一种通过施加化学诱导剂提高草莓多重抗性的方法与流程

本发明属于蔬果病虫害防治技术领域，具体涉及提高草莓多重抗性的方法。

技术背景

草莓（学名Fragaria ananassa Duch，英文名Strawberry），属于蔷薇科草莓属多年生常绿草本植物。草莓是一种草本浆果类水果，其柔软多汁、色彩艳丽、酸甜适口、芳香浓郁，深受广大消费者的喜爱，被人们誉称“水果皇后”。草莓是我国主要小浆果种类之一，适合在低山丘陵湿润中温气候区种植。随着生产结构的调整和市场需求的增加，草莓种植面积逐年增加，许多地方开始规模化种植，产生了非常高的的经济效益。

在实际生产中，草莓种植长期受到灰霉病、白粉病、红中柱根腐病、蚜虫、红蜘蛛、斜纹夜蛾等病虫害的危害。由于草莓种植基本采用大棚种植方式，其生产环境与生产方式有别于传统大田生产，复种指数高，生长期长，更易受病虫害的危害而导致其化肥与农药的施用量明显高于传统大田。由于草莓在相对封闭的环境条件下生长，其产品容易因空气流动缓慢、得不到雨水淋浴等原因引起农药高残留污染，这大大阻碍了草莓产业的推广和发展。

烯丙异噻唑（3-allyloxy-1,2-Benzisothiazole-1,1-dioxide, PBZ）是一种有效防治水稻稻瘟病（Magnaporthe grisea）的高效抗病性诱导剂（Watanabe, 1977; Watanabe et al, 1979）。在离体实验中，PBZ几乎不存在抗微生物的生物活性。对无致病性的微生物和温血动物低毒、安全，属于一种对环境友好的生物农药 (Yi et al, 2006)。该药剂对植物的正常生长发育无明显影响，不易引起病原菌的抗药性（Kessmann et al, 1994）。PBZ不但可以引起水稻体内多种与免疫防御有关酶类的积累，如过氧化物酶、多酚氧化酶和苯丙氨酸裂解酶等（Iwata et al, 1980; Sekizawa et al, 1981），而且可以诱导包括PBZ1和RPR1在内的防御基因的表达，从而提高水稻对稻瘟病的抗病性（Midoh et al, 1996 & 1997）。相比于水稻， Yoshioka等用拟南芥材料研究了PBZ的抗病机理，研究发现在NahG（水杨酸羟化酶）转基因植株和npr1突变株上，PBZ与BIT均不能诱导PR-1基因的表达，但在etr1和coi1-1突变株中可诱导PR-1基因的表达，推断SA和NPR1，而非乙烯和JA为PBZ诱导抗病性所必需的，因此认为PBZ通过激活了SA上游的SA/NPR1介导的信号途径参与防御反应（Yoshioka et al, 2001）。Nakashita等在烟草中也发现类似的结果，PBZ通过诱导SA的合成激活植株体内的抗病防御反应（Nakashita et al, 2002）。不仅如此，本工作组前期研究发现除了文献已有报道的抗病性外，在水稻、玉米材料上初步推广的实验显示PBZ也可以诱导水稻、玉米的多重抗性。因此，推广化学诱导剂在草莓上的应用是合适并可行的。探索利用化学诱导剂增强主要蔬果主动应对外界胁迫的能力，而非通过杀虫剂等高毒、高残留的化学农药的新方法符合社会和经济发展的潮流，具有十分重要的意义。

参考文献：

[1] Watanabe T (1977). Studies on rice blast controlling agent of benzisothiazole analogs .2. Effects of probenazole (oryzemate) on each stage of rice blast fungus (pyricularia-oryzae-cavara) in its life-cycle. Journal of Pesticide Science, 2(4):395-404.

[2] Watanabe T, Sekizawa Y, Shimura M et al (1979). Effects of probenazole (Oryzemate) on rice plants with reference to controlling rice blast. Journal of Pesticide Science, 4:53-59.

[3] Yi XH, Lu YT (2006). Residues and dynamics of probenazole in rice field ecosystem. Chemosphere, 65(4):639-643.

[4] Kessmann H, Staub T, Hofmann C et al (1994). Induction of systemic acquired disease resistance in plants by chemicals. Annu ReV Phytopathol, 32:439-459.

[5] Iwata M, Suzuki Y, Watanabe T et al (1980). Effect of probenazole on the activities of enzymes related to the resistant reaction i n rice plant. Ann.Phytopathol.Soc.Japan, 46:297-306.

