植物生产在产前、产中、产后都受到环境条件和病原微生物及附生微生物的影响，在适宜的条件下植物及其产品都会产生病害，严重影响到植物及产品的产量和品质。联合国在1975年第七次特别会议就通过一项采后损失的决议，来要求一些国家重视减少采后损失的问题。但化学防治也带来了一系列生理生态问题，如农残、药害等现象得到了人们的充分重视，绿色食品、有机食品成为人们的关注对象。生物防治在这种情况下应时而生。为了生产“绿色食品”的需要，安徽省农业科学院绿色食品研究所在研制对人体无毒的植物源农药、兽药，获得了实验室产品“绿液”。“绿液”在动物上对鸡新城疫I系病毒、马立克氏火鸡疱疹有良好的防治效果；在医药上，对格兰氏阴性菌、格兰氏阳性菌、链球菌、乳杆菌、大肠杆菌、兼性厌氧菌，口腔中的梭杆菌、牙龈卟啉单胞菌、小韦荣氏球菌、放线菌、罗氏普氏菌、产黑普氏菌均具有杀灭作用。此外，对乙肝病毒中的HBSAg具有灭活作用，对菱孢774亦有抑制作用；在植物上对水稻白叶枯病、稻瘟病、烟草花叶病毒、芫菁花叶病毒均有防治效果，在食品上对酵母菌、黄曲霉菌、黑曲霉菌均有抑制作用。为此，本文研究了生物制剂“绿液”对采后主要病原菌的抑制作用，以期为采后病害防治提供新途径。“绿液”，由安徽省农业科学院绿色食品研究所提供。苹果轮纹菌（Physalospora piricola Nose），苹果炭疽菌（Gloeospirium fructigenum Berk），青霉菌（Penicillum sp.），草莓灰霉菌（Botrytis cinerea），黄曲霉菌（Aspergillus flavus），由安徽农业大学植物保护学院提供。将“绿液”原液分别配成一定浓度的母液，然后分别吸取2ml至培养皿，把冷却到45～50℃的PDA培养基18ml加入含药剂的培养皿中，混匀凝固，配成相应浓度分别为0.10μg/ml、0.33μg/ml、0.65μg/ml、1.00μg/ml、3.33μg/ml、6.54μg/ml、10.00μg/ml、100.00μg/ml和1000.00μg/ml的含药平板。每皿移接一枚直径为0.6cm的供试病原菌的菌碟于其中央，置25℃光照培养箱中培养，重复3次，逐日定时定点在菌丝生长前沿划线，按十字交叉法测定菌落直径。计算药剂对菌丝生长的相对抑制率。按最小二乘法求回归式，计算EC50。结果见表1。可以看出在低浓度下，苹果轮纹菌、苹果炭疽菌、青霉菌、黄曲霉菌的菌丝生长抑制率都为负值，苹果轮纹菌在“绿液”浓度为1.00μg/ml时，才对苹果轮纹菌有抑制作用；苹果炭疽菌在“绿液”浓度为0.65μg/ml时，才对苹果炭疽菌有抑制作用；烟青霉菌在“绿液”浓度为0.65μg/ml时，才对青霉菌有抑制作用；黄曲霉菌在“绿液”浓度为0.65μg/ml时，才对黄曲霉菌有抑制作用。从而说明“绿液”在低浓度下对苹果轮纹菌、苹果炭疽菌、青霉菌和黄曲霉菌有促进生长的作用，在高浓度下才有明显的抑制作用。相比较而言，“绿液”对草莓灰霉菌的抑制效果最好，在低浓度下就能抑制草莓灰霉菌的菌丝生长。在高浓度下，“绿液”对苹果轮纹菌、苹果炭疽菌和草莓灰霉菌的抑制效果最好，在“绿液”浓度为100μg/ml与1000μg/ml时对苹果轮纹菌、苹果炭疽菌和草莓灰霉菌的抑制率达到100%；而对烟青霉菌和黄曲霉菌是抑制作用就相对较差，在“绿液”浓度为1000μg/ml时对烟青霉菌的抑制率为50.6%，对黄曲霉菌的抑制率为54.0%。结果见表2。“绿液”对草莓灰霉菌的抑制效果最好，EC50为2.18μg/ml；对苹果炭疽菌和苹果轮纹菌抑制效果较好，EC50分别为3.97μg/ml和7.39μg/ml；“绿液”对青霉菌和黄曲霉菌的抑制效果也较差，EC50分别为982.06μg/ml和472.79μg/ml。浓度（μg/ml）苹果轮纹菌苹果炭疽菌烟青霉菌草莓灰霉菌黄曲霉0.10-23.3-2.60-6.801.00-10.80.33-18.5-0.70-3.101.90-4.300.65-9.603.707.409.205.401.008.9011.011.711.210.23.3317.034.112.345.018.36.5423.759.719.891.023.410.0023.779.927.295.128.1100.00100.0100.029.0100.032.41000.00100.0100.050.6100.054.0表1 不同浓度对各菌种的菌丝生长的抑制率菌株回归方程相关系数EC50（μg/ml）苹果轮纹菌Y=2.5992lgx+2.74120.91417.39苹果炭疽菌Y=2.4640lgx+3.52530.99193.97烟草青霉菌Y=0.4198lgx+3.74390.9623982.06草莓灰霉菌Y=2.1732lgx+4.26460.98482.18黄曲霉菌Y=0.4709lgx+3.74050.9540472.79表2 绿液对不同病原菌的毒力作用从试验结果可以看出，“绿液”对草莓灰霉菌、苹果轮纹菌和苹果炭疽菌的作用效果明显，EC50分别为2.18μg/ml、3.97μg/ml和7.39μg/ml；而对烟草青霉菌和黄曲霉菌的抑制作用最差，在“绿液”溶液浓度为1000μg/ml时对青霉菌的抑制率才达50.6%，对黄曲霉的抑制率达54.0%。此外“绿液”溶液在低浓度的时候对苹果轮纹菌、苹果炭疽菌、烟青霉菌和黄曲霉菌的菌丝生长不仅没有抑制作用，还对其菌丝有促进生长的作用。因此，在应用“绿液”时应注意浓度的使用。“绿液”在低浓度下对病菌生长的促进作用以及在较高浓度下对病菌的抑制作用机理有待于深入研究。

