CN101006777A - 牛蒡低聚果糖在农业上作为抗病诱导子的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种牛蒡低聚果糖在农业上作为抗病诱导子的应用。牛蒡低聚果糖是从牛蒡根中提取出的一种天然的、水溶性和稳定性较好、纯度较高的寡糖，牛蒡低聚果糖作为抗病诱导子在农业上的应用，包括牛蒡低聚果糖作为抗病诱导子能够促进植物生长和诱导植物抗病的应用。通过浸种、水培和喷施三种处理方式，牛蒡低聚果糖对不同苗期的植物生长有促进作用，并能增强幼苗的素质，促进壮苗的形成。

Description

牛蒡低聚果糖在农业上作为抗病诱导子的应用

(一)技术领域

本发明涉及一种在农业上具有抗病诱导子作用的功能性寡糖，具体涉及牛蒡低聚果糖作为抗病诱导子的应用。

(二)背景技术

近年来，我国设施农业发展迅速，集约化程度提高，连茬种植造成了植物病害严重。植物病害对农业生产有很大影响，当病害大规模爆发时将造成严重减产，并直接影响植物的品质。一方面，设施蔬菜的主要病害发病严重，为了控制病害的爆发和流行，减轻病害导致的巨大损失，基本上依赖于化学合成杀菌剂的使用，化学合成农药的过量使用又降低了农产品品质；另一方面，土地被超负荷的使用，土壤板结和过量使用化肥也影响了农产品的风味。因此，发展无公害农业生产，需要我们研究和开发能够替代或减轻化肥施用量的绿色环保型的生物肥料或农药。作物获得高产优质，低投入高产出也一直是农业科研所追求的目标。

我国农业可持续发展的指导思想是在确保食物安全、发展高产优质高效产业、促进农业经济不断增长的同时，维护资源的合理利用，建设良好的生态环境，逐步形成一个协调的农业经济、技术、生态***和健全繁荣的社会***，以实现农业和农村的持续发展。此外，随着我国加入WTO，国内市场进一步的开放，我国农产品将面临严峻的挑战。需要发展优质、无公害的农产品，参与国际市场的竞争。而我国部分产品达不到优质、无公害的主要原因是农药残留超标。近几年来，国际上对农药残留问题日益重视，禁用限用的农药越来越多、残留标准不断提高，控制农药已成为关系我国食品和农产品出口贸易重大关键性的问题。这就迫使人们寻求农业可持续发展的作物病害防治的新方法或途径。因此，开发研制高效、低成本、无公害的生物农药，是当前植物病害防治研究的重要内容。

通过对植物预先施加诱导子在植物体内诱发防卫反应，使其处于敏感化状态，可对随后的病原物侵染产生***抗性进而使植物自身具备抗病能力，抵御病害。利用这种内在抗性机制控制病害，将成为发展可持续农业的有效途径之一。植物诱导抗病性从广义上讲也属于生物防治的范畴，它是利用植物本身的防卫体系，借助于诱导因子激发植物整体抗性水平，提高抵抗病害的能力，是植物病害防治的一种新思维。经过大量试验表明植物诱导抗病性具有：(1)抗病的相对持久性和稳定性，而且往往具有***性；(2)抗病的广谱性；(3)无污染等优点。正因为具备上述特点，近年来有关植物诱导抗病性的研究与应用尝试有不断增长的趋势，将会在植物防病抗病方面发挥重要作用。

在目前研究应用的诱导子中，寡糖以其天然性、无毒副作用、诱导活性高、能广谱高效地增强植物抗病性和调节植物生长发育等优势，受到广泛的关注。寡糖诱导子是一类能在DNA转录水平上调节特殊代谢基因表达的分子，可以激活植物的自我防卫***，诱导植物产生抑制多种病原物的抗菌物质如植保素、蛋白酶抑制剂、病程相关蛋白、木质素等的合成，还可诱导植物与抗病相关的多种防御酶活性升高，从而提高植物的***抗性。另外，寡糖诱导子还可作为抗病信号物质诱导植物的抗病防卫反应。通过对农作物喷洒寡糖及其衍生物，能控制植物开花、结实及其它生理活动，提高作物的产量和品质。据报道，寡糖类生物农药具有水溶性好、对人畜无害、不污染环境、长期或多次诱导不会使植物产生特异抗病性、使用剂量低且成本低廉等特点。寡糖农药在农作物病害防治中的安全性也是其一大特色。随着人们对绿色食品的需求量日趋增加，寡糖农药的市场将越来越大，在农作物生长发育和病害防治中具有广阔的应用空间。

