亚硒酸钠在防治香蕉枯萎病菌中的应用

1.本发明属于植物保护应用技术领域，具体涉及亚硒酸钠在防治香蕉枯萎病菌中的应用。


背景技术：

2.香蕉是热带和亚热带地区种植的重要粮食作物和经济作物，我国香蕉产量巨大，产区主要分布在广东、海南、广西、云南、福建和中国台湾地区。香蕉枯萎病是一种侵染香蕉植株维管束的真菌引起的土传病；是目前国际上的植物检疫对象。尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种热带型(fusarium oxysporum f.sp.cubense tropical race 4:tr4)是引起香蕉枯萎病的一种变异毒力菌株，危害现今大面积种植的香蕉品种，造成严重损失，且扩散快，尚无综合防控措施(ploetz rc,2015；zheng et al.,2018；李华平等,2019)。感染后，香蕉减产达20％以上，严重的田块甚至绝收。tr4极难防控，该病害扩散到某一地区后，无论施用杀菌剂、土壤熏蒸剂，还是改进栽培措施如轮作和土壤改良等均不能有效控制该病害的流行。tr4流行的蕉园已不能再种植感病的优良品种，造成大量香蕉种植园被毁灭丢荒。尽管在室内pda平板上筛查到一些对tr4有效的药剂，但目前为止生产上尚未研发出防控该病的药剂和方法。枯萎病极大地限制了全球香蕉产业的可持续发展，到目前为止该病害已从亚太部分国家和地区扩散到中东的约旦和阿曼、南美的哥伦比亚等20多个种植香蕉的国家。
3.对于香蕉枯萎病的防治，有国内学者对市售的多种药剂进行了筛选，但是目前没有一种很理想的药剂。目前只有苯并噻二唑在对香蕉枯萎病菌的防治方面有一定效果。但仍不满足实际应用的需要，需要开发对环境更为友好、对香蕉枯萎病菌防治效果更好的制剂。专利号为cn201610278195.5的嵌段大分子季铵盐在抑制香蕉枯萎病菌生长中的用途的专利公开了嵌段大分子季铵盐能够良好的粘附在疏水性物质的表面，使其不仅在溶液中能对香蕉枯萎病菌的生长进行抑制，而且能在疏水性的植物表面对香蕉枯萎病菌的侵染进行有效的防治。还未见产品上市。
4.硒是一种非金属元素，化学符号是se，在化学元素周期表中位于第四周期vi a族(第34号元素)。可以用作光敏材料、电解锰行业催化剂、动物体必需的营养元素和植物有益的营养元素等。此外，硒对植物具有一定的毒性作用，主要表现在抑制根和茎的生长。毒害作用取决于植物的种类，生长发育阶段，硒的种类和剂量(lehotai et al.,2016)。研究显示亚硒酸钠抑制黑麦草和草莓中根的生长，减少莴苣和黄瓜的根生物量，降低咖啡根、叶的鲜重和叶面积；降低大麦植株高度等。研究还表明：亚硒酸钠在降低植物农药残留和重金属积累方面具有一定的应用潜力；人体适量补充硒可以降低肌肉无力，关节肿痛，癌症，红细胞脆弱，心肌病、克山病等的发生风险(hasanuzzaman et al.,2020)。硒对多几种病原菌具有抑制作用，如番茄灰霉病菌(吴洁,2016)。然而目前为止，还未见有亚硒酸钠对香蕉枯萎病菌的抑制和侵染有防治作用的报道，特别是香蕉枯萎病菌tr4。
5.主要参考文献：
6.李华平,李云峰,聂燕芳.香蕉枯萎病的发生及防控研究现状.华南农业大学学报,2019,40(5):128-136.
7.吴洁.硒调控果蔬衰老与抗病性的作用机制研究.安徽农业大学硕士学位论文.2016.
8.hasnuzzaman m.,borhannuddin bhuyan m.,raza a.,et al.selenium toxicity in plants and environment:biogeochemistry and remediation possibilities.plants,2020,9:1711.