黄瓜连作障碍的主要症状为根系生长受到抑制，吸收养分能力减弱，枯萎病等土传病害严重发生。导致黄瓜连作障碍的原因主要是土壤养分供应失衡，土壤中病原微生物、根结线虫增多，根系残茬及病原微生物产生的有毒物质积累。尽管连作障碍产生的原因很多，但主要原因来自土壤，其中微生物种群结构失衡是导致作物减产、土壤质量下降的主要原因之一。将丛枝菌根真菌，作为缓解连作障碍的有益菌株，利用筛选的合成有机物或菇渣为营养，与培养好的拮抗木霉制剂一起合成生物土壤添加剂，结合太阳能消毒土壤，从改善土壤养分促进养分吸收，抑制土传病害、分解或转化自毒物质，诱导抗性物质等方面，减缓连作障碍的发生。本研究组配制的生物土壤添加剂已在盆栽黄瓜和连作温室内应用，表现较好的抑菌防病作用。有必要对生物土壤添加剂克服黄瓜连作障碍的防病机制，特别是土壤微生物群落变化和诱导抗病性进行系统深入全面的研究。明确其促进植株生长，抑菌防病的机制，为合理利用生物土壤添加剂减轻连作障碍提供理论依据。供试生物土壤添加剂（Biologic soil amendment BSA）为天津市农业科学院植保所研制的一种由有机物、无机物及生防木霉菌和VA菌剂组成的混合物。生物土壤添加剂中含有机发酵肥60%以上，木霉菌剂的孢子数达106cfu/g，VA菌剂孢子20个/g，具有改良土壤，抑制病害的作用。木霉菌剂（Tr9801）为菇渣培养物含量为107cfu/g。黄瓜品种：津春2号，经25℃催芽露白后挑选发芽一致的种子播于营养钵内。供试土壤采自天津郊区北辰区日光温室，每年春秋两茬黄瓜，黄瓜枯萎病等土传病害严重发生的连作9年的重茬土。供试病原菌：黄瓜枯萎病菌（Fusarium oxysporum f.sp.cucumerinum），天津市农业科学院植保所病害研究室保存。将F.oxysporum用PDA液体培养基25℃ 培养1周后，血球计数板镜检，将孢子悬浮液调整为106cfu/ml，备用。生物土壤添加剂分别按1%、3%、5%与土壤搅拌混匀，每营养钵装土400g，以不加添加物的连作土为空白对照。用枯萎病菌的孢子悬浮液浸泡已催芽的黄瓜种子30s，每钵3粒种子，每处理12盆，3次重复。播种后7天、14天、21天、28天调查黄瓜根际土壤微生物数量及区系。取根部样品，自来水强力冲洗后，用滤纸吸干，装入保鲜袋，放入-20℃低温冰箱中保存。土壤中微生物的分离采用土壤稀释分离法。土壤和根际真菌、放线菌、细菌分别以10-3， 10-5，10-7的稀释浓度，分别采用马丁氏培养基、改良高氏一号培养基和牛肉膏蛋白胨培养基进行分离。在26℃，28℃，30℃培养箱内培养6天、8天、10天，统计平板上的菌落数。对优势菌属进行鉴定并用平板对峙培养法测定对黄瓜枯萎病菌抑菌作用。不同处理根系的酶活性测定，过氧化物酶POD活性的测定，采用愈创木酚法；多酚氧化酶PPO活性的测定，参照朱广廉的方法，采用邻苯二酚为底物，测定525 nm处的OD值，以每分钟OD值变化0.001为1个酶活单位U；根系脱氢酶采用TTC法。根系酚类物质含量的测定参照Folin 试剂比色法。施用生物土壤添加剂后各种微生物数量明显上升，各处理间真菌数量变化不大，细菌数量明显增加。随施着用量增加，根际微生物总量呈上升趋势，细菌数量增多，放线菌的数量也呈上升状态。细菌和放线菌数量较对照增幅较大，真菌变化相对较小。各处理土壤细菌的优势菌株主要为假单胞菌属和芽孢杆菌属的不同菌株。枯草芽孢杆菌、假单胞菌可以拮抗黄瓜尖镰孢菌（Fusarium oxysporum），可减少土壤中的病原菌。真菌主要为半知菌类，是土壤中常见的类群，不同处理产生的真菌类群主要为木霉菌，其次是青霉菌、毛霉属、根霉属、镰孢霉属及曲霉属，其他菌属所占比例较少。优势菌中的青霉、木霉和毛霉对黄瓜枯萎病菌有不同程度的抑菌作用。土壤放线菌主要为链霉菌，其中优势菌为黄孢类群、灰褐类群、白孢类群及粉孢类群，放线菌大多可以分泌抗生素抑制病原真菌，添加剂处理中黄孢类群、灰褐类群较对照增加，并且这两类菌株对黄瓜枯萎病镰刀菌有较强的抑制作用。在接种后第7天达到酶活性高峰，随着病原菌的侵染，POD酶活性下降，生物土壤添加剂的各处理显著高于对照。根系PPO活性随着添加剂施用量的增加呈现上升，在接菌后7天出现明显的酶活高峰，之后各处理逐渐下降，添加剂各处理的酶活性一直高于仅接枯萎病菌的对照。根系脱氢酶的活性随着施用量的增加其活性增强，随着病菌的侵入各处理的根系活力均有所下降。植株根系防御酶系POD酶及PPO酶活性变化与生物土壤添加剂的抗病性有直接关系，即抗病性越强，其植株内这两种酶的活性越高。酶活性含量越高，变幅越小，其抗性越强。生物土壤添加剂的应用显著提高了根系脱氢酶的活性。