寡糖在农业上的应用报道最多的是几丁寡糖和壳寡糖，但几丁寡糖和壳寡糖是几丁质或壳聚糖部分降解的产物，是寡聚乙酰氨基葡萄糖或寡聚氨基葡萄糖，在生产过程中分子量和聚合度不易控制，且生产成本比较高，影响了其大规模的推广使用。因此，寻找廉价、高效的植物促生长剂和抗病诱导子已成为寡糖开发的重要内容。

牛蒡(Arctium lappa L.)是菊科牛蒡属直根系二年生或多年生大型草本植物，也是一种中度耐盐植物，适应性很强，种植成本低且经济效益高，在我国已实现大面积的人工栽培。牛蒡是一种很好的药食同源植物。目前，牛蒡的经济价值主要体现在牛蒡根作为一种新、特蔬菜，出口日本、南韩和欧洲等国。但国际市场对出口牛蒡的规格要求较高，使牛蒡作为蔬菜出口受国际市场的影响较大；又由于我国人民还不习惯食用牛蒡，因此这部分等外品的牛蒡根资源并没有很好地得到开发利用，从而影响了牛蒡种植者的积极性和种植效益。另外，仅将牛蒡作为蔬菜食用，也不会产生附加值很高的经济效益。有关牛蒡低聚果糖在农业上作为抗病诱导子的应用研究，目前国内外尚未见报道。

(三)发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种牛蒡低聚果糖作为抗病诱导子促进植物生长和诱导植物抗病的应用。

牛蒡低聚果糖(Burdock oligosaccharide，BOS)是从牛蒡根中提取出的一种天然的、水溶性和稳定性较好、纯度较高的寡糖。可以由市场购买。

上述牛蒡低聚果糖(Burdock oligosaccharide，BOS)，寡糖含量90％以上。

牛蒡低聚果糖也可按现有的提取工艺从牛蒡根中提取。

经本申请的发明人研究，意外地发现，从牛蒡根中提取的牛蒡低聚果糖是一种很好的诱导子，能够促进植物生长和诱导提高植物的***抗性，从而激活植物自身的防御反应，增强植物的抗病力，在农业上具有很好的开发利用价值。

牛蒡低聚果糖作为抗病诱导子在农业上的应用，包括牛蒡低聚果糖作为抗病诱导子能够促进植物生长和诱导植物抗病的应用。

上述的牛蒡低聚果糖作为抗病诱导子在农业上的应用，优选浓度为1.0～10.0g/L的牛蒡低聚果糖的水溶液。

上述的牛蒡低聚果糖作为抗病诱导子在农业上的应用，通过浸种、水培和喷施三种处理方式，牛蒡低聚果糖对不同苗期的植物生长有促进作用，并能增强幼苗的素质，促进壮苗的形成。

上述的牛蒡低聚果糖的应用，其特征在于，牛蒡低聚果糖用于提高植物的***抗性，激活植物自身的防御反应，增强黄瓜抗白粉病、枯萎病和番茄抗灰霉病的抗病力。

上述的牛蒡低聚果糖的应用，其特征在于，牛蒡低聚果糖用于增强植物体内的防御酶如PAL、PPO、POD、SOD、CAT和LOX等活性。而防御酶活性是植物抗病机制的重要生理指标，防御酶活性的增强与植物的抗病性密切相关。

选取有代表性的蔬菜作物——黄瓜、番茄，分别探讨牛蒡低聚果糖对黄瓜的促生长效果，以及对黄瓜抗白粉病和枯萎病、番茄抗灰霉病的诱导效果。通过浸种、水培和喷施三种处理方式，分别测试黄瓜植株的生长指标，表明牛蒡低聚果糖对不同苗期的黄瓜生长有促进作用，并能增强幼苗的素质，促进壮苗的形成。分别用牛蒡低聚果糖处理黄瓜和番茄植株后再接种病原菌，调查发病率和病情指数，表明牛蒡低聚果糖能够提高植物的***抗性，激活植物自身的防御反应，增强黄瓜抗白粉病、枯萎病和番茄抗灰霉病的抗病力。通过测定几种与抗病相关的防御酶活性，表明牛蒡低聚果糖处理后，植株叶片的防御酶活性显著增强。而防御酶活性是植物抗病机制的重要生理指标，防御酶活性的增强与植物的抗病性密切相关，因此牛蒡低聚果糖是一种很好的抗病诱导子，可以作为制备寡糖生物农药加以应用。有关实验数据将在实施例中详细说明。