[6] Sekizawa Y, Watanabe T (1981). On the mode of action of probenazole against rice blast. Journal of Pesticide Science, 6(2):247-255.

[7] Midoh N, Iwata M (1996). Cloning and characterization of a probenazole-inducible gene for an intracellular pathogenesis-related protein in rice. Plant and Cell Physiology, 37(1):9-18.

[8] Midoh N, Iwata M (1997). Expression of defense-related genes by probenazole or 1,2-benzisothiazole-3(2h)-one 1,1-dioxide. Journal of Pesticide Science, 22(1):45-47.

[9] Yoshioka K, Nakashita H, Klessig DF et al (2001). Probenazole induces systemic acquired resistance in Arabidopsis with a novel type of action. Plant Journal, 25(2):149-157.

[10] Nakashita H, Yoshioka K, Yasuda M et al (2002). Probenazole induces systemic acquired resistance in tobacco through salicylic acid accumulation. Physiol Mol Plant Pathol, 61:197-203.。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种操作简单、效果良好的施加化学诱导剂诱导提高草莓多重抗性的方法。

本发明提供的施加化学诱导剂提高草莓多重抗性的方法，使用的化学诱导剂为烯丙异噻唑（PBZ），施加时将烯丙异噻唑（PBZ）混合在浇灌液中，然后将混合浇灌液施加于定植后15-20天的草莓根部（即根灌）。

本发明中，混合浇灌液中控制PBZ的浓度为0.3-0.5 mM，优选浓度为0.5 mM。

本发明中，需要连续多次施加，次数控制在3-4次，优选次数为3次。

本发明中，在多次连续施加时，相邻两次之间的时间间隔为 10-15天，优选间隔时间为14天。

实验表明，本发明可以大幅提高易感病害的草莓品种的抗性。

本发明的应用范围适合各种草莓种植环境，例如温室种植、大田种植等。

本发明利用外施烯丙异噻唑的方法，可显著增强草莓对多重胁迫的抗性，减少草莓病害的发生；本发明操作简便，成本较低。

附图说明

图1为草莓章姬在PBZ处理和水处理下的抗性表现。

图2为草莓红颜在PBZ处理和水处理下的抗性表现。

图3为草莓密香姬在PBZ处理和水处理下的抗性表现。

具体实施方式

实施例1、利用化学诱导剂PBZ提高草莓多重抗性。

1.1 草莓定植

基质培养:

基质组分：蛭石：有机质：珍珠岩=1 : 1 : 1

营养液组分：

基质浸透营养液后，将购置的已发生花芽分化的草莓一代组培苗移栽至大盆（直径30cm、深25cm）中，基质浸透营养液。定植15-20天即可供处理。

1.2 PBZ诱导处理

不同草莓品种对外界胁迫的耐受性差异很大。本发明选取了市场占有率很高的章姬、红颜和密香姬草莓品种进行抗性检测。章姬又名日本甜宝，是原章弘先生于1985年以久能早生与女峰两品种杂交育成的优良品种。章姬抗病性较强，果实整齐呈长圆锥形，果实健壮，色泽鲜艳光亮，香气怡人；果肉淡红色、细嫩多汁、浓甜美味、回味无穷，在日本被誉为草莓中的极品。红颜又名红颊，是日本静冈县用章姬与幸香杂交育成的早熟栽培品种良种。红颜植株生长势旺，株型直立；果实圆锥形，果实表面和内部均呈鲜红色，有光泽，果心红色，果形端正整齐，着色一致，畸形果少；酸甜适口，香味浓，品质极佳；果实硬度适中，耐贮运性较好。该品种各花序发生的间隔时间短，连续结果性强，丰产性好，品种耐热耐湿和耐旱能力较弱，育苗困难，耐低温能力强，在冬季低温条件下连续结果性好；田间表现抗白粉病能力较强，对灰霉病、炭疽病抗性较弱。为了应对草莓种植品种相对单一引发的草莓病虫害逐年加重，抗病和抗逆能力减弱，果品产量和品质下降以及种性退化等现象，近年来我国又引进了以密香姬为代表的草莓新优良品种。我们将0.5 mM PBZ添加在浇灌营养液中，对定植15-20天的章姬、红颜和密香姬草莓品种进行连续处理，3次后（每次处理间隔时间为14天）观测抗性表现，发现章姬草莓品种在PBZ处理后表现出最为显著的抗性增强现象，密香姬次之；而红颜或因自身抗性较强，PBZ处理后并未观测到抗性明显增强的现象，见图1、图2、图3所示。