9.lehotai n.,lyubenova l.,schroder p.,feigl g.,et al.nitro-oxidative stress contributes to selenite toxicity inpea(pisum sativum l).plant soil,2016,400:107-122.
10.ploetz rc.management of fusarium wilt of banana:a review with special reference to tropical race 4.crop protection,2015,73:7-15.
11.zheng s.,garc
í
a-bastidas f.,li x.,et al.new geographical insights ofthe latest expansion of fusarium oxysporum f.sp.cubense tropical race 4into the greater mekong subregion.frontiers in plant science,2018,9:457.


技术实现要素：

12.本发明的目的在于克服现有技术中针对香蕉枯萎病防治的效果不理想的缺点与不足，提供一种亚硒酸钠在防治香蕉枯萎病菌中更有效的方法。
13.本发明第一方面保护亚硒酸钠在防治香蕉枯萎病菌中的应用。
14.优选地，所述的香蕉枯萎病病原菌为尖孢镰刀菌古巴专化型(fusarium oxysporum f.sp.cubense)4号生理小种热带型。
15.本发明还保护所述的亚硒酸钠在抑制香蕉枯萎病菌生长中的应用。
16.本发明保护所述的亚硒酸钠在预防香蕉枯萎病菌侵染中的作用。
17.本发明另外一个目的是保护亚硒酸钠防治香蕉枯萎病的方法，是将所述亚硒酸钠配制成溶液施用于健康或感病土壤和/或香蕉植株根系。
18.优选地，所述的亚硒酸钠溶液的浓度为5mg/l-160mg/l。
19.为了预防香蕉枯萎病，在种植香蕉前，用所述的亚硒酸钠溶液浇灌健康土壤。
20.当香蕉植株感染香蕉枯萎病后，为了防止菌侵染，使用所述的亚硒酸钠溶液灌根处理，每株灌液量为3l-5l；每隔20-30天灌根1次，共灌2-3次。
21.相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
22.1.亚硒酸钠对香蕉枯萎病菌(tr4)有显著的防治作用。在pda上亚硒酸钠抑制tr4菌落生长；亚硒酸钠处理温室种植和大田种植香蕉苗，在tr4侵染条件下，病情指数显著降低，对香蕉枯萎病具有良好的防治效果。可以种植前处理土壤，有效地预防香蕉枯萎病，对感染香蕉枯萎病的植株，使用亚硒酸钠处理，可以有效地防止香蕉枯萎病的侵染、扩散；且植物吸收后可转化为对人体有益的有机硒，做富硒香蕉富硒农产品，一举多得。
23.2.亚硒酸钠溶液防治香蕉枯萎病菌相比于天然抗菌剂，还具有化学稳定性好、残余毒性低、抗菌效果持久等优点，可方便地配制成不同浓度的水溶液，方便使用。
24.3.亚硒酸钠用于制备防治香蕉枯萎病菌的药剂，不影响香蕉植株生长，对人类健
康有益的特点。
25.说明书附图及附图说明
26.图1为不同浓度亚硒酸钠对tr4在pda平板上菌落生长的影响比较图；
27.图2为不同浓度诱导剂对tr4在pda平板上生长的抑制作用比较图；
28.图3为不同浓度亚硒酸钠对香蕉植株生长的影响比较图；
29.图4为不同浓度亚硒酸钠处理后人工接种tr4的球茎剖根调查比较图；
30.图5为不同浓度亚硒酸钠处理后人工接种tr4的地上部症状比较图；