从综合防治的角度，还可以以牛蒡低聚果糖为主要成分，配以其他成分制备无公害农药，进一步开发牛蒡低聚果糖的衍生产品。

该牛蒡低聚果糖生物制剂能有效地诱导农作物的***抗性，这对提高该制剂防病的持效性和稳定性具有重要意义。通过田间药效试验，探讨该产品对不同植物病害的防治效果。表明对黄瓜白粉病、番茄灰霉病、番茄病毒病和辣椒病毒病等有显著的防治作用，在农业上具有很好的开发价值，显示出良好的市场前景。

(四)具体实施方式

实施例1：牛蒡低聚果糖对植物的促生长作用

供试黄瓜(Cucumis sativus L.)种子为“鲁3号”抗病品种。

牛蒡低聚果糖(Burdock oligosaccharide，BOS)，Mr＞2000，DP13，寡糖含量90％。用蒸馏水分别配制成1.0，3.0，5.0，8.0，10.0g/L溶液(以下简称BOS溶液)备用。

生长指标的测定：

根长指植株根部最低点到土面之间的距离；株高指从土面到生长最高点之间的长度；茎粗指子叶下2cm处的粗度；幼苗地下部(包括根系和地下茎)、地上部的干重采用80℃烘干法测定；

(1)牛蒡低聚果糖处理对黄瓜种子发芽的影响

将黄瓜种子用不同浓度的BOS溶液浸泡24h，再用清水漂洗，用滤纸吸干水分，置于内垫有四层湿纱布的培养皿中，于27℃下催芽，待种子露白后，计算种子萌发率。同时设清水处理作对照。处理组和对照组均为3重复，每重复100粒。结果表明，黄瓜种子用不同浓度的BOS溶液浸泡处理后，种子的发芽率有所提高，5.0g/L为最适处理浓度，种子发芽率相对未处理的对照提高8.89％

(2)牛蒡低聚果糖浸种处理对黄瓜生长的影响

取经过不同浓度的BOS溶液浸泡处理的发芽种子播于内装有无菌营养土的塑料盘(40×25×10cm)中，于日光温室(23±2℃，相对湿度70～80％)内育苗，进行常规管理。待黄瓜幼苗第1真叶完全展开时，测定生长指标。同时设清水处理作对照。处理组和对照组均为3重复，每重复30株。结果表明，经过BOS溶液浸种处理后，1叶期的黄瓜幼苗生长状态得到明显改善，根长、株高、单株幼苗鲜重和干重均高于未经BOS处理的幼苗；BOS为5.0g/L时为最适浓度，此时幼苗的根长增加49.23％，株高增加40.20％；单株幼苗鲜重增加36.80％，干重增加66.67％，较对照水平差异显著(P＜0.01)。

(3)牛蒡低聚果糖水培处理对黄瓜生长的影响

将黄瓜种子播种在营养钵中，出苗后移栽于由无菌的珍珠岩、砂和营养土配成的混合培养基中，并浇灌不同浓度的BOS营养液培育黄瓜幼苗，至2叶期时，测定生长指标。同时设清水处理作对照。处理组和对照组均为3重复，每重复30株。结果表明，用BOS作营养液培育黄瓜幼苗，能在一定程度上促进黄瓜的生长和根系的发育。寡糖浓度为3.0g/L时，较未经处理的对照根长增加23.88％，株高增加15.87％；地下部干重增加37.14％，地上部干重增加43.89％，差异显著(P＜0.01)。而5.0g/L的作用效果仅次于3.0g/L。

