番茄灰霉病由灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)侵染所致,属于真菌病害,传播速度快,在番茄整个生长发育周期内花、果、叶、茎均可发病。为了预防灰霉病的发生,大量喷施农药,造成了严重的环境污染,通过培育健康番茄植株,使番茄体内形成自我保护屏障,从而抵御外界病原菌入侵,既能减轻环境污染,又能保障食品安全,一直是农业科学的前沿热点问题。本实验以樱桃番茄为材料,研究不同浓度硒(Se)和硅(Si)对番茄生长特性和果实品质的影响,探究了Se和Si对番茄灰霉病抗病性的作用机制。前期试验共设六个处理:T0:喷施清水;T1:喷施2 mg/LNa_2Se O_3;T2:喷施4 mg/LNa_2Se O_3;T3:喷施1.5mmol/LNa_2Si O_3浓度;T4:喷施2 mg/LNa_2Se O_3+1.5 mmol/L Na_2Si O_3;T5:喷施4 mg/LNa_2Se O_3+1.5 mmol/L Na_2Si O_3;后期根据筛选出来的最佳Se和Si浓度,设置CK、Se、Si和Se-Si四个试验处理研究外源Se和Si对番茄叶片灰霉病的抗性和果实采后Se和Si浸泡处理对番茄灰霉病抗性的影响。研究的主要结果如下:(1)通过形态学和分子生物学鉴定,明确了引起番茄灰霉病的病原菌为灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)。通过对其生物学特性研究,发现灰葡萄孢菌菌丝生长适宜p H值为6.0,适宜生长温度为25℃,温度≤5℃和≥35℃时菌丝停止生长和生长缓慢,光照条件对菌丝生长无明显影响。(2)外源Se和Si有促进植株生长的作用。与T0相比,T5和T2处理株高分别比T0更多增加18.19%和15.29%,茎粗比T0增加10.00%和6.00%,T5处理显著提高叶片鲜重和干重,分别比T0增加42.10%和45.51%,T5处理叶绿素比T0增加15.21%。(3)适宜浓度下的外源Se和Si配施可明显提高番茄果实品质。与T0相比,T5处理单果重和硬度分别增加41.16%和43.75%,可Medical translation application software溶性蛋白含量、可溶性固形物,可溶性糖、可滴定酸和维生素C分别比T0增加20.97%、88.38%、42.25%、44.13%和48.51%,类黄酮和总酚分别比T0增加37.46%和37.64%,Se和Si元素含量分别比T0增加12.85%和35.67%。(4)离体条件下,24 mg/L的Se和120 mmol/L的Si单独施用和复合施用均能抑制Botrytis cinerea菌丝生长,破坏其细胞膜的渗透调节作用,同时还可显著抑制叶片和果实B.cinerea的病斑直径,表明Se和Si是通过诱导叶片和果实抗病性,抑制B.cinerea对樱桃番茄的侵染。叶片和果实受到病原菌胁迫后,诱导了组织中活性氧(ROS)积累,外源Se和Si处理提高了叶片和果实体内的可溶性蛋白含量,显著抑制了丙二醛(MDA)含量;提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)等酶活性,启动番茄免疫反应,维持活性氧平衡,诱导樱桃番茄叶片和果实抗病性。相比于Se和Si单独处理,Se-Si复合处理对酶活性的提高更显著,同时促进了果实体内总酚和类黄酮的积累,说明外源硒和硅处理可显著提高番茄体内的抗氧化酶活性和抗逆物质的生成,提高樱桃番茄抗病性。(5)外源Se和Si处理后,叶片和果实中的病程相关蛋白PR1和PR2基因表达量均比对照组有所增加。其中叶片和果实感染灰霉病后,比起单施Se和Si处理,Se-Si复合处理可显著提高PR1基因的表达量,分别是CK的3.13倍和11.93倍;单施硅可显著提高PR2基因在叶片和果实中的表达量,分别是CK的3.24倍和8.61倍。综上所述,外源Se和Si可明显改善植物的生长发育和果蔬品质,以及对病害的缓解都有一定的抑制作用,在一定程度上规避了果蔬CL13900在生长过程中遇到的病害风险,减少了因防治不当带来的环境污染的问题。