摘要：為了明確當(dāng)歸受到腐爛莖線蟲(Ditylenchus destructor)侵染后其根部細(xì)胞結(jié)構(gòu)和葉部生理特性的變化，本試驗(yàn)以‘岷歸1號(hào)’和腐爛莖線蟲為材料，采用田間自然發(fā)病條件測(cè)定了腐爛莖線蟲侵染后當(dāng)歸根部細(xì)胞結(jié)構(gòu)，以及葉部生理特性的變化規(guī)律。徒手切片光學(xué)顯微鏡觀察結(jié)果表明，腐爛莖線蟲侵染后，根部發(fā)病部位細(xì)胞受到嚴(yán)重破壞和斷裂。當(dāng)歸病葉片葉綠素含量降低，達(dá)到1.18 mg/g，電解質(zhì)滲漏電導(dǎo)率升高，為76.19 ws/cm。當(dāng)歸病葉的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率均降低，胞間CO2濃度升高;當(dāng)歸病葉光飽和點(diǎn)、最大凈光合速率、暗呼吸速率和CO2飽和點(diǎn)均降低，而光補(bǔ)償點(diǎn)和CO2補(bǔ)償點(diǎn)均升高。同時(shí)當(dāng)歸病葉營(yíng)養(yǎng)元素氮、磷、鉀、鋅、錳、鐵的含量降低，分別為2.41、5.71、36.07、33.53、112.37、1318.03 g/kg，而銅、鈣、鎂的含量增加，分別達(dá)到8.07、538.13、33.13 g/kg。本研究為闡明當(dāng)歸麻口病的發(fā)病機(jī)制提供了理論依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞：當(dāng)歸;腐爛莖線蟲;細(xì)胞結(jié)構(gòu);光和CO2響應(yīng);生理特性;營(yíng)養(yǎng)元素含量

　　引言

　　當(dāng)歸(Angelica sinensis)為傘形科多年生草本植物，又名岷歸、秦歸、西當(dāng)歸、川歸等，秋末采挖，以干燥的根入藥，味甘、辛，微苦，性溫，歸于心、肝、脾經(jīng)，具有補(bǔ)血活血、溫中止痛、潤(rùn)腸通便的功效[1]。當(dāng)歸在臨床上廣泛應(yīng)用，主要用于治療月經(jīng)不調(diào)、痛經(jīng)、血虛血瘀諸癥，被歐洲人譽(yù)為“婦科人參”[2]。2001年中國(guó)農(nóng)學(xué)會(huì)特產(chǎn)之鄉(xiāng)組委會(huì)將甘肅岷縣命名為“中國(guó)當(dāng)歸之鄉(xiāng)”，產(chǎn)量約占全國(guó)的90%左右。甘肅省當(dāng)歸的主要產(chǎn)區(qū)分布在岷縣、宕昌縣、漳縣、渭源縣、甘南州等地，近年來年均種植面積5.3萬hm2以上。

　　陳書珍等[3]報(bào)道，由線蟲引起的為當(dāng)歸麻口病(Ditylenchus destructor)，真菌引起的有當(dāng)歸根腐病(Fusarium sp.)、褐斑病(Septoria sp.)、白粉病(Erysiphe heraclei)、灰霉病(Botrytis sp.)、炭疽病(Colletotrichum dematium)、菌核病(Sclerotinia sp.)，細(xì)菌引起的有當(dāng)歸水爛病(Pseudomonas fluorescens)、細(xì)菌性油脈病、細(xì)菌性斑點(diǎn)病以及病毒引起的當(dāng)歸病毒病(番茄花葉病毒ToMV)等。然而，由腐爛莖線蟲(D. destructor)引起的當(dāng)歸麻口病是當(dāng)歸生產(chǎn)中的主要病害之一，在甘肅省當(dāng)歸主產(chǎn)區(qū)普遍發(fā)生。王玉娟等[4]報(bào)道，田間發(fā)病率84.9%，重病地高達(dá)100%。漆永紅等[5]對(duì)當(dāng)歸麻口病的病原線蟲種類進(jìn)行了形態(tài)學(xué)鑒定和rDNA-ITS序列分析。劉霞霞等[6]研究了腐爛莖線蟲在不同土壤深度、不同土壤類型、不同茬口作物根際土壤的種群動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。因受經(jīng)濟(jì)利益限制，生產(chǎn)上很難與其他作物進(jìn)行輪作，重茬或連作造成土壤線蟲密度逐年增加，致使此病日益加劇;另外，當(dāng)歸種苗的頻繁調(diào)運(yùn)導(dǎo)致該病的發(fā)病面積呈擴(kuò)大趨勢(shì)。腐爛莖線蟲在當(dāng)歸生長(zhǎng)期間侵入，其在適宜的環(huán)境條件下迅速繁殖和侵染[7]，嚴(yán)重影響當(dāng)歸的正常生長(zhǎng)和發(fā)育。當(dāng)歸受到腐爛莖線蟲侵染，一般田間發(fā)病率在30%以上，嚴(yán)重制約當(dāng)歸的產(chǎn)量增加和品質(zhì)提升[8]。