增强了根主动吸收的能力，有利于植株的生长。在病原菌的侵入期至潜育期总酚含量逐渐下降，但施用添加剂处理其酚类含量始终高于对照，这可有效阻止病原菌的入侵，植株开始发病时，根系酚类物质含量显著增加。酚类化合物是由植物体内自身合成的一些具有抗菌作用的次生代谢物质。酚类物质在植株体内的含量会受到外源病菌的侵入而发生相应的变化。与启动自身防御体系有关，以此来抵抗病原菌的侵害。生物土壤添加剂防病机制复杂，还有待进一步研究。既有土壤微生物的调节作用，又有添加物的诱导抗病性。生物土壤添加剂对连作障碍的防治作用可归为：①土壤中有益微生物对土传病原菌的拮抗作用增强。②土壤添加剂中含有丰富的营养物质及多种微量元素，可以补充作物生长的需要，促进根系的发育，增强植株的抗病性。③施用添加剂后，改善了土壤微生物的营养条件，提高了土壤微生物多样性，从生态水平上缓解了连作的发生。④生物土壤添加剂具有诱导抗病性，可以诱导植株体内与抗病有关的POD酶、PPO酶及根系脱氢酶的活性，提高植株体内抗病物质酚类化合物的含量。⑤生物土壤添加剂中的一些有机物对土传病原菌具有抑制作用。

真菌病毒广泛存在于真菌中，其核酸类型多为dsRNA，也有少数为ssRNA。大多数真菌被侵染后不表现症状，但有些真菌病毒可以对寄主造成显著影响，如引致寄主真菌生长缓慢、菌落形态异常和致病力显著下降等，即弱毒现象（Hypovirulence）。由于真菌病毒在植物病原真菌间扩散可导致病原真菌群体出现致病力衰退。因此，与植物病原真菌衰退相关的真菌病毒在植物病害控制中有重要的作用。前期研究证实核盘菌Ep-1PN菌株的衰退与真菌病毒SsDRV（核盘菌致病力衰退相关病毒）有关。但是我们发现Ep-1PN菌株可以通过有性繁殖摆脱SsDRV的为害，而恢复生长和致病，通过RT-PCR检测，Ep-1PN菌株的子囊孢子子代不携带有SsDRV；在Ep-1PN菌株的菌核分离物中，也可以获得恢复正常表型的培养物，这些培养物或携带SsDRV或不携带SsDRV。这即表明，在自然界感染真菌病毒（SsDRV）的核盘菌仍然有可能摆脱SsDRV的影响。带毒真菌的这种脱毒作用对利用真菌病毒控制植物病害造成了潜在的风险。植物病原真菌周遍存在众多的微生物，它们是否对带毒真菌的脱毒作用目前并不明了。盾壳霉（Coniothyrium minitans）是核盘菌的重寄生菌，其所需的适宜温度与核盘菌的相似，随核盘菌生长而生长。我们推定盾壳霉可能对Ep-1PN菌株的脱毒作用存在一定影响。将核盘菌Ep-1PN菌株在PDA平板上于20℃培养2～4天后，形成小菌落，移走菌落中接种时遗留的Ep-1PN菌株的菌丝块，并在此部位接种盾壳霉ZS-1菌株的菌丝块，继续置于20℃培养7～10天。依据混合菌落边缘的特征将其分成4种类型：A.菌落边缘长出生长速度较快的核盘菌菌丝，出现的频率为16.3%；B.菌落边缘大部分是类似核盘菌Ep-1PN菌株的菌落，出现的频率为47.1%；C.菌落边缘大部分是盾壳霉ZS-1菌株菌落，出现的频率为28.8%；D.菌落边缘全部是ZS-1菌株的菌落，出现的频率为7.7%。对A型菌落，挑取核盘菌菌丝尖端进行继代培养。随机选择34株进行表型分析，测定其菌丝生长速度、致病力和观察其菌落形态。结果表明这些继代培养物均恢复为强毒力菌株的特性，称恢复菌株。这些恢复菌株的菌落形态正常、生长速度在1.7～3.0cm/天，其中17株培养物集中于2.2～2.4cm/天，8株培养物的生长速度大于2.4 cm/天。它们的致病力较强，病斑扩展速度在1.0～1.4cm/天之间，其中16株培养物的病斑扩展速度在1.15～1.3cm/天之间，有9株培养物的扩展速度大于1.3cm/天；而Ep-1PN菌株仅能形成微小的病斑，或不形成病斑。这些恢复菌株对SsDRV不具有抗性，与Ep-1PN菌株对峙培养后又重新被感染表现弱毒特性。对这些恢复菌株提取dsRNA发现大部分含有7.4 kb的片段，小部分菌株同时含有7.4kb和6.4kp的片段，还有一部分未检测出含任何dsRNA。未发现含有1.0kb或仅含6.4 kb，但不含7.4 kp片段的培养物。我们的研究证实核盘菌寄生真菌盾壳霉对Ep-1PN菌株摆脱SsDRV的影响具有一定的促进作用，盾壳霉促进Ep-1PN菌株摆脱SsDRV的影响的机理有待进一步研究。

甜瓜为一年生草本植物，按其生态形分为薄皮甜瓜和厚皮甜瓜。济宁市种植薄皮甜瓜具有悠久的历史，但大面积集中栽培还是在近些年随着农业产业结构的调整而发展，目前仅在任城区、金乡县、鱼台县西部、嘉祥县南部保护地种植面积就达5万余亩，成为山东省最大的薄皮甜瓜种植基地。随着种植时间的延长和种植面积的不断扩大，甜瓜病害不断加重，特别是苗期病害，由于甜瓜多采用大棚育苗，育苗时间一般在1月下旬，常常遭遇低温，棚内温湿度不宜控制，病害容易发生，经常因防治不当，苗床大量死苗或移栽后造成大量死亡，若控制不力，将会对甜瓜的发展带来严重危害。几年来笔者针对为害较大的甜瓜苗期病害的发生及防治进行了试验研究，目的在于了解、掌握该类病害的发病特点和防治方法，进行经济有效的防治。