【目的】探究内生嗜线虫镰刀菌(Fusarium nematophilum)NQ8GⅡ4诱导番茄抗枯萎病的作用机制,为番茄枯萎病的生物防治提供理论依据。【方法】以从健康枸杞根部分离的内生嗜线虫镰刀菌(F.nematophilum)NQ8GⅡ4菌株和番茄枯萎病原菌尖孢镰刀菌(F.oxysporum f.sp.lycopersic)Fol-1菌株为材料,采用皿内对峙法测定NQ8GⅡ4菌株对番茄枯萎病菌Fol-1的体外拮抗活性,通过温室盆栽试验测定NQ8GⅡ4菌株对番茄枯萎病的防治效果。采用组织化学染色探究NQ8GⅡ4菌株对番茄植株活性氧、膜脂过氧化及细胞死亡的影响,采用紫外可见分光光度计测定NQ8GⅡ4菌株对番茄植株防御酶活性及丙二醛含量的影响,采用RT-q PCR扩增明确NQ8GⅡ4菌株对番茄植株防御相关基因表达量的影响,探究NQ8GⅡ4菌株诱导番茄抗枯萎病的生理生化机理。【结果】平板对峙试验结果显示,NQ8GⅡ4对Fol-1菌株生长有明显抑制作用,不论是同时接种NQ8GⅡ4和Fol-1处理还是先接种NQ8GⅡ4培养3 d后再接种Fol-1菌株处理,NQ8GⅡ4菌落与Fol-1菌落之间均出现了明显的抑菌带,且抑菌带边缘的Fol-1生长受到明显抑制。与同时接种NQ8GⅡ4和Fol-1菌株相比,先接种NQ8GⅡ4菌株培养3 d后再接种Fol-1菌株,NQ8GⅡ4对Fol-1的抑制作用更强,抑制率为60.00%。激光扫描共聚焦荧光显微镜观察发现,接种50 d后GFP-NQ8GⅡ4菌株能成功定植于番茄根部,定植率高达91.84%。盆栽试验发现,NQ8GⅡ4能显著降低番茄枯萎病的发生,防效高达76.85%。组织化学染色结果显示,与对照(CK)相比,单接种NQ8GⅡ4对番茄叶片的H2O2、O2-·和膜脂过氧化无显著影响;单接种Fol-1菌株处理组番茄叶片活性氧显著爆发,膜脂过氧化和细胞死亡程度严重。与单接种Fol-1处理组相比,接种NQ8GⅡ4和Fol-1菌株处理组番茄叶片的活性氧爆发程度显著降低,略有膜脂过氧化但发生程度显著降低,且未检测到明显的细胞死亡。进一步研究发现,与对照(CK)相比,单独接种NQ8GⅡ4处理接种前期CAT、POD活性增加,后期SOD、β-1,3-GA和PAL等防御酶活性显著增强。与单独接种病原菌Fol-1处理相比,NQ8GⅡ4和Fol-1共同处理的番茄植株防御酶活性增加,丙二醛含量降低。RT-q PCR检测结果表明,接种NQ8GⅡ4 120 h后,能显著诱导番茄PR1a、GLUA、NPR1、WRKY33和Basic CHI 5个防御相关基因的上调表达。【结论】内生嗜线虫镰刀菌NQ8GⅡ4不仅能显著抑制番茄枯萎病原菌尖孢镰刀菌的生长,促使番茄防御相关酶活性的提高,而且还可以通过激活番茄的SA和JA防御信号途径,诱导番茄植株对枯萎病的抗性,显著降低了番茄枯萎病的发生,在番茄枯萎病生物防治中具有潜在的应用前景。
