一种甜菜碱处理提高木薯抗病性的方法与流程

本发明属于木薯抗病技术领域，具体而言，涉及一种通过短时间甜菜碱处理提高木薯抗病性的方法。

背景技术

木薯(manihotesculentacrantz)，属大戟科木薯属植物，是世界三大薯类作物(马铃薯、甘薯、木薯)之一，有地下粮仓、淀粉之王和特用作物的美誉，是热带亚热带高淀粉作物，也是世界七亿以上人口主要的粮食来源，在粮食、饲料加工、工业原材料等方面均有较广泛的用途。木薯具有耐旱耐贫瘠、粗生易长、对土地要求不高、生产成本相对较低、光合效率高等诸多优点，在世界范围内得到了广泛的种植。近年来，我国的木薯种植面积已达50余万公顷，仅次于水稻、甘薯、甘蔗和玉米。在广东、广西、海南、江西、云南以及福建、四川、重庆、贵州、湖南、浙江、台湾等省、自治区、直辖市均有种植，主要集中在广西、广东、云南、海南、江西等省区。据统计，仅广西壮族自治区种植面积和产量均占全国的60％以上。

由于木薯适宜种植区域的光、热和水分等条件优越，生物多样性丰富，因此十分有利于各类病虫草害的发生与为害。据报道，国外木薯病害包括细菌性枯萎病、花叶病毒病、褐斑病、炭疽病、离蠕孢叶斑病、棒孢霉叶斑病、白点病、疫霉根腐病、白粉病、褐条病、蛙皮病等病害。其中主要病害有花叶病毒病、褐条病、白粉病、蛙皮病。目前为害国内木薯的病害以木薯细菌性枯萎病、根腐病和褐斑病为主。

木薯细菌性枯萎病是由地毯草黄单胞菌木薯萎蔫致病变种(xanthomonasaxonopodispv.manihotis)引起的细菌性病害，是国际上重要的检疫性病害之一。随着我国木薯产业的不断发展，与其他国家进行种质和产品的交流日益频繁，细菌性枯萎病等世界性病害在我国主要木薯种植区均有发生，且为害形势十分严峻。生产上主要通过苗期检疫、生物防治、药物防治等方法对该病害进行防治，尚缺乏有效的防治方法。因此，对木薯进行外源处理，短期内提高其抗病性，以减少病害对木薯产业的影响，稳步提高木薯产业，已成为木薯产业持续健康发展的亟待解决的现实问题。

甜菜碱是一种季铵型水溶性生物碱，极易溶于水，易溶于甲醇，溶于乙醇，难溶于乙醚，经浓氢氧化钾溶液的分解反应，能生成三甲胺，具有吸湿性，极易潮解，并释放出三甲胺。甜菜碱作为渗透调节剂、酶的保护剂，其积累使许多代谢关键酶在渗透胁迫下能继续保持活性，在一定程度上保持了胁迫下细胞膜的完整性。在非生物胁迫的研究表明，甜菜碱在植物对干旱、盐等非生物胁迫中有一定作用，但在植物对生物胁迫的研究中却鲜见报道。

如何进一步提高木薯抗病性，使木薯在相关环境胁迫情况下能够较好地定植是目前研究的一个热点。目前，还没有快速提高木薯抗病性的方法，因此利用外源物质进行处理，以提高木薯抗病性，从而维持木薯产业持续健康发展具有重大意义。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本发明的目的是在于提供一种提高植物抗病的方法，尤其是通过甜菜碱诱导处理提高木薯抗病性的方法。该方法易行，操作简便，见效快捷，在短期内可以提高木薯抗病性，为维持木薯产业持续健康发展具有重大意义。

为了实现上述的发明目的，本发明人创造性地利用外源物质甜菜碱对木薯幼苗进行诱导处理，从而获得了一种短时间提高木薯抗病性的方法。具体地，本发明采用了以下技术方案：

一种甜菜碱诱导处理提高木薯抗病性的方法，其中该方法包括如下步骤：对处于生长阶段任一时期的木薯幼苗连续向叶面喷施浓度为25μm-400μm的甜菜碱溶液，时间为5-14天。

进一步优选地，如上所述甜菜碱诱导处理提高木薯抗病性的方法，其中开始喷施甜菜碱溶液时的木薯幼苗高15-30cm。

进一步优选地，如上所述甜菜碱诱导处理提高木薯抗病性的方法，其中所述的甜菜碱溶液的浓度为50μm-200μm。

进一步优选地，如上所述甜菜碱诱导处理提高木薯抗病性的方法，其中连续喷施甜菜碱溶液的时间为7-9天，2次/天。

再进一步优选地，如上所述甜菜碱诱导处理提高木薯抗病性的方法，该方法还包括育苗前对育苗地进行施肥、深翻、平整、种植步骤，以及育苗后第1-40d的浇水步骤；其中：

施肥步骤为一次性施足底肥，包括腐熟农家肥2000-3000kg/亩、复合肥40-60kg/亩和碳酸氢铵50-60kg/亩；

种植步骤采用茎杆扦插方法，在早春至晚春进行，其扦插密度为5根/㎡，将种茎长度的2/3与地面呈15-45度角埋入植沟里，种茎的1/3露出表土，扦插后镇压，使茎杆与土壤接触，浇透水，保持土壤湿润；