已有国内外学者对该类病害进行了研究，特别是对露地栽培条件下的发生与防治研究较多[1～4]，而对保护地苗床期的发病特点和防治方法却少见报道。1.1.1 症状 发病初期，出土幼苗茎基部出现水烫状病斑，继而病斑逐渐加深为淡黄褐色，同时绕茎扩展，病部缢缩呈细线状，幼苗因失去支撑而折倒，刚折倒的病苗子叶短期内仍为绿色。发病严重时，种子未萌发或刚发芽时，即受病菌侵害，造成烂种、烂芽。湿度大时，成片幼苗猝倒，在病苗或病芽附近常密生白色棉絮状菌丝。1.1.2 病原菌 该病原菌为真菌Pythium aphanidermatum（Eds.）Fitsp.属鞭毛菌亚门，为瓜果腐霉菌。此外，甜瓜疫霉（P.melonis Katsura）和辣椒疫霉（Phytophthora capsici Leonian）等也可引起蔬菜幼苗猝倒病。1.1.3 传播途径和发病条件 病菌以菌丝体、卵孢子等随病残体在土壤中越冬，并可长期存活。遇有适宜条件，卵孢子萌发产生孢子囊，以游动孢子或直接长出芽管侵入寄主。田间病菌主要随水的移动、飞溅等进行传播蔓延。湿度大时，病苗上产生孢子囊和流动孢子，进行重复传染。低温高湿是猝倒病发生的必要条件。这是因为低温高湿不利于幼苗生长，但病菌仍能活动。一般猝倒病适宜地温为10℃左右。所以猝倒病多发生在早春育苗床上，尤其当幼苗期遇连阴天，光照不足，出现低温高湿环境，极易发生猝倒病。有的苗床开始发病时，是从棚顶滴水处的个别幼苗上先表现病症，几天后以此为中心，向周围蔓延扩展。该病也是甜瓜苗期的一种重要病害。据笔者几年调查，新苗床30%以上，老苗床50%以上可发现该病害。特别是老苗床，如不注意温湿度管理和及时防治，整个苗床可在几天基本死光，为害很大。是所有甜瓜种植区均能形成为害的一种病害。1.2.1 症状 刚出土的幼苗即可受害，以中后期发病为多。发病初期，病苗茎基部变褐，产生椭圆形病斑，叶片白天萎蔫，早晚尚可恢复。随病情发展，病斑渐凹陷、扩大，绕茎一周，叶片萎蔫不能复原，最后病部收缩干枯，病苗枯萎死亡。但病苗不呈猝倒状，病部有同心轮纹及淡褐色蛛网状菌丝。这一特点是本病与猝倒病相区别的主要特征。1.2.2 病原菌 该病原菌为真菌Rhizoctonia solani Kuhn.属半知菌亚门，为立枯丝核菌。该菌不产生孢子，主要以菌丝传播和繁殖。菌丝从无色变为黄褐色。病菌可产生菌核，菌核近球形或无定形，无色、浅褐色至黑褐色。有性阶段Pellicularia filamentosa（Pat.）Rogers.为丝核薄膜革菌。1.2.3 传播途径和发病条件 病菌以菌丝体和菌核在土中越冬，能存活2～3年。菌丝能直接侵入寄主，通过水流及带菌的堆肥传播为害。病菌生长适温为24℃。播种过密，间苗不及时，温度过高，易诱发此病。1.3.1 症状 该病害为一种生理性病害。幼苗出土后不长新根或不定根，幼根表面开始为锈褐色，尔后腐烂。沤根后地上部子叶或真叶呈黄绿或乳黄色，叶缘开始枯焦，严重的整叶皱缩枯焦，生长极为缓慢。在子叶期出现沤根，子叶即枯焦。在真叶期发生沤根，真叶就会出现枯焦。1.3.2 病因及发生条件 主要是苗床地温12℃以下持续时间较长，地势低洼、土壤黏重加之浇水过量或遇阴雨天气，苗床地温过低，致使幼苗根部呼吸作用减弱，活性降低。如此持续时间较长就会发生沤根。甜瓜育苗应选择土壤松而不散、黏而不硬、通气透水性良好、保肥保水力强的壤土新地或轮作3～5年的无病地育苗，大棚苗床必须选用无病土育苗。如用连作地或病地土壤，则苗床需深翻或用药剂消毒，常用50%福美双可湿性粉剂与40%五氯硝基苯粉剂消毒，或50%多菌灵可湿性粉剂，每平方米苗床8～10g，与20～30kg细干土拌匀成药土，待苗床所浇底水渗下后，取1/3药土作垫土铺底，种子播下后再将其余2/3药土覆在种子上，播后保持床面湿润；或将以上药土制成营养钵，再播种育苗。应用该方法进行防治，两年平均防治效果达到88.63%，实践证明这是一种经济有效的防治方法，可以兼治甜瓜猝倒病和甜瓜立枯病。加强苗床管理应以促进幼苗健壮生长，提高地温、降低苗床湿度为中心。为给幼苗创造良好生长条件，增强抗病能力，育苗前选用土质肥沃，不积水的苗床，施足优质腐熟有机肥，采用营养土育苗；提供使用无土育苗基质进行育苗。播种前浇足底水，出苗后尽量不浇水或少浇水，播种要均匀，密度不宜过大，防止床土过湿。出苗后，如果后，如果苗床出现过湿情况，可用小锄划锄或撒施干草木灰，以降低湿度；早春采用大棚育苗，必须做好增温保温工作。为了有效增加苗床温度，可结合实际情况，选用地热线育苗或火坑育苗，以缩短苗期时间。苗床还要尽量多地增加光照，并且苗床的通风、降湿，尤其在连续阴天、光照不足时更要抓住时机通风降湿；苗床要早分苗，使苗健壮，提高抗病力。出苗后如有少量病苗时应立即挖除，移出苗床处理，并选择下列杀菌剂在病苗及全苗床喷雾防治：以猝倒病为主时使用72.2%普力克水剂400～600倍液，72%克露可湿性粉剂500～600倍液，70%百得富可湿性粉剂600倍液，64%杀毒矾可湿性粉剂500倍液，50%多菌灵悬浮剂500倍液，75%百菌清可湿性粉剂600倍液；以立枯病为主时使用20%甲基立枯磷乳油800倍液，70%甲基托布津800倍液，70%敌克松原粉1000倍液，50%福美双可湿性粉剂500倍液，64%杀毒矾可湿性粉剂500倍液，50%多菌灵悬浮剂500倍液，75%百菌清可湿性粉剂600倍液，每平方米苗床喷淋药液2～3L，视病情发展情况，间隔7～10天再喷一次；在瓜苗移栽定植前选择广谱性杀菌剂如百菌清、杀毒矾、代森锰锌、多菌灵等再喷雾一次，带药移栽定植。