31.图6为人工接种tr4后不同浓度亚硒酸钠防治后的球茎剖跟调查比较图；
32.图7为人工接种tr4后不同浓度亚硒酸钠防治后的地上部症状比较图；
33.图8为亚硒酸钠处理大田已感染tr4香蕉植株的效果对比图。
具体实施方式
34.实施例一、不同浓度亚硒酸钠对tr4在pda平板上生长的抑制作用
35.用打孔器在菌落边缘打直径6mm的菌饼tr4，接种到不同浓度亚硒酸钠的pda培养基上，浓度设置：对照；1mg/l；5mg/l；10mg/l；20mg/l；40mg/l；80mg/l；160mg/l，培养6d(28℃恒温暗培养)，每个浓度处理实验重复6次，以无亚硒酸钠的培养基为对照，测量对照组和不同浓度处理组菌落直径，计算抑制率。抑制率＝(对照组菌圈直径-处理组菌圈直径)/对照组菌圈直径
×
100％。结果见表1、图1。
36.结果显示：tr4在不同浓度亚硒酸钠pda培养基上的实验数据表明：tr4在不同浓度硒的pda培养基上菌落直径变化为处理第1-3天内，≥20mg/l浓度的亚硒酸钠对香蕉枯萎病菌菌株tr4的生长抑制达到显著水平；处理4天以上，≥5mg/l浓度的亚硒酸钠对tr4菌株具有显著性的抑制作用；当浓度≥20mg/l时，抑制作用达到极显著水平。不同处理浓度1mg/l；5mg/l；10mg/l；20mg/l；40mg/l；80mg/l；160mg/l在培养第6天培养基上的抑制率分别达到-3.8％；-0.6％；8.2％；16.7％；93.0％；97.1％；97.6％。结果提示亚硒酸钠对pda上tr4的生长有极强的抑制作用。
37.表1.不同浓度亚硒酸纳处理下tr4群落直径的变化
[0038][0039][0040]
注：*表示处理与对照之间的显著性检验结果。*表示p《0.05；**表示p《0.01；***表示p《0.001。
[0041]
同时，用以上相同的方法比较了不同浓度不同诱导剂2,4-d，nacl，kh2po4和hcl对tr4在pda平板上生长的影响。其菌落生长直径结果如图2所示。
[0042]
结果表明：hcl和亚硒酸钠对tr4生长具有抑制作用。但是hcl到达一定ph值对香蕉植株的生长不利。所以本发明深入研究了不同浓度亚硒酸钠在pda上对tr4菌落生长的影响，温室和大田鉴定了亚硒酸钠在防控香蕉枯萎病菌中的作用。
[0043]
实施例二不同浓度亚硒酸钠对香蕉植株生长的影响
[0044]
为了了解不同浓度的亚硒酸钠对香蕉植株的生长是否会产生影响，本发明还比较了不同浓度的亚硒酸钠对香蕉植株生长的对比实验。
[0045]
使用不同浓度的亚硒酸钠处理香蕉幼苗，结果表明：不同浓度的亚硒酸钠处理对香蕉植株的株高、茎粗和叶片数均不存在显著性差异(表2、表3和表4)。说明不同浓度的亚硒酸钠对巴西蕉植株没有影响(图3)，而且在亚硒酸钠有效浓度能够抑制或显著抑制tr4生长的同时，对香蕉植株的生长不影响。
[0046]
表2.不同浓度亚硒酸钠处理条件下香蕉植株株高的变化
[0047][0048]
表3.不同浓度亚硒酸钠处理条件下香蕉植株假茎直径的变化
[0049][0050]
表4.不同浓度亚硒酸钠处理条件下香蕉植株叶片数的变化
[0051][0052]
实施例三、不同浓度亚硒酸钠对香蕉枯萎病菌tr4防治的作用
[0053]
3.1不同浓度亚硒酸钠对温室种植香蕉防治tr4的作用
[0054]
3.1.1先使用亚硒酸纳处理，再人工接种枯萎病菌tr4
[0055]
具体做法：在温室中巴西蕉幼苗在基质椰糠中培养约6周，生长至20cm后用于亚硒酸钠处理和人工接种tr4。按照以下方式处理土壤，(1)对照；(2)20mg/kg亚硒酸钠；(3)40mg/kg亚硒酸钠；(4)80mg/kg亚硒酸钠；(5)160mg/kg亚硒酸钠；注：每个处理16个生物学重复。香蕉幼苗用亚硒酸钠处理10天后接种终浓度为2
