本技术涉及一种利用乙烯利和几丁质增强小麦对赤霉病的抗性的方法。该方法通过在小麦扬花期前对小麦穗部喷洒乙烯利和几丁质的混合溶液,以达到提高小麦赤霉病抗性的目的。
背景技术
小麦赤霉病是一种真菌性病害,常发生于温暖潮湿的气候条件下,是危害全球小麦生产的重要病害之一。小麦扬花期时如遇温度适宜的雨水天气,穗部容易感染赤霉病,感染初期穗部会产生水渍状病斑,后期麦穗干枯发白,造成小麦产量下降。小麦赤霉病主要致病菌为玉蜀黍赤霉( Gibberella zeae
),其无性阶段为禾谷镰刀菌( Fusarium
graminearum
)复合种,为半活体营养型真菌(马鸿翔等,2019)。病菌孢子萌发后产生菌丝侵染小麦,初期以活体形式从小麦活体细胞内摄取营养,之后分泌毒素使寄主细胞死亡并以死体方式从小麦死亡细胞内获取养分。禾谷镰孢菌能够分泌包括脱氧雪腐镰孢菌烯醇(deoxynivalenol, DON)等在内的真菌毒素,残留在籽粒中的这些毒素耐高温、难以降解,人畜食用被毒素污染的小麦籽粒后会出现呕吐、腹泻、拒食等症状(Chen et al. 2019)。小麦赤霉病起初只是一种地域性病害,常发生于我国的长江中下游麦区。近些年来受气候变暖、降雨量增多及农作物轮作等因素的影响,赤霉病频繁爆发并逐渐扩展至黄淮麦区等其它麦区,成为危害我国小麦生产的主要流行性病害之一(Bai et al. 2018; Ma et al.2019)。
小麦赤霉病的防控采用综合防控措施,包括喷洒药剂、栽培管理、种植抗病品种等方式。其中,药剂防控是综合防控中重要的一环,在小麦扬花期前喷洒药剂能够极大地减轻赤霉病的危害。实际生产中,如果防控措施中缺少药剂防控的步骤,即使种植的是抗病品种,在雨水充足、温度适宜的环境下赤霉病依然会发生并造成危害。然而,药剂的过度使用除了造成环境污染外,还对病原菌造成了选择压力,促使病原菌快速变化,产生耐药性,进而导致药剂失效。因此,开发环境友好、价格低廉、容易规模化推广的新型药剂或防控方法,对减轻赤霉病危害、保护环境具有极为重要的意义。
植物的抗病性从分子机制上分为PTI和ETI两类,其中PTI抗性水平相对较弱但具有广谱性,ETI抗性水平强但抗谱窄;PTI与ETI能够相互增强,协同调控植物的抗病性(Ngouet al. 2021, Yuan et al. 2021)。小麦对赤霉病的抗性在遗传学范畴中属于数量抗性,对应分子水平上的PTI抗性。由于在小麦及其近缘种中未发现小麦赤霉病的免疫基因,即小麦赤霉病的抗性机制中不存在ETI抗性,因此激活并增强小麦赤霉病抗性中的PTI路径,是提高抗病性的有效手段。植物PTI的激活依赖于植物对病原菌的保守物质的识别,如病原细菌的鞭毛蛋白、病原真菌的几丁质等,外源施用这些病原菌的保守物质能够显著增强植物对某些病害的抗病性(Shibuya and Minami et al. 2001)。但是在小麦中,几丁质介导的抗病反应相对较弱(Wang et al. 2024),因此提高这一信号的强度及持久性是增强小麦抗病性的重要策略。
实现思路