选用土壤疏松，透气、透水性好的田园土，施足优质腐熟有机肥或生物肥，采用营养土育苗，提倡使用无土育苗基质进行育苗，播种前浇足底水，出苗后尽量不浇水或少浇水，播种密度不宜过大，出苗后如果出现苗床过湿，可采用小锄划锄或撒施干草木灰，以降低湿度，白天温度控制在20～25℃，夜间15℃，最低应在12℃以上，如果苗床出现沤根，应立即控制浇水，采取各种降湿升温措施。除划锄或撒施干草木灰以外，还可用生石灰降湿除潮。方法是：选新烧制的生石灰，分散放入苗床小拱棚内，充分吸潮后，进行更换，但注意生石灰不能与瓜苗直接接触。

植物寄生线虫是重要的植物病原物，全世界已报道的植物寄生线虫达200多属5000余种[1]，我国粗略统计到2005年底报道的植物线虫约有40属，400种[2]。植物寄生线虫不但为害植物根部，而且还为害茎、叶、花和果实。据估计全球每年因植物寄生线虫造成的经济损失达1000亿美元[3]。植物寄生线虫的生防因子包含天敌（真菌、细菌、病毒、立克氏体、捕食性线虫、涡虫、螨类、昆虫和原生动物等）、动植物、微生物等[4]。1917年美国的Cobb最早提出植物寄生线虫的生物防治，1924年Thorne在美国犹他州将捕食性线虫Iotonchus amphiogonicusy引入甜菜地中并获得成功。其后，各国学者做了大量工作，到20世纪70年代，又开始研究利用捕食线虫防治植物寄生线虫，在法国Cayrol及其合作者利用Arthrobotrys robusta和A.irregularis首先研制成功防治蘑菇栽培中的有害线虫和蔬菜根结线虫的商品制剂Royal 300[5]和Royal 350[6]。从20世纪80年代开始，国内外开始大量调查定殖于固着性线虫卵、雌虫、胞囊上的真菌，国际马铃薯中心组织了40多个国家和地区的专家对Paecilomyces lilacinus进行了防治根结线虫的试验并取得一定结果[7]，Paecilomyces lilacinus被研制成商品制剂应用于根结线虫的防治[8]。90年代之后，植物寄生线虫的生防资源挖掘工作大量增加，新的生防因子不断被发现。据统计，关于线虫生物防治的文献中，以真菌为材料的占76%，捕食性线虫占7%，细菌和放线菌占5%左右，其余在3%以下[9]。目前，国内外发现的线虫生防因子主要包括以下几种类型：植物寄生线虫生防真菌包括捕食性真菌、线虫内寄生真菌、卵寄生真菌、产毒真菌、菌根真菌、机会真菌。研究较多的有寡孢节丛孢（Arthrobotrys oligospora）、指状节丛孢（A.dactyloides）、淡紫拟青霉（Paecilomyces lilacinus）、黑曲霉（Aspergillus niger）、木霉属（Trichoderma spp.）、尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）以及担子菌中的粗皮侧耳（Pleurotus ostreatus）等[10]。应用于植物寄生线虫的生防真菌有：节丛孢属（Arthrobotrys）的A.irregularis，A.robusta，A.conoides，A.oligospora，A.dactyloides[11]等；单顶孢霉属（Monacrosporium oudemans）的椭圆单顶孢M.ellipsosporium[12]；指状节丛孢A.dactyloides[13]。其中不规则节丛孢（A.irregularis）已经制成了商品制剂Royal 300和Royal 350。目前报道的线虫内寄生真菌主要有被毛孢菌（Hirsutella rhossiliensis=Hirsutella heteroderea）[14]和Hirsutella minnesotensis[15]。轮枝霉属（Verticillium）的8种：V.catenulatum，V.chlamydosporium（厚垣轮枝孢），V.sinensis（中国轮枝孢），V.lamellicola（菌褶轮枝霉），V.leptobactum，V.lecanii（蜡蚧轮枝霉），V.psalliotae（蘑菇轮枝霉），V.inseatorum。还有Drechmeria coniospora等[11]。我国已用厚垣孢普可尼亚菌（Pochonia chlamydospora）ZK7菌株制成了“线虫必克”商品制剂。目前研究最多的是淡紫拟青霉Paecilomyces lilacinus。该菌是一类广泛存在的线虫卵寄生土壤真菌。不少研究表明，淡紫拟青霉可以寄生根结线虫Meloidogyne spp.[16]、胞囊线虫Heterodera spp.等植物病原线虫的卵[17]，对南方根结线虫卵的寄生率高达60%～70%[7]。