抗坏血酸、柠檬酸与黄花夹竹桃提取物对番石榴根癌农杆菌及南方根结线虫复合侵染的防控效能研究

【字体: 时间:2025年10月12日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对埃及番石榴种植中根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)与南方根结线虫(Meloidogyne incognita)复合侵染导致的严重经济损失,通过体外与盆栽实验评估了抗坏血酸、柠檬酸及黄花夹竹桃(Thevetiasp.)甲醇提取物的抑菌与杀线虫活性。结果表明,6.4%抗坏血酸对根癌农杆菌抑菌圈达38.3 mm,LC50为0.966 g/L;黄花夹竹桃提取物对线虫2龄幼虫(J2)的LC50为0.478 g/L。盆栽实验中,14.8 g/L抗坏血酸可完全抑制根瘤数量与重量,并显著提升植株酚类与可溶性蛋白含量。该研究为番石榴病害绿色防控提供了新策略。

  
在埃及尼罗河三角洲及上埃及地区,番石榴(Psidium guajavaL.)作为重要经济作物,其种植面积占全国水果总面积的2.4%,年产量达36.5万吨。然而,根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)引起的冠瘿病与南方根结线虫(Meloidogyne incognita)的复合侵染,导致番石榴苗圃与果园遭受严重损失。根癌农杆菌通过伤口侵入植物组织,诱导肿瘤形成;而线虫侵染造成的根系损伤更为病原菌入侵提供了通道,二者协同加剧病害发展。目前尚无商业化产品能有效控制此类复合侵染,亟需开发绿色防控技术。
为此,研究人员在《Scientific Reports》发表论文,系统评估了抗坏血酸、柠檬酸及黄花夹竹桃(Thevetiasp.)甲醇提取物对根癌农杆菌与南方根结线虫的抑制效果。研究通过体外抑菌实验、线虫致死率测定、盆栽验证及植物生理指标分析,探究了这些天然产物在单一致病与复合侵染条件下的防控潜力。

关键技术方法

研究从埃及贝海拉省番石榴及桃树冠瘿病样本中分离根癌农杆菌,通过16S rRNA基因测序(引物P0/P6)鉴定病原菌;采用GC-MS分析黄花夹竹桃甲醇提取物成分;通过碟片扩散法与最小抑菌浓度(MIC)法评估抑菌活性;利用浸渍法测定化合物对线虫2龄幼虫(J2)的致死率(LC50/LC90);开展盆栽实验,以奥灭净(Oxamyl)为对照,分析化合物对根瘤数、土壤线虫种群及植株生长的影响。

研究结果

1. 根癌农杆菌分离与鉴定
从25份番石榴根瘤样本中分离出两株根癌农杆菌(Ag1、Ag2),经16S rRNA基因序列分析(GenBank登录号PP646500)确认Ag2与印度菌株(PP218089)同源性达96%。
2. 体外抑菌与杀线虫活性
抗坏血酸(6.4%)对根癌农杆菌Ag2抑菌圈达38.3 mm,MIC为1.00 g/L;黄花夹竹桃提取物对线虫J2的LC50为0.478 g/L,活性优于柠檬酸(LC50=0.857 g/L)。
3. 盆栽防控效果
14.8 g/L抗坏血酸可完全抑制单一致病与复合侵染下的根瘤数量与重量;6.4 g/L黄花夹竹桃提取物使线虫根结数减少63.40%(单一致病)与81.67%(复合侵染)。
4. 植物生理响应
所有处理均显著提升叶片总酚(29.17–68.45 mg/g)与可溶性蛋白(115.53–294.61 mg/g)含量,并促进幼苗株高与根长增长。
5. 黄花夹竹桃活性成分解析
GC-MS鉴定出35种化合物,其中正十六烷酸(10.6%)、顺式-13-十八碳烯酸(12.3%)及三亚油精(8.1%)为主要成分,具抗菌与抗氧化活性。

结论与意义

本研究证实抗坏血酸与黄花夹竹桃提取物能有效抑制根癌农杆菌与南方根结线虫,并通过激活植物防御反应(如酚类物质积累)增强抗病性。该成果为番石榴病害综合治理提供了低成本、环境友好的解决方案,尤其适用于有机农业与可持续种植体系。未来需进一步开展田间试验以验证其实际应用潜力。
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