(4)牛蒡低聚果糖喷施处理对黄瓜生长的影响

将黄瓜种子播种在营养钵中，出苗后定苗于内装有无菌营养土的塑料盘中，待黄瓜幼苗长出第1片真叶时，分别以BOS溶液(含有少许的Tween-80)喷施叶面，待黄瓜2叶期时再喷施1次。至3叶期时，测量生长指标。同时设清水处理作对照，处理组和对照组均设3重复，每重复30株。结果表明，经过处理的黄瓜幼苗生长状况较未处理的对照有明显改善，对形成壮苗有积极的促进作用。牛蒡低聚果糖浓度为5.0g/L时，是BOS的最适浓度。此时，黄瓜幼苗根长增加39.75％，株高增加14.29％；地下部干重增加40.74％，地上部干重增加46.53％，壮苗指数增加101.06％(P＜0.01)。

实施例2：盆栽试验牛蒡低聚果糖对黄瓜抗白粉病的诱导效应

供试黄瓜(Cucumis sativus L.)种子为“鲁3号”抗病品种。黄瓜种子经5％NaClO溶液表面消毒15min，再用清水漂洗，置于培养箱中27℃催芽，选取露白种子播于无菌营养土中，于日光温室(温度和湿度同实施例1)内育苗，进行常规管理。待黄瓜幼苗3叶期时，备用。

牛蒡低聚果糖(Burdock oligosaccharide，BOS)，Mr＞2000，DP13，寡糖含量90％。

用蒸馏水配制成5.0g/L溶液备用。

黄瓜白粉病菌(Sphaerotheca cucurbitca)，来源于大棚种植的发病黄瓜叶。病叶采回后，在23±2℃保湿24h，促使病斑上萌发更多的孢子；然后用毛笔在病叶的霉层上刷下孢子，用无菌水配制成孢子悬液，浓度为10⁶个孢子/ml。

用喷雾器将BOS溶液均匀地喷施于试验植株的叶片上，以叶面刚往下滴液为准，用塑料薄膜保湿(相对湿度90％)，诱导3d；然后采用涂抹法在叶片的背面接种白粉病菌孢子悬液。同时设对照组，先喷清水后接种病原菌。处理组和对照组均为3重复，每重复调查10株幼苗。接种后3d统计黄瓜植株的发病率和病情指数。

盆栽黄瓜白粉病分级标准：

根据病斑占叶面积的比例将病情分为0、1、2、3、4级。0级：无病斑，叶片完全健康；1级：病斑面积占整个叶面积的10％及其以下；2级：病斑面积占整个叶面积的11％～25％；3级：病斑面积占整个叶面积的25％～50％；4级：病斑面积占整个叶面积的50％以上。

相对防效(％)＝(对照病情指数-处理病情指数)×100/对照病情指数

调查结果表明：与对照组相比，BOS处理组在一定程度上能缩短黄瓜植株白粉病害的发病进程，显著降低白粉病菌侵染的程度，使病情指数明显降低，防病效果明显(见表1)。对照组在接菌3d后，病指为36.74±5.6％，此后叶片感染病菌的程度随发病时间进程逐渐增加；接种24d后，病指高达88.65±5.2％，此时对应植株已出现严重的过敏反应，叶片上大片的白粉病斑清楚可见；到30d时，黄瓜植株几乎全部染病，病指增加到91.62±6.9％，叶片上出现很厚的霉层，好像撒了一层白粉，白毛逐渐由白色变为灰白色，有些叶片卷曲，呈黄褐色干枯状。

BOS处理组的黄瓜植株，表现出较好的抗性，前期一直没有感染白粉病菌，生长良好，至接种病原菌12d后叶片上开始出现轻微病斑，此时病指为6.56±1.2％；此后叶片染病的程度随发病时间进程也在逐渐增加，但始终明显低于对照组(P＜0.01)；到30d时，所对应的黄瓜植株发病症状均较轻，依然有未被病原菌侵染的组织，没有霉层，病指仅为29.49±2.7％，相对防效达到68.90％，差异极显著(P＜0.01)。表明先用牛蒡低聚果糖处理黄瓜叶片后再接种病原菌，黄瓜植株能表现出良好的抗性。

表1牛蒡低聚果糖对黄瓜白粉病病情指数的影响

处理	病情指数/％
						3d	12d	18d	24d	30d
	对照组	36.74±5.6	64.59±4.2	79.08±4.9	88.65±5.2						91.62±6.9
牛蒡低聚糖处理组						0*	6.56±1.2*	17.23±2.3*	26.09±3.1*	29.49±2.7*

