一种有效的接种方法 Phytophthora capsici 在黑胡椒植株上

摘要

用针刺穿胡椒植株基部茎头是一种简便且省时的损伤方法。本文提供了通过视频详细展示感染胡椒植株的具体操作步骤。

摘要

Piper nigrum L.（黑胡椒）是一种典型的木质藤本植物，是全球重要的经济香料作物。由Phytophthora capsici（辣椒疫霉）引起的根腐病严重影响了黑胡椒的生产，已成为制约产业发展的“瓶颈”问题。然而，黑胡椒抗性分子遗传机制尚不明确，导致新品种培育进展缓慢。建立一种针对黑胡椒植株上Phytophthora capsici的有效接种与精确取样体系，对于研究该植物与病原菌互作至关重要。本研究的主要目的是展示一种详细的方法，即对黑胡椒植株基部茎头进行接种Phytophthora capsici，同时为木质藤本植物的接种提供参考。在接种过程中，先用针刺法损伤黑胡椒植株的基部茎头，随后将菌丝团覆盖于三个刺孔之上，并保持湿润，以利于病原菌充分侵染植株。该方法有效解决了传统接种方法（如灌根法或根部浸泡法）所导致的不稳定性问题，也为研究植物与其它土传植物病原菌之间的互作机制以及农业精准育种提供了有前景的技术手段。

引言

胡椒（Piper nigrum L.）是一种木质攀援植物，也是最重要的香料作物之一。它被称为“香料之王”¹，在亚洲、非洲和拉丁美洲的40多个国家和地区均有种植。由卵菌Phytophthora capsici引起的疫霉根腐病是胡椒最严重的病害。该病原体还可侵染葫芦科植物、茄子、辣椒和番茄^2,3。在胡椒种植中，这种病害有时会导致整片作物毁灭。由于缺乏抗病品种，胡椒种植区域的扩展受到限制，这严重阻碍了中国胡椒产业的发展。为了研究胡椒与Phytophthora capsici之间的互作关系，建立有效的接种方法和精确的取样体系至关重要。

种质资源中抗性的鉴定与筛选是研究病原菌致病性以及抗性品种选育和利用的基本前提。目前广泛应用的方法是根据植物种类和病原菌类群采用多种鉴定手段。近年来发展出的鉴定方法包括群体鉴定、个体鉴定、器官鉴定、组织鉴定、细胞鉴定、生化鉴定和分子鉴定等^4,5。这些领域已取得一定成果，但也存在诸多问题。无论选择何种方法，植物抗性鉴定的基本要求始终一致，即目标明确、结果可靠，且方法应简便、快速、易于标准化。胡椒抗性鉴定也必须遵循这一原则。<....

方案

1. 感染前黑胡椒插条植株的准备

1. 使用已消毒的修枝刀或修枝剪，从健康且生长旺盛的胡椒直立枝条上截取一段长约 40 cm、直径约 0.5 cm 的五节插条。修剪掉插条上部的三个节位处的侧生枝条，保留顶部两个节位，每个节位保留约 10 片完整叶片。
2. 准备由土壤和动物粪肥（牛粪或羊粪）按 1:1 比例混合而成的生根基质。将该基质在 121 °C 下高压灭菌 20 分钟。
3. 以约 50° 的倾斜角度将插条插入生根基质中，使第三个节位刚好接触基质表面，且该节位上的腋芽位于基质上方。
   注意：此处使用的袋子尺寸为：高度 40–60 cm，直径 25–30 cm。
4. 向植株根部浇灌 10–20 L 水。将插条置于遮光率为 90%、温度为 25–30 °C 的温室中，以促进生根和生长。

2. 辣椒疫霉菌（Phytophthora capsici，P. capsici）的培养

注意：胡椒疫霉（Phytophthora capsici）菌种保存于中国热带农业科学院香料饮料研究所植物保护实验室⁷。

1. 在流动的自来水下刷洗并清洁马铃薯块茎，然后将200....

结果

图1显示了胡椒叶片接种P. capsici后的症状。图2显示了胡椒茎部接种P. capsici后的症状。病原菌从茎基部侵染胡椒植株，逐渐出现叶片黄化、萎蔫、木质部褐变和导管变黑等症状。图3显示，与对照组相比，接种Phytophthora capsici后大多数基因的表达发生差异。图4通过感病组织的组织病理学分析，证实Phytophthora capsici已在木质部中定殖。

讨论

在本研究中，通过针刺胡椒植株的基部茎段造成损伤，以建立有效的接种体系。随后将菌丝团覆盖于三个刺孔处，以保持湿度并促进病原菌对植株的有效侵染。接种后，植株叶片变黄脱落，最终导致植株死亡。对照植株未出现任何病斑。大多数基因在接种后表现出差异表达 Phytophthora capsici 与对照组相比。真菌病害导致大量作物出现结构和生理紊乱，造成生产力下降以及生产者经济损失。利用组织学技术对真菌侵入和定殖植物组织方式的结构研究，可详细揭示病原体与植物组织之间的相互作用。这些研究揭示了有助于理解病害单循环的重要方面。对感病组织的组织病理学分析表明 Phytophthora capsici 在木质部定殖。该方法为解决传统接种方法（如土壤浇灌或根部浸泡）所引起的不稳定性问题提供了更优的手段。一种有效的接种与精确取样系统 Phytophthora capsici 对胡椒植株上的植物-病原体互作研究至关重要，同时也为农业精准育种中植物与其他土传植物病原体之间作用机制的研究提供了有前景的方法。

同时，该方案为木本藤本植物的培养提供了更高效的参考。.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
琼脂粉	Solarbio	A8190
超净工作台	Haier
葡萄糖	Xilong Scientific	15700501
高温灭菌烘箱	Zaelway
培养皿	Biosharp	BS-90-D