刘畅在18℃和25℃条件下，室内测定厚垣轮枝菌V10菌株对南方根结线虫卵的寄生效果，结果表明，在18℃和25℃条件下，V10菌株对南方根结线虫卵的相对寄生率分别为77.22%、73.00%[18]。除寄生作用外，Cayrol等还报道了淡紫拟青霉的培养滤液中含有杀线虫物质。目前，该菌株已被各国学者广泛应用于线虫的生防并成为商品制剂[19]。目前发现的有90多个杀线虫菌物毒素，其中包括担子菌、子囊菌、半知菌中的部分菌物产生杀线虫的毒素。1984年Thorn&Barron报道了侧耳属真菌的5个种具有侵染和消解线虫的活性，1987年他们证明了侧耳属侵染线虫的机制是通过产生毒素作用于线虫，向红琼等的研究也认为糙皮侧耳对腐生线虫的作用机制是杀虫寄生。到目前为止，已经证明侧耳属的P.ostreatus，P.pulmonarius，P.tuberregium，P.strigosus，P.subareo latus，P.cornucopiae，P.cystidiosus，P.citrinopileatus，P.colombinus，P.shodophyllus，P.salmon seostramineus，P.sapidus，P.sajorcaju，P.florrida，P.flabellatus，P.dryinus，P.euosmus，P.eryngii，P.levis，.ferulae，P.spodoleucus，P.memberan cens，P.certicautus等23个种对线虫有活性。汪来发等对草皮侧耳属真菌对松材线虫的作用也进行了初步研究。在对线虫抑制活性的测定中，经过测定的该属的不同种都对线虫有活性，但还没有活性显著强于其他种的优势种，毒力高、活性强的菌株都分属于不同的种[20]。在菌根真菌的研究中，最为关注并被研究最多的是丛枝菌根Arbusculare Mycorrhiza 简称为AM。据报道AM真菌对Globodela rostochiensis，Meloidognearenaria，M.incognita，M.javanica，Heterodera cajani，H.glycines，Helicolylenchus dihstera，Pratylenchus subrachyurus，P.pene-trans，P.zeae，Potylenchulus reniformis，Radopholus citrophilus，R.semilis，Tylenchulus semipenetrans等引起的花生、大豆、蚕豆、鹰嘴豆、棉花、燕麦、番茄、黄瓜、马铃薯、桃、葡萄、柑橘等各种线虫病害，都能不同程度地降低其为害[21]。机会真菌是可以寄生线虫的卵、胞囊或雌虫的一类真菌，有的学者把这种菌物称为机会真菌。对此类真菌的侵染机制已进行了超微结构观察和分子机制研究[22]。Chen和Dickson对12种真菌对大豆胞囊线虫卵的侵染做了扫描电镜和透射电镜观察，其中10种能够侵染[23]。Galper等报道，Cuninghamella elegans可以产生胶原蛋白酶，其菌物在胶原蛋白培养基上的培养滤液可以抑制爪哇根结线虫卵的孵化，影响幼虫的活动和侵入[24]。1982年Zavaleta-Mejia和Van Gundy首次报道了根际细菌对番茄和黄瓜根结线虫侵染的抑制作用，随后Becker在1988年报道了根际细菌对南方根结线虫的防治作用，Jaworski等于1986年将2株对根结线虫具有防治作用的荧光假单胞Pseudomons fluorescens申请了专利。2001年据Copping报道，美国CCT Corp.公司用洋葱假单胞菌Pseudomonas cepacia制成了杀线剂“Deny”。到目前为止，发现有效的根际拮抗细菌有Pseudomons spp.，Bacillus spp.，Agrobacterium radiobacter，Gluconobacter spp.，Sporolactobacillus spp.，Serratia spp.，Acinebacter spp.等，这些根际细菌的作用机理和应用技术都在进一步的研究中 [25]。1906年美国线虫学家Cobb首次报道了巴氏杆菌Pasteuria penetrans对线虫的寄生作用。1996年，Ebert等从水蚤上重又分离到细菌寄生物P.ramosa，并以此作为巴氏杆菌的模式种。现今报道巴氏杆菌可根据其寄主类型及内生孢子分为4个种，即水虱寄生菌P.ramos、根结线虫Meloidogne spp.成虫上的寄生物P.penetrans、仅寄生短体线虫Pratylenchusbrachyurus的P.thornei及可以寄生胞囊线虫Heterodera spp.、球形胞囊线虫Globodera spp.成虫的P.nishizawae。另外有两个未鉴定的种：从德国豌豆胞囊线虫上分离的菌株和从佛罗里达长尾刺线虫上分离的菌株[26]。鉴于巴氏杆菌具备生防菌的诸多优良性状，许多国家和地区都十分重视对该菌的研究。我国在这方面起步较晚，相关研究虽然取得了很大进展，但距离开发成商品制剂还有许多工作要做。