每一数值为平均值±SD(n＝30)；^*表示t检验后，与对照组相比呈极显著性差异(P＜0.01)。

实施例3：盆栽试验牛蒡低聚果糖对黄瓜抗枯萎病的诱导效应

供试黄瓜(Cucumis sativus L.)种子为“鲁10号”抗病品种。黄瓜种子经3％次氯酸钠消毒、漂洗、吸胀、催芽后，种植于灭菌营养土中，于日光温室(温度和湿度同实施例1)内育苗，进行常规管理。待黄瓜长至4叶期时，备用。

牛蒡低聚果糖，同实施例2。

黄瓜尖镰孢菌(Fusarium oxysporum)，来源于大棚种植的发病黄瓜叶。菌株在PDA培养基上以22℃培养7d后，用无菌水配制孢子悬液，浓度为10⁷个孢子/ml。

向试验植株的黄瓜叶片喷施牛蒡低聚果糖，3d后进行接种，接种方式为蘸根法，将黄瓜苗移出，使黄瓜的根部在尖镰孢菌孢子悬液中浸过以后移回到花盆中，然后将其放入湿度为95％，温度为25℃的保湿桶中，2d后移出，观察发病情况，统计发病率和病情指数。同时设对照组，先喷清水后接种病原菌。处理组和对照组均为3重复，每重复调查10株幼苗。

盆栽黄瓜枯萎病分级标准：

0级：植株外表无症状；1级：植株1/4以下叶面积萎焉；2级：植株1/4-1/2叶面积萎焉；3级：植株1/2以上叶面积萎焉或仅生长点存活；4级：整株枯死。

病情指数(％)＝(∑(病情级数×该级病株数)×100)/(病情最高级数×总株数)

相对防效(％)＝(对照病情指数-处理病情指数)×100/对照病情指数

调查结果表明：与对照组相比，BOS处理组在一定程度上能降低黄瓜尖镰孢菌侵染的程度，使病情指数明显降低，防枯萎病效果较好，相对防效为25.85％。

表2牛蒡低聚果糖对黄瓜枯萎病病情指数的影响

处理	病情指数/％	相对防效/％
			对照组	81.25±8.5
牛蒡低聚果糖处理组	60.25±5.9*	25.85*

每一数值为平均值±SD(n＝30)；^*表示t检验后，与对照组相比呈显著性差异(P＜0.05)。

实施例4：盆栽试验牛蒡低聚果糖对番茄抗灰霉病的诱导效应

供试番茄(Lycopersicon esculentum)种子为“青研1号”抗病品种。番茄种子经5％NaClO溶液消毒、漂洗、催芽后，种植于灭菌营养土中。待番茄长至3叶期时，定苗，每盆10株；5～6叶期时，备用。

牛蒡低聚果糖，同实施例2。

灰葡萄孢霉(Botrytis cinerea Bc.)，来源于大棚种植的发病番茄叶。菌株在PDA培养基上以22℃培养7d后，以无菌水配制孢子悬液，浓度为10⁵个孢子/ml。

向试验植株的番茄叶片喷施BOS溶液，3d后，采用挑战接种，将灰葡萄孢霉孢子悬液接种在番茄叶片背面，然后放置在相对湿度为90％、温度为23℃的温室内，观察发病情况，统计病情指数。同时设对照组，先喷清水后接种病原菌。处理组和对照组均为3重复，每重复调查30株幼苗

盆栽番茄灰霉病分级标准：

0级：无病斑；1级：病斑面积占整个叶面积5％以下；3级：病斑面积占整个叶面积6％～10％；5级：病斑面积占整个叶面积11％～20％；7级：病斑面积占整个叶面积21％～40％；9级：病斑面积占整个叶面积40％以上。

病情指数(％)＝(∑(病情级数×该级病株数)×100)/(病情最高级数×总株数)

