烟草嫁接后代对根结线虫抗性机制研究：农艺性状与防御酶协同调控的新策略

本研究通过嫁接中抗砧木'Banqiao B'与感病接穗'Honghua Dajinyuan'（BHF1）、抗病砧木'G278'与同接穗（GHF1）的组合，系统分析了根结线虫（RKN）侵染后嫁接后代的抗性表现。研究发现GHF1呈现中度抗性（DI=22.22），其SPAD值显著高于感病对照，根部防御酶POD、PAL、PPO、CHT和GLU活性显著提升，且与病情指数呈显著负相关。该研究为烟草抗线虫育种提供了新种质资源和技术路径。

　　

引言

植物寄生线虫（PPNs）作为专性生物营养型病原体，每年造成全球主要作物约12.6%的产量损失。其中根结线虫（RKNs）通过破坏根系结构、抑制叶绿素合成等途径危害烟草等经济作物。传统化学防治存在环境污染风险，而嫁接技术可通过表观遗传调控实现抗性性状的跨代传递，为抗病育种提供新思路。

材料与方法

实验选用'Banqiao B'（中抗）、'G278'（高抗）为砧木，'Honghua Dajinyuan'（HD，感病）为接穗构建嫁接组合BHF1和GHF1。接种南方根结线虫（Meloidogyne incognita）90天后，测定农艺性状、病情指数（DI）及防御酶活性。采用SPAD-502测定叶绿素相对含量，通过微孔板法检测超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）等9种酶活性。

结果

农艺性状：GHF1株高较对照降低7.60%，但鲜重等指标无显著差异。抗性表现：GHF1病情指数（22.22）达中度抗性（MR）标准，根结比例和卵块数较感病对照降低63.88%-71.82%。生理响应：GHF1的SPAD值提升10.03%，根部POD活性增加20.40%，PAL和PPO活性分别提升136.31%和59.29%，CHT与GLU活性显著高于对照。相关性分析：DI与SPAD值（r=-0.76）、根部POD（r=-0.88）等呈显著负相关。

讨论

嫁接后代GHF1表现出"代谢防御强化"特征：① 通过维持较高叶绿素含量（SPAD值42.7）保障光合效率；② 激活苯丙烷代谢关键酶PAL（△OD₂₉₀·h^-1·g^-1 FW增加192%），促进木质素沉积；③ 协同诱导几丁质酶（CHT）和β-1,3-葡聚糖酶（GLU）产生直接杀线虫效应。值得注意的是，GHF1的SOD活性降低26.65%，可能通过调控活性氧（ROS）梯度强化过敏反应。

结论

该研究首次证实烟草抗线虫性状可通过嫁接实现跨代遗传，GHF1材料兼具农艺稳定性与抗性优势。其抗性机制涉及多酶协同作用：根部POD（△OD₄₇₀·min^-1·g^-1 FW）、PPO（△OD₄₂₀·min^-1·g^-1 FW）等构成核心防御网络，为抗线虫烟草品种选育提供理论依据和材料基础。