《Plant Direct》:Enhanced Pepper Resistance to Sclerotium rolfsii Through Root Development and Enzyme Modulation by Hexaconazole and Azoxystrobin
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本文研究了己唑醇(hexaconazole)和嘧菌酯(azoxystrobin)两种作用机制不同的杀菌剂对辣椒白绢病菌(Sclerotium rolfsii)的防控效果。研究发现,50 μg·mL?1己唑醇表现出优异的保护活性(97.56%),而100 μg·mL?1嘧菌酯则展现出最佳综合防效。两种杀菌剂除直接抑制病原菌外,还能通过促进根系发育、诱导过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性来增强植株抗病性,为辣椒白绢病的科学防治提供了新思路。
辣椒白绢病的防控新策略:己唑醇和嘧菌酯通过根系发育和酶调控增强抗病性
引言背景
由土壤传播真菌Sclerotium rolfsii引起的白绢病是一种毁灭性病害,可侵染500多种植物,对辣椒生产构成严重威胁。该病原菌通过形成长寿菌核和适应性菌丝在土壤中长期存活,使得化学防治成为当前主要管理策略。三唑类杀菌剂己唑醇和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂嘧菌酯是两种作用机制不同的广谱杀菌剂,但其对辣椒白绢病的防控效果差异尚未明确。
研究方法与设计
本研究以"黔椒8号"辣椒为试验材料,在温室严格控制条件下,采用盆栽试验评估了两种杀菌剂在50 μg·mL?1和100 μg·mL?1浓度下对白绢病的防控效果。通过病害指数(DI)评估体系,量化了病害严重度,并测定了保护活性和治疗活性。同时分析了杀菌剂处理对植株株高、叶绿素含量(SPAD)、根系形态和抗氧化酶活性的影响。
防控效果显著差异
接种后第4天的结果显示,己唑醇在50 μg·mL?1浓度下表现出优异的保护活性(97.56%),而嘧菌酯在100 μg·mL?1浓度下展现出最佳综合防效,保护活性和治疗活性分别达到88.62%和49.06%。值得注意的是,在低浓度(50 μg·mL?1)下,己唑醇的治疗活性优于嘧菌酯,而在高浓度(100 μg·mL?1)下,嘧菌酯则表现出更好的治疗效
促进植株生长与生理调节
两种杀菌剂处理均能缓解白绢病引起的生长抑制,维持叶绿素稳定性。特别是根系构型分析表明,己唑醇处理使总根长增加1.78倍,根体积增加3.57倍,根投影面积和根表面积均增加2.31倍;嘧菌酯处理也使相应指标显著提升。这种根系发育的促进效应与有效病害控制所需的浓度呈正相关。
抗氧化防御系统的差异激活
酶活性分析揭示了两种杀菌剂的不同作用机制。过氧化物酶(POD)活性随杀菌剂浓度升高而增加,而过氧化氢酶(CAT)活性则呈现下降趋势。丙二醛(MDA)含量在己唑醇100 μg·mL?1处理组达到峰值(12.1 ± 2.60 nmol·g?1FW)。结果表明,己唑醇主要调控CAT活性,而嘧菌酯更侧重于调节POD活性,说明两者诱导植物抗性的机制存在差异。
作用机制探讨
己唑醇通过破坏真菌麦角固醇生物合成,影响细胞膜形成,而嘧菌酯通过竞争性结合病原菌线粒体细胞色素bc1复合物的Qo位点,阻断能量代谢。除直接抑菌作用外,两种杀菌剂还能通过诱导植物抗氧化酶系统,增强清除活性氧(ROS)的能力,减轻病原菌引起的氧化损伤。
研究局限与展望
本研究在接种后第4天评估防效,为早期效果提供了重要参考,但长期防效需多点监测。两种杀菌剂表现出的差异化生理效应为其复配使用提供了理论依据,未来可通过Colby法等模型深入研究其相互作用。同时,需要更敏感的植物毒性评估和田间验证,以制定可持续的辣椒白绢病管理策略。
结论与意义
本研究证实己唑醇和嘧菌酯对辣椒白绢病具有显著防控效果,且能通过促进根系发育和调节抗氧化酶系统增强植株抗性。两种杀菌剂的不同作用机制为其复配制剂开发提供了科学依据,对实现辣椒白绢病的可持续治理具有重要意义。