相对防效(％)＝(对照病情指数-处理病情指数)×100/对照病情指数

牛蒡低聚果糖诱导番茄抗灰霉病的结果如表3所示。经牛蒡低聚果糖诱导后，番茄的发病时间及发病进程均较对照组的延迟。病原接种96h后，诱导组叶片的病斑面积和组织受损伤程度均小于对照组的，病情指数较对照组的降低42.5％。病原挑战接种168h后，对照组植株已出现严重的过敏反应，病斑清楚可见，而诱导组植株表现出较好的抗性，其病情指数为54.3±8.1％，较对照组的降低30.9％。挑战接种336h后，对照组的叶片已经卷曲、腐烂，而诱导组植株仍可见健康组织。因此牛蒡低聚果糖可提高番茄的抗病能力。

表3牛蒡低聚果糖对番茄抗灰霉病的诱导效应

处理	病情指数/％
				96h	168h	336h
	对照组	28.7±8.1	78.6±9.7				90.6±10.1
牛蒡低聚果糖处理组				16.5±5.1*	54.3±8.1*	80.1±9.6*

每一数值为平均值±SD(n＝30)；^*表示t检验后，与对照组相比呈显著性差异(P＜0.05)。

实施例5：盆栽试验牛蒡低聚果糖对番茄抗灰霉病的诱导效应

供试番茄(Lycopersicon esculentum)种子为“中蔬四号“(新改良型)。番茄种子经3％NaClO溶液消毒、漂洗、催芽后，种植于灭菌营养土中。待番茄长至3叶期时，定苗，每盆10株；5叶期时，备用。

牛蒡低聚果糖，同实施例2。

灰葡萄孢霉(Botrytis cinerea Bc.)，山东省农业科学院植物保护研究所提供。以无菌水配制孢子悬液，浓度为10⁷个孢子/ml。

向试验植株的番茄叶片喷施BOS溶液，3d后，采用涂抹法接种，将灰葡萄孢霉孢子悬液涂抹在番茄叶片背面，然后放置在湿度为90％、温度为18℃的保湿桶中，观察发病情况，统计病情指数。同时设对照组，先喷清水后接种病原菌。处理组和对照组均为3重复，每重复调查10株幼苗。于发病后4d调查病情指数。

盆栽番茄灰霉病分级标准：

0级：无病斑；1级：病斑面积占整个叶面积5％以下；3级：病斑面积占整个叶面积6％～10％；5级：病斑面积占整个叶面积11％～20％；7级：病斑面积占整个叶面积21％～40％；9级：病斑面积占整个叶面积40％以上。

病情指数(％)＝(∑(病情级数×该级病株数)×100)/(病情最高级数×总株数)

相对防效(％)＝(对照病情指数-处理病情指数)×100/对照病情指数

调查结果表明：与对照组相比，BOS处理组能显著降低番茄灰霉病菌侵染的程度，使病情指数明显降低，相对防效为49.90％，差异极显著。

表4牛蒡低聚果糖对番茄灰霉病病情指数的影响

处理	病情指数/％	相对防效/％
			对照组	36.05±5.8
牛蒡低聚果糖处理组	18.06±4.9**	49.90**

每一数值为平均值±SD(n＝30)；^*表示t检验后，与对照组相比呈显著性差异(P＜0.01)。

实施例6：牛蒡低聚果糖对植物抗病相关防御酶PAL、POD、PPO、SOD、CAT活性的诱导效应

以黄瓜为模式植物，通过离体诱导的方式，研究牛蒡低聚果糖对黄瓜抗病相关防御酶PAL、POD、PPO、SOD、CAT活性的影响。

供试黄瓜种子为“鲁3号”抗病品种。黄瓜种子经5％NaClO溶液表面消毒15min，再用清水漂洗、吸胀，置于培养箱中27℃催芽，选取露白种子播于无菌营养土中，于日光温室(温度和湿度同实施例1)内育苗，进行常规管理。待黄瓜幼苗3叶期时，备用。

牛蒡低聚果糖，同实施例2。

随机选取长势一致的第2真叶，用牛蒡低聚果糖溶液离体诱导3d，诱导温度23±2℃。BOS的浓度分别为1.0、3.0、5.0、8.0和10.0g/L，同时用等量清水为对照组。处理组与对照组均设3重复。

另外，随机选取黄瓜幼苗第2真叶，用5.0g/L的牛蒡低聚果糖溶液同上法离体诱导叶片1～6d，同时用等量清水为对照组。处理组与对照组均设3重复。

黄瓜植株的叶片经不同浓度的牛蒡低聚果糖诱导3d后，防御酶活性的测定结果见图6。可见，黄瓜植株叶片经BOS处理后，PAL、POD、PPO、SOD、CAT的活性较对照组均有不同程度的提高，表明牛蒡低聚果糖诱导提高了植株体内抗病相关防御酶的活性，且不同的酶活性达到最高水平时的诱导浓度略有差异。

