉螨的抗性。
　　【結(jié)論】硅對植物的健康生長是非常重要和有益的,硅參與植物體內(nèi)生理代謝活動,增加抗氧化酶活性,促進酚類物質(zhì)合成,提高病程相關(guān)蛋白的活性,產(chǎn)生一系列的防御機制,從而阻止或減緩棉葉螨對棉花的危害。硅在提高棉花對棉葉螨抗性中不僅僅限