苏云金杆菌是一种广谱微生物杀虫剂，它的最大的优点就是能够形成芽孢的同时，也能够形成不同形态且具蛋白性质的伴孢晶体。苏云金杆菌（BT）目前已广泛应用于鳞翅目害虫的防治。1990年Davidas报道，苏云金杆菌β-外毒素对南方根结线虫、大豆胞囊线虫有毒杀作用[27]。放线菌和真菌、细菌一样，是植物寄生线虫的重要天敌类群之一。尽管对放线菌研究很少，但阿维菌素及其衍生物的研究和开发利用是少数成功例子中典型的一个。我国于20世纪80年代末引进和分离到阿维菌素产生菌。1994年由中国农业大学和上海农药研究所等单位开发成功首个AVM产品—北农爱福丁，到2003年6月登记的AVM产品品种达到658个。近30年来国内外陆续发现了莫比霉素（Milbemycin）、戒台霉素（Jietaicin）、阿维菌素（Avermectin）、南昌霉素（Nanchangmycin）等高活性杀虫杀线虫抗生素[28～29]。病毒作为植物寄生线虫的天敌因子研究甚少。迄今为止发现的受病毒感染的线虫只有6种：南方根结线虫Meloidogyne incognita、鼠膀胱线虫Trichosomoides crassicauda、异头锥线虫Dolichodorus heterocephalus、食蚊罗索线虫Romanomermis culicivorax、马氏矮化线虫Tylenchorhynchus martini、Thaumamermis cosgrovei等 [30]。1973年Shepherd等首次报道豌豆胞囊线虫Heterodera goettingiana和马铃薯金线虫Globodera rostochiensis体内存在有立克次氏体，从而证实立克次氏体是线虫的致病因子。1979年Endo也报道大豆胞囊线虫Heyerodera glycines细胞受到立克次氏体的感染。尽管30多年前就证实立克次氏体能够感染胞囊线虫，但利用立克次氏体进行植物寄生线虫的生物防治至今未见报道。研究发现，一些植物能产生对线虫的行为和发育有较强影响的物质，最终可引起线虫死亡，或干扰卵孵化、蜕皮和激素调控，作用方式也多种多样。目前已知约有75科植物含有杀线虫物质，其中菊科和豆科植物是研究最多的杀线虫植物。非洲万寿菊（Tagetes erecta）的根部、叶部提取物都表现明显的杀线虫活性或抑制卵孵化。日本杉（Cryptomeria japonica）的叶片对南方根结线虫有显著防效[31]；毛鱼藤（Derrielliptica）根有极强杀线活性，三尖杉（Cephalotaxus fortunei）茎叶、粗榧（Cephalotaxus sinensis）树叶、狼牙刺（Sophora viciifolia）种子、紫斑牡丹（Paeonia suffruticosa var.papaveracea）茎的抽提物对南方根结线虫和水稻潜根线虫具极强的杀线虫活性[32]。众多研究表明，万寿菊是应用植物防治线虫的生防研究中使用最多的一种植物[33]。有机改良剂种类繁多，主要有壳质粗粉、植物残体及加工废料、绿肥、饼肥、堆肥和粪肥等。在有机改良剂防治根结线虫病方面国内外也有不少的报道，例如 Singh 等报道了不同植物饼肥提取物对根结线虫卵孵化的影响，发现菜子饼和棉子饼的水煮提取物可降低孵化率 90%以上[34]。本课题组研究了不同植物有机质对黄瓜根结线虫病的防治效果。盆栽试验结果表明：蓖麻叶、麦糠、楝叶和花生饼粕对黄瓜根结线虫病防治效果分别达到70.44%、68.17%、56.09%和54.92%；田间小区的试验结果与盆栽试验结果基本一致，防效较好的有麦糠、楝叶、蓖麻叶和菜籽饼粕4个处理，防效分别达到71.55%、69.99%，63.14%和62.19%[35]。刘辉志研究发现将不同有机改良剂及其生防菌混用，可以提高防治效果[36]。捕食性线虫一直是国内外线虫学家关注的重点之一，其中最重要的属有Odontopharynx，Butlerius，Onchulus，Mononchuus，Ironus，Labronema，Aporcelaimus，Sectonema，Actinoloaimus，Carcharolaimus和Nygolaimus。此外Discolaimium，Discolaimus，Eudorylaimus，Tripyla中的一些种也捕食线虫。捕食性线虫在土壤中分布广、数量大，Rahaman 和Ahmad从90个土壤样品中分离的64个种中，捕食线虫占第二位，并且Aporcelaimellus密度大，数量多[37]。捕食性节肢动物的研究也很广泛，可取食植物线虫的节肢动物主要有4种功能类型：①普通捕食者：主要有吸食猎物的螨、捕食猎物的蜈蚣、Symphylan也在此列；②线虫捕食者：主要有螨类如犹伊螨属（Eviphis）、异伊螨属（Alliphis）、Crasscheles三类吸食体液的螨类以及Alycus和无爪螨属Alicorhagia；③吸食真菌或线虫体液者：如Tydeus，Eupodes，Tarsonemus，Bakerdania，Pediculaster，Scutacarus，Speleorchestes等；④摄取线虫某一部分：如Oribatula，Zygoribatula，Pilogalumna，Tyrophagus，Folsomia，Isotoma，Oppiella，Joshuella，Ceratocepheus，Anotylus，Tullbergia，Hypogastura 等 [38～39]。