以5.0g/L的牛蒡低聚果糖对黄瓜植株叶片离体诱导1～6d后，发现几种防御酶活性的动态变化趋势各不相同，随时间进程变化的规律也各不相同，但较对照组水平都有明显提高。

实施例7：牛蒡低聚果糖对植物抗病相关防御酶POD、SOD、CAT、LOX活性的诱导效应

以番茄为模式植物，通过离体诱导的方式，研究牛蒡低聚果糖对番茄抗病相关防御酶POD、SOD、CAT、LOX活性的影响。

供试番茄(Lycopersicon esculentum)种子为“青研1号”抗病品种。番茄种子经5％NaClO溶液消毒、漂洗、催芽后，种植于灭菌营养土中。待番茄长至5～6叶期时，备用。

牛蒡低聚果糖，同实施例2。

随机选取番茄顶端叶片，用6.0g/L BOS溶液离体诱导24～144h，诱导温度23±2℃。同时用等量清水为对照组。处理组与对照组均设3重复。

以BOS溶液对番茄离体诱导后，测定番茄植株叶片几种防御酶的活性。由图8可知，LOX活性在诱导24h后稍有提高，96h达到最高，为对照组的2.53倍。LOX催化亚油酸和亚麻酸生成氢过氧化物，促进番茄主要挥发组分氧合脂类的(E)-2-己烯醛、2-己烯醛、壬烯醛等物质的合成与释放。SOD、CAT和POD是降低活性氧对膜***伤害的保护酶。诱导24h后，3种防御酶的活性均在提高，且呈不同的变化趋势。SOD和POD活性在诱导48h后达到最大值，分别为对照组的1.47倍和2.77倍；SOD在诱导120h后，与对照组相比无明显差异。CAT的活力较SOD和POD延迟，在96h时达到最高值，是对照组的3.18倍，之后活性迅速降低。

植物诱导抗病性是植物在诱导子(Elicitor)的作用下产生的能够抵抗病原物侵染的一种抗病性能，或称获得性免疫。植物对病原物侵入的生理生化反应是以酶的催化活动来实现的，植物防御酶可催化一些诱导型抗病物质的合成，间接影响植物的抗病反应。许多研究证明，PAL、PPO、POD、SOD、CAT和LOX等均属于与植物抗病有关的防御酶。在植物体内存在着一个以SOD为核心，CAT和POD等协同作用防止自由基伤害、清除活性氧的保护酶***，只有三者协调一致才能使植物机体自由基维持在一个水平，从而防止活性氧的毒害。我们的研究发现，牛蒡低聚果糖诱导后，各种防御酶的活性有不同程度的增强，与植物的抗病性密切相关，因此可以作为植物抗病机制的重要生理指标。由此证明，牛蒡低聚果糖是一种极具潜力的、高效的、可显著提高植物抗性的诱导子，在农业上值得推广应用。

Claims (5)

1.牛蒡低聚果糖的作为抗病诱导子在农业上的应用，包括牛蒡低聚果糖作为抗病诱导子能够促进植物生长和诱导植物抗病的应用。

2.如权利要求1所述的牛蒡低聚果糖的应用，其特征在于，优选浓度为1.0～10.0g/L的牛蒡低聚果糖的水溶液。

3.如权利要求1所述的牛蒡低聚果糖的应用，其特征在于，通过浸种、水培和喷施三种处理方式，牛蒡低聚果糖对不同苗期的植物生长有促进作用，并能增强幼苗的素质，促进壮苗的形成。

4.如权利要求1所述的牛蒡低聚果糖的应用，其特征在于，牛蒡低聚果糖用于提高植物的***抗性，激活植物自身的防御反应，增强黄瓜抗白粉病、枯萎病和番茄抗灰霉病的抗病力。

5.如权利要求1所述的牛蒡低聚果糖的应用，其特征在于，牛蒡低聚果糖用于增强植物体内的防御酶的活性，防御酶具体是PAL、PPO、POD、SOD、CAT或LOX。