UV-B辐射对青葱（Allium cepa L.）中生理特性及防御酶活性诱导的影响，以抵抗尖孢镰刀菌（Fusarium acutatum）感染

《Cogent Food & Agriculture》：Effects of UV-B irradiation on the induction of physiological traits and defense enzyme activities in shallots (Allium cepa L.) against Fusarium acutatum infection

　　洋葱抗白粉菌病能力增强研究显示，UV-B辐照50-100分钟可显著降低病害发生率、严重程度及AUDPC值，同时诱导抗氧化酶（POD、CAT）活性及酚类物质积累，有效缓解病原菌引起的氧化损伤。100分钟辐照效果最佳，但150分钟可能因过度氧化而降低保护效果。研究验证了适度UV-B辐照通过激活植物防御系统增强抗病性的可行性，为农业生物防治提供新思路。

　　这项研究探讨了UV-B辐射对球葱（Allium cepa L. Aggregatum group）抗Fusarium acutatum感染的潜在作用。球葱作为一种高价值的园艺作物，广泛用于调味品、食品工业和药用成分，其产量和质量受到多种因素的影响，包括环境压力和病害。Fusarium acutatum是导致球葱扭曲病的主要病原体之一，这种病害通常表现为叶片扭曲、下垂、变黄、叶尖腐烂以及球茎和根部腐烂，严重时会导致植株死亡。在印度尼西亚中央爪哇省，这种病害对球葱产量造成显著影响，其病害强度超过60%，甚至导致高达40%的产量损失。

目前，控制球葱扭曲病主要依赖于频繁使用杀菌剂，这不仅增加了生产成本，还可能对环境造成负面影响，包括土壤微生物群落的破坏和抗药性病原菌的出现。因此，寻找一种更加环保和可持续的防治方法显得尤为重要。UV-B辐射作为一种非生物诱导因子，已被证明能够增强植物的抗病能力。然而，对于球葱来说，尚未有系统研究明确UV-B辐射的最佳处理参数，以及其在控制Fusarium acutatum感染方面的有效性。

在本研究中，通过温室实验评估了不同UV-B辐射时间（50、100和150分钟）对球葱抗Fusarium acutatum感染的影响。实验结果表明，50分钟和100分钟的UV-B辐射显著降低了病害发生率、病害严重程度以及病害进程曲线下的面积（AUDPC），这说明UV-B辐射在一定范围内有助于增强球葱的抗病能力。此外，100分钟和150分钟的UV-B处理还能有效激活氧化应激反应，促进酚类物质的积累，从而增强植物的防御机制。在这些处理中，100分钟的UV-B辐射对维持高过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性最为有效，这表明该处理能够显著提升球葱的防御能力。

研究还发现，接受最佳UV-B处理的球葱植株表现出较少的叶片萎蔫现象和较高的存活率。这表明UV-B辐射不仅能够增强球葱的抗病能力，还可能对植物的生理状态产生积极影响。值得注意的是，尽管50分钟和100分钟的UV-B处理在降低病害发生率和严重程度方面效果显著，但150分钟的处理反而导致病害严重程度增加，这说明UV-B辐射的益处是剂量依赖性的，过量处理可能适得其反。

在生理和生化指标方面，研究发现UV-B辐射对球葱的生长参数如植株高度和叶片数量的影响并不显著，但对植物的叶绿素含量和酚类物质的积累有显著影响。叶绿素含量的下降可能与UV-B辐射和病原菌感染共同作用导致的氧化应激有关。然而，150分钟的UV-B处理似乎能够减缓叶绿素的损失，这表明植物在应对复合胁迫时具有一定的适应能力。此外，UV-B处理能够显著提高酚类物质的含量，这些物质在植物的防御反应中发挥重要作用，如吸收UV-B辐射、破坏病原菌细胞壁和膜蛋白，从而降低感染风险。

防御酶的活性分析进一步揭示了UV-B辐射对球葱抗病机制的影响。CAT和POD酶的活性在UV-B处理后的不同阶段表现出不同的变化趋势。在2天后，UV-B处理和病原菌感染均显著提高了CAT的活性，这表明植物在应对氧化应激时迅速激活了其抗氧化防御系统。然而，随着观察时间的延长，CAT活性并未持续升高，这可能意味着植物在适应氧化应激后，逐渐依赖其他防御机制来维持其生理平衡。相比之下，POD活性在4天和6天后显著提高，特别是在100分钟和150分钟的UV-B处理中，POD的活性增加表明其在长期防御中发挥了重要作用。

研究还指出，尽管UV-B辐射能够促进球葱的抗病能力，但其在田间应用仍需谨慎。过长的辐射时间可能导致植物细胞受损，抑制生长，甚至降低产量。此外，大规模应用UV-B辐射需要考虑能源消耗、成本以及对土壤微生物和周围生态系统的影响。因此，未来的研究需要进一步优化UV-B处理的剂量，评估其在不同生长条件下的适用性，并探讨其在实际田间应用中的可行性。

总体而言，这项研究为球葱抗Fusarium acutatum感染提供了一种新的策略，即通过UV-B辐射增强植物的防御反应。然而，该方法的应用仍需进一步验证其在实际田间环境中的效果，以及如何平衡其潜在的益处和风险。研究结果表明，UV-B辐射在一定范围内能够有效提升球葱的抗病能力，为可持续农业实践提供了科学依据。