　　近年來，中國(guó)就該病害的病原和防治策略等作了研究，但關(guān)于當(dāng)歸受腐爛莖線蟲侵染后，其根部細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化及葉片生理特性的變化規(guī)律未見報(bào)道。因此，本試驗(yàn)在田間自然發(fā)病條件下，觀察腐爛莖線蟲侵染后當(dāng)歸根部細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)的變化，測(cè)定當(dāng)歸葉片葉綠素含量、電解質(zhì)滲漏電導(dǎo)率、CO2響應(yīng)和光響應(yīng)以及葉片營(yíng)養(yǎng)元素含量的變化規(guī)律，旨在從病原線蟲和當(dāng)歸互作的角度揭示腐爛莖線蟲的致病機(jī)制，為進(jìn)一步闡明當(dāng)歸麻口病的發(fā)病機(jī)制提供理論依據(jù)。

　　1材料與方法

　　1.1供試材料

　　當(dāng)歸品種：‘岷歸1號(hào)’，當(dāng)?shù)刂髟云贩N，在甘肅省定西市岷縣麻子川鎮(zhèn)種植。

　　麻口病病原線蟲：腐爛莖線蟲(D. destructor)，在甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所經(jīng)濟(jì)作物病害研究室保存。

　　1.2測(cè)定方法

　　1.2.1腐爛莖線蟲侵染當(dāng)歸根部細(xì)胞結(jié)構(gòu)觀測(cè)對(duì)前期發(fā)病癥狀觀察，根據(jù)當(dāng)歸葉片顏色的差異，以深綠色為健康葉片，黃綠交替癥狀為輕度發(fā)病，黃白交替為重度發(fā)病。取健康和發(fā)病植株根進(jìn)行徒手切片，選取較薄的切片置于載玻片上，滴加水合氯醛溶液在酒精燈上進(jìn)行透化，透化完全后，滴加稀甘油，蓋上蓋玻片，置于BX51光學(xué)顯微鏡(日本奧林巴斯株式會(huì)社)觀察。

　　1.2.2光合特性參數(shù)測(cè)定于2019年6月22日開展試驗(yàn)，當(dāng)天天氣晴朗，平均空氣相對(duì)濕度50%～80%。當(dāng)歸植株處于旺盛營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期，長(zhǎng)勢(shì)良好，葉片綠色。數(shù)據(jù)測(cè)量前對(duì)儀器預(yù)熱，在田間自然光下誘導(dǎo)0.5～1 h。田間測(cè)定健株和病株的葉片，采用LI-6400XT便攜式光合測(cè)定儀(美國(guó)LI-COR公司)，分別測(cè)定平展葉的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和葉片蒸騰速率。每個(gè)處理測(cè)定5株，分別取平均值。

　　1.2.3光響應(yīng)參數(shù)測(cè)定采用LI-6400XT便攜式光合測(cè)定儀(美國(guó)LI-COR公司)，根據(jù)LED紅藍(lán)光源設(shè)13個(gè)光合有效輻射，其值分別為1800、1600、1400、1200、1000、800、600、400、200、100、50、25、0μmol/(m2·s)，將CO2注入系統(tǒng)設(shè)定值為450μmol/mol。參照葉子飄[9-10]雙曲線修正模型，分別模擬計(jì)算最大凈光合速率、光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)和暗呼吸速率參數(shù)。每個(gè)處理測(cè)定5株，分別取平均值。

　　1.2.4 CO2響應(yīng)參數(shù)測(cè)定采用LI-6400XT便攜式光合測(cè)定儀(美國(guó)LI-COR公司)，根據(jù)LED紅藍(lán)光源設(shè)12個(gè)CO2濃度，分別為1200、1000、800、600、400、300、250、200、150、100、50、25μmol/mol，通過CO2注入系統(tǒng)，光合有效輻射恒定在1000μmol/(m2·s)。按照葉子飄[9-10]雙曲線修正模型，分別模擬計(jì)算最大凈光合速率、CO2補(bǔ)償點(diǎn)、CO2飽和點(diǎn)和光呼吸速率參數(shù)。每個(gè)處理測(cè)定5株，分別取平均值。

　　1.2.5葉片電解質(zhì)滲漏率采用電導(dǎo)率法[11]測(cè)定當(dāng)歸葉片電解質(zhì)滲漏率，取發(fā)病和未發(fā)病的新鮮當(dāng)歸葉片若干，剪成約1 cm×1 cm的小葉片，混合均勻后，快速稱取發(fā)病和未發(fā)病樣品各2份，每份1 g，一份加入蒸餾水50 mL于常溫下放置，另一份加入蒸餾水50 mL，稱重后置于電爐上煮沸15 min(用保鮮膜封瓶口)，冷卻后再稱重并補(bǔ)充蒸餾水至原重量，將上述處理后樣品于室溫下浸提1 h(浸提時(shí)輕輕搖動(dòng)，利于電解質(zhì)外滲)，然后將葉片夾出，利用DDS-11A電導(dǎo)率儀(上海雷磁創(chuàng)益儀器儀表有限公司)測(cè)定不同處理的電導(dǎo)率。每個(gè)處理重復(fù)3次，分別取平均值。

　　1.2.6葉片葉綠素含量測(cè)定取發(fā)病和健康的當(dāng)歸葉片若干，剪成約1 cm×1 cm的小葉，分別稱取0.1 g鮮樣浸泡在10 mL 80%丙酮中，避光48 h，期間每8 h搖動(dòng)1次，直至葉組織完全變白。采用丙酮浸漬法[12]測(cè)定葉片葉綠素含量，利用UV-8420紫外分光光度計(jì)(上海菁華科技儀器有限公司)分別測(cè)定663、645、440 nm的光密度，每處理3次重復(fù)，分別計(jì)算葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b，見公式(1)、(2)、(3)。