一种外源物质处理提高小麦条锈病抗性的应用及方法

本发明属于但不限于植物保护，尤其涉及一种外源物质处理提高小麦条锈病抗性的应用及方法。

背景技术：

1、小麦(triticum aestivum l.)作为栽培历史最古老的作物之一，在全球广泛种植，是世界一半以上人口主食。由条形柄锈菌小麦专化型(puccinia striiformisf.sp.tritici,pst)引起的条锈病是小麦的主要病害。全世界88％的小麦栽培品种易受条锈菌感染，造成每年547万吨的小麦产量损失，严重影响小麦品质和产量。

2、小麦条锈病的防治主要依靠抗病育种、杀菌剂的使用。但是由于病原物的变异以及抗病基因的不合理使用，导致抗单一抗病基因失效，对抗病育种带来了极大的挑战，而杀菌剂的使用会造成病原菌的耐药性增强，并且在绿色防治的大背景下，化学药剂的使用并不是最佳的选择。因此开拓更安全绿色有效的措施是小麦条锈病防治亟待解决的问题。

3、木犀草素属于黄酮类物质，广泛存在于植物中，其具有抗氧化活性和抑菌作用，在植物逆境中发挥重要作用。例如，干旱胁迫下，木犀草素在耐旱的柑橘中显著积累，发挥清除活性氧作用；生物胁迫下，木犀草素在高粱炭疽病抗性品种在更加快速和显著积累，且木犀草素处理抑制炭疽菌的萌发；在胡萝卜蓟马抗性品种中检测到木犀草素含量显著增加，喂食木犀草素降低蓟马幼虫的生长速度和存活率；木樨草素还具有较强的抑制禾谷镰刀菌生长的能力。综上，木犀草素在植物抗病反应中发挥重要作用。因此，研究木犀草素在小麦抗条锈病中的功能，对小麦条锈病绿色防控措施的开发及抗病机理的研究具有一定现实意义。

4、现有技术及不足：木犀草素在植物抗病中发挥重要作用，但不同微生物对木犀草素的耐受程度不同，目前还未有研究报道木犀草素对条锈菌的抑菌作用及其在小麦抗条锈病中的功能。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种外源物质处理提高小麦条锈病抗性的应用及方法，以解决上述背景技术中存在的问题。本发明发现，用一种外源物质处理能抑制条锈菌孢子的萌发，将该物质施用于苗期小麦叶片，可以提高小麦对条锈病的抗性，减缓小麦条锈病的发生。

2、本发明是这样实现的，一种外源物质处理提高小麦条锈病抗性的应用，外源物质为木犀草素。

3、进一步，一种外源物质可以抑制条锈菌孢子的萌发，其浓度为250μmol。

4、进一步，苗期小麦为生长至两叶一心期的小麦。

5、进一步，外源物质施用于苗期小麦叶片，施用时机为条锈菌感染前。

6、进一步，施用时机前，处理步骤如下：待小麦生长至两叶一心期时，用一种外源物质喷施小麦三次，一日一次，待叶片吸收后，进行条锈菌接种。

7、进一步，外源物质喷施小麦，物质浓度为500μmol。

8、本发明的另一目的在于提供一种外源物质处理提高小麦条锈病抗性的方法，包括：

9、s1.木犀草素溶液的配制及施用：称取木犀草素(购买于易恩化学技术有限公司)57.3mg，完全溶解于20ml的无水乙醇，配制成浓度为10mmol的木犀草素乙醇溶液并加入去离子水定容至400ml，配制成终浓度为500μmol的木犀草素溶液。待条锈病易感材料云0402生长至两叶一心期时，用500μmol的木犀草素溶液均匀喷施叶片正反面，每日一次，共喷施三次。

10、s2.内源木犀草素含量检测：称取经过500μmol木犀草素预处理的小麦叶片0.1g，用液氮研磨后加入0.5ml 80％甲醇水溶液，涡旋混匀，超声提取30min，12000rpm离心10min，取上清液，利用超高效液相色谱vanquish(thermo，美国)和高分辨质谱仪qexactive(thermo，美国)进行检测。

11、s3.条锈菌接种及材料培养：对500μmol木犀草素预处理的小麦进行条锈菌接种，将条锈菌cyr32和滑石粉按1：20的比例混合，利用小号毛笔刷蘸取一定量的菌种，均匀地涂抹在叶片正反面，先将植株放置在温度12℃，湿度80％的培养箱中黑暗培养24小时，后续设置条件为温度12℃，湿度80％，16小时光照，8小时黑暗，培养2周左右。

12、s4.wga染色及组织学观察：剪取接种后的第48、168小时的叶片浸于12ml koh(1mol)，加入2μl tween，37℃过夜培养，随后在含有20μg/ml小麦凝集素wga-fitc的tris(50mmol,ph 7.5)溶液中对叶片染色1小时，取出叶片在荧光显微镜下观察菌丝侵染面积，利用软件image j定量侵染面积。

13、s5.表型观察：在接种17天调查植株发病情况，并拍照记录。

14、s6.条锈菌生物量检测：剪取接种后17天的叶片，利用ctab法提取dna，通过实时荧光pcr检测dna模版中条锈菌内参基因(pstef1α)和小麦内参基因(taef-1α)的ct值，计算条锈菌和小麦dna的相对量作为条锈菌生物量。

15、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

16、第一、本发明的有益效果在于：本发明利用250μmol的外源木犀草素培养条锈菌，结果显示，与对照组相比较，木犀草素显著抑制了条锈菌孢子的萌发。用500μmol的木犀草素预处理小麦叶片后接种条锈菌，根据内源木犀草素含量检测、受侵染叶片组织学观察、植株表型观察、条锈菌生物量检测的结果显示，与对照组相比较，经过500μmol的木犀草素预处理后的小麦叶片，其内源木犀草素含量显著提高，受条锈菌侵染的面积显著减少，小麦植株叶片孢子显著减少，条锈菌生物量显著降低。由此可见，500μmol的木犀草素可以抑制条锈菌对小麦的感染，减缓小麦条锈病的发生，为小麦条锈病的防治措施和抗病机理研究提供一定参考。

17、第二，本发明可以在小麦条锈病防治中应用，并能将木犀草素作为绿色农药的原料进行开发。

18、小麦条锈病是影响小麦产量和品质的重要病害，现有的防控措施主要依赖于抗病品种的选育和化学药剂的喷施。然而，抗病品种的开发周期长且存在抗性衰退问题，而化学药剂的长期使用可能引发环境污染，且具有病菌抗药性增加的风险。因此，如何找到一种高效、安全且可操作性强的条锈病防控方法，成为当前技术领域亟待解决的问题。

19、本发明提供了一种利用外源物质木犀草素提高小麦条锈病抗性的技术方案，通过在小麦苗期(两叶一心期)喷施木犀草素，不仅能够显著抑制条锈菌孢子的萌发，还能减缓条锈病的发生，减少对化学农药的依赖，从而为小麦条锈病的绿色防控提供了新的思路。

20、通过科学验证，本发明发现木犀草素能够显著抑制条锈菌孢子萌发，且能有效降低病菌感染率，尤其是在喷施500μmol的木犀草素溶液后，感染小麦条锈病叶片的孢子数量显著降低(减少52.9％)，防治效果显著优于传统化学药剂。

21、与化学农药不同，木犀草素为天然植物提取物，对环境无污染且不易引发病菌耐药性。本发明操作简单，仅需在小麦苗期叶片喷施几次，便可实现条锈病的高效防控。该方案具备安全性高、操作简便、适合大规模推广应用的特点，显著提升了小麦条锈病防控的可持续性与经济效益。