×
106个孢子/g土壤的tr4；接种前进行伤根处理。温室培养至42天进行病害等级调查，计算病情指数。病害等级按照0-4级分等级调查(表5)。数据分析：病情指数＝σ(各级病株数
×
相应级数值)/(调查总株数
×
最高级数值)
×
100，t检验进行差异显著性分析。
[0056]
施用不同浓度的亚硒酸钠溶液后，地上部和地下部香蕉枯萎病症状图见图4。结果表明：对照，施用20mg/kg；40mg/kg；80mg/kg；160mg/kg亚硒酸钠不同处理的香蕉苗病情指数分别为73.44；42.19；32.18；43.75；23.44。与对照相比，施用不同浓度亚硒酸钠的防效分别达到42.6％，56.2％，40.4％，68.1％。结果说明在超过浓度20mg/kg亚硒酸钠处理对香蕉枯萎病有明显的防控(预防tr4发生和进一步浸染)作用。
[0057]
表5.香蕉枯萎病病害分级标准
[0058][0059]
3.1.2先人工接种tr4，再使用不同浓度亚硒酸纳处理
[0060]
具体做法：在温室中巴西蕉幼苗在基质椰糠中培养约6周，生长至20cm后用于人工接种tr4和亚硒酸钠处理。香蕉幼苗人工接种tr4后10天，植株叶片出现变黄症状。按照以下方式处理土壤，(1)对照；(2)20mg/kg亚硒酸钠；(3)40mg/kg亚硒酸钠；(4)80mg/kg亚硒酸
钠；(5)160mg/kg亚硒酸钠。注：每个处理16个生物学重复。温室培养至42天进行病害等级调查，计算病情指数。病害等级按照0-4级分等级调查(表5)。数据分析：病情指数＝σ(各级病株数
×
相应级数值)/(调查总株数
×
最高级数值)
×
100，t检验进行差异显著性分析。
[0061]
施用不同浓度的亚硒酸钠溶液后，地上部和地下部香蕉枯萎病症状图见图5。数据表明：对照，施用20mg/kg；40mg/kg；80mg/kg；160mg/kg亚硒酸钠不同处理的病情指数分别为73.44；40.63；37.50；56.25；31.25。与对照相比，施用不同浓度亚硒酸钠的防效分别达到44.7％，48.9％，23.4％，57.4％。结果说明在超过浓度20mg/kg亚硒酸钠处理对香蕉枯萎病有明显的防治作用。
[0062]
对比发现：先使用亚硒酸钠处理再接种tr4和先人工接种tr4再进行亚硒酸钠处理的两种方式的防效对比，结果发现，两种处理方式均对tr4有明显的抑制作用，提高了香蕉幼苗抗枯萎病的能力。两种处理方法比较，先使用亚硒酸钠处理的防治效果更好。提示：在种植香蕉前，先使用亚硒酸钠进行土壤处理，可有效地预防tr4的病害流行。在种植后感染了tr4的植株，使用亚硒酸钠灌根处理，可有效地防止tr4的侵染过程。
[0063]
3.2亚硒酸钠对大田已感染tr4香蕉的防治作用
[0064]
具体做法：西双版纳tr4重病地种植香蕉感病品种巴西蕉6个月后，巴西蕉地上部已有明显的发病症状，叶片变黄(图8)，施用40mg/l亚硒酸钠溶液至香蕉植株根部土壤，每株施用量为3l-5l；间隔1个月再以相同方式、施用相同浓度和相同施用体积的亚硒酸钠溶液1次。3个月后调查植株地上部症状(图8)。观察大田植株枯萎病表面症状为枯萎、变黄、老叶萎蔫、假茎基部裂开、或植株死亡。
[0065]
调查结果发现：对照植株表现为叶片褪绿变黄，老叶萎蔫，假茎基部开裂(ii-1，ii-2)；植株死亡后重新发新芽(ii-3)。连续施用亚硒酸钠溶液后，植株叶片变绿，植株假茎正常(i-1，i-2，i-3)，植株无死亡。提示：亚硒酸钠对大田已感染tr4的香蕉植株具有良好的防治作用。