育苗后第1-20天浇水500-1000l/亩/天，保持地面不干；第21-40d浇水300-600l/亩/天，第40天后依靠自然情况雨水灌溉。

进一步优选地，如上所述甜菜碱诱导处理提高木薯抗病性的方法，其中施肥后深翻15-20厘米，然后平整育苗地。

本发明的试验显示，通过短时间(7天)连续喷施不同低浓度甜菜碱溶液50μm-200μm(摩尔质量浓度，即每升水含有5.857-23.43mg甜菜碱)处理，发现处理过的木薯材料比没有处理过的木薯材料更抗病。如附图所示，在不处理时，在木薯上存活的细菌繁殖较快，且细菌数更多，在侵染6天时，细菌数的log值达6.9左右，而用低浓度甜菜碱溶液50μm-200μm(摩尔质量浓度，即每升水含有5.857-23.43mg甜菜碱)处理后可使木薯的细菌数达5.3左右；也就是说，低浓度甜菜碱溶液50μm-200μm(摩尔质量浓度，即每升水含有5.857-23.43mg甜菜碱)处理过的木薯材料的细菌数是没有处理过的木薯材料的细菌数的3/4左右。基于上述研究成果，本发明还提供了甜菜碱在木薯抗性生理诱导技术方面的用途，即：甜菜碱在提高木薯抗病害中的应用。进一步优选地，其中所述的病害为细菌性枯萎病。

与现有技术相比，本发明涉及的甜菜碱诱导处理提高木薯抗病性方法具有以下优点和进步性：本发明方法易行，操作简便，见效快捷，在短时间内可以提高木薯对细菌性枯萎病的抗病性，对维持木薯产业持续健康发展具有重大意义。

附图说明

图1为连续喷施不同浓度甜菜碱溶液诱导处理7天木薯对木薯细菌性枯萎病菌的抗性影响示意图。

正常生长20天的木薯材料平均分成四份，第一份正常喷施清水7天，第二份喷施50μm甜菜碱(摩尔质量浓度，即每升水含有5.857mg甜菜碱)溶液7天，第三份喷施100μm甜菜碱(摩尔质量浓度，即每升水含有11.715mg甜菜碱)溶液7天，第四份喷施200μm甜菜碱(摩尔质量浓度，即每升水含有23.43mg甜菜碱)溶液7天。对四份材料注射接种xam，取样统计细菌数。

具体实施方式

以下是本发明涉及的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于该实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

实施例1：甜菜碱诱导处理提高木薯抗病性的试验例

a、植物种植：

先将育苗地施肥、深翻15-20厘米、平整好。一次施足底肥，每667m²施2000-3000公斤腐熟的农家肥(包括猪粪、牛粪、羊粪)，加入每亩40-60公斤复合肥(含高浓度硫酸钾和硝态氮，总养分不低于45％)，每亩施入碳酸氢铵50-60公斤。整平床面，做好苗床。

木薯采用茎杆扦插方法进行种植。种植在晚春(4月底)进行，其种植密度为5根/㎡。将种茎长度的2/3与地面呈15/20/25/30/35/40/45度角埋入植沟里，种茎的1/3露出表土，扦插后镇压，使茎杆与土壤接触。浇透水，保持土壤湿润。将种茎与地面呈15/20/25/30/35/40/45度扦插后，一周左右均可萌发出芽。

b、苗期管理：

育苗初期，浇水，每667m²浇水500-1000l，保持地面不干；育苗前20天，每667m²浇水500-1000l；20-40天，每667m²浇水300-600l。

c、甜菜碱诱导处理：

选取20d大小的木薯幼苗(高约10-15cm)，在7天连续向叶面喷施不同低浓度甜菜碱溶液50μm-200μm(摩尔质量浓度，即每升水含有5.857-23.43mg甜菜碱)，每天两次；其他时间内，按照正常情况浇水或根据自然情况雨水灌溉；20-40天，每667m²浇水300-600l；40天后，根据自然情况雨水灌溉。

d、接种xam及细菌数的统计：

将本实验室保存的木薯细菌性枯萎病菌(地毯草黄单胞菌木薯萎蔫致病变种，分离自海南大学热带农林学院教学基地木薯病叶)在lb(每升含10gnacl、10g胰蛋白胨、5g酵母提取物)平板上活化后，挑取单菌落到10ml的lb培养液中培养(28℃，180rpm)12h后，将菌液转移至新的lb培养液继续培养，直到菌液浓度达od600≈0.6。4000rpm，室温离心10min后，弃上清。用10mm的mgcl2溶液(摩尔质量浓度，即每升水含有95.21mgmgcl2)悬浮并稀释菌液至od600≈0.2，用注射器将菌液注射到主叶脉两侧的叶肉上。在不同时间点，以注射点为圆心，用打孔器(直径为1cm)取大小一致的叶盘，75％酒精消毒3min后，无菌水洗涤4次，研磨成匀浆，用无菌水梯度稀释，将匀浆液滴在lb平板上，28℃培养过夜，统计细菌数。

通过以上的短时间(7天)连续喷施低浓度甜菜碱溶液50μm-200μm(摩尔质量浓度，即每升水含有5.857-23.43mg甜菜碱)处理，发现处理过的木薯材料比没有处理过的木薯材料更抗病。如图1所示，在不处理时，在木薯上存活的细菌繁殖较快，且细菌数更多，在侵染6天时，细菌数的log值达6.9左右，而用低浓度甜菜碱溶液50μm-200μm(摩尔质量浓度，即每升水含有5.857-23.43mg甜菜碱)处理后的细菌数达5.3左右；也就是说低浓度甜菜碱溶液50μm-200μm(摩尔质量浓度，即每升水含有5.857-23.43mg甜菜碱)处理过的木薯材料的细菌数是没有处理过的木薯材料的细菌数的3/4左右。试验结果表明，甜菜碱喷施处理能提高木薯对细菌性枯萎病的抗性。