经过国内外植物寄生线虫研究工作者的共同努力，植物寄生线虫的生物防治研究取得了很大成就，大量的生防资源被挖掘出来并进行了深入研究，一些生防因子也已被开发利用，除广泛使用的阿维菌素（AVM）和线虫必克外，还有防治蔬菜根结线虫的Pasteuria penenteans；防治植物根结线虫和胞囊线虫的Paecilomyces lilacinu，Pochonia chlamydosporia；防治大豆胞囊线虫的不产孢真菌（ARF18）；防治植物寄生线虫的Myrothecium verrucaria和H.rhossilienesis，防治松材线虫的植物杀线剂杀线一号等。线虫分子生物学技术近年来也取得长足发展，尤其是在线虫生防资源调查、高效生防菌株的选育、基因改良、菌剂研制、抗病育种及线虫与植物的互作等研究领域得到广泛应用[11]。此外，其他一些相关的研究方法和评价办法也日臻成熟，这些都为我们进一步开展更深入和更广泛的研究奠定了良好的基础。在植物寄生线虫的生物防治研究中，存在的突出问题主要是：（1）在生防因子方面，筛选出的生防因子主要是真菌，而细菌和放线菌很少，并且在植物寄生线虫的生防因子的作用机制研究方面还较匮乏。（2）所开发出的生防制剂仍然存在稳定性差、自然条件下存贮时间短的问题，并且剂型单一，推广应用难度大。（3）优良菌株筛选模型和评价体系不完备。优良菌株筛选模型和评价标准是植物寄生线虫生物防治及生防制剂开发的基础，但至今国内外仍然没有统一的、科学的筛选模型和评价标准，尤其是生防制剂的安全评价标准。（4）在杀线植物、杀线植物产品和有机改良剂利用研究方面仍较少，一些植物病原线虫如禾谷胞囊线虫的生防研究仍较滞后。（5）在植物寄生线虫的生防微生物代谢产物的生防作用研究方面，国内外报道较少，如何利用微生物高活性代谢产物为模板，开发出更多的生物源杀线剂，仍是需要进一步深入研究解决的问题。运用有益生物防治植物病害，包括植物寄生线虫在内，是今后植物病害防治的重要手段。在自然界，线虫的天敌数量大、种类多、分布广，有着极大的生防潜力；杀线虫植物在自然界也广泛存在。国内外学者虽然对植物寄生线虫的生物学、生态学、生防因子等方面进行了深入研究，并开发出一些生防制剂，但在植物寄生线虫的生防因子的作用机制研究方面还较匮乏，对筛选出来的生防因子进行产品开发和利用技术研究还相对滞后，致使能够在生产中应用的生防产品还相对较少，而且效果不够稳定。今后需要重点研究解决的问题包括土壤的抑菌作用问题、生防菌的风险评估、生防制剂的质量评价标准和体系问题等。在生防制剂的开发和应用技术研究方面，应投入更多人力物力进行攻关，有关研究单位应加强合作和交流。此外，在利用微生物高活性代谢产物为模板，开发生物源杀线剂，对杀线植物的调查和挖掘工作也需进一步深入开展。

近年来，水稻条纹叶枯病（Rice stripe Vir，RSV）在浙江嘉兴市呈快速上升态势，2007年全市发病面积达26.4万亩，对水稻安全生产带来严重威胁。影响水稻条纹叶枯病的发病流行的因素很多，如传毒媒介灰飞虱种群数量与带毒率、水稻品种抗病性、耕作制度、气候条件等。为了探索水稻播种期与灰飞虱迁移传毒和条纹叶枯病发病间的关系，为防治提供科学依据，2006～2007年进行了水稻不同播种期对病害发病程度的影响试验，现将结果综合整理如下。移栽单季晚稻，品种为秀水09。2006年与2007年均分4期播种，播种时间分别为5月15日、5月22日、5月29日和6月5日，每期间隔7天，每处理重复3次，每小区大田面积在0.5亩。播种前未做药剂浸（拌）种处理，按照处理要求时间，依次分期播种，待30天秧龄时依次分期移栽。秧田期、大田前期正常肥水管理，但不用杀虫剂、杀菌剂，让其自然发病。调查方法：秧苗移栽前调查病株率；大田期在移栽后至病情稳定期，各处理区用五点式取样法选定5点，每点40丛，计每区200丛，每隔5天调查1次，调查丛发病率与株病率，观察各处理区发病动态变化。秧田期各播种期间发病程度差异较为明显，2006年 5月15～22日播种的株病率高，分别为3.26%和2.25%，显著高于5月29日播种的0.24%，6月5日播种秧田未发病。2007年调查结果与2006年相似，见表1。调查试验表明，秧田期播种期越早，发病越重。年度播种期（月/日）5/155/225/296/520063.262.250.240.020074.205.300.370.33表1 水稻秧田不同播种期条纹叶枯病发病情况 （浙江嘉兴，2006～2007）在大田病情稳定期（7月中旬）调查，各播种期与病害的发生有着密切的关系，年度间、重复间基本一致。2006年的4个播种期中，从早到迟平均病丛率依次为18.5%、10.0%、5.67%和1.5%，平均病株率依次为4.07%、2.69%、1.89%和0.42%。随着播种期的推迟，病情递减。2007年的4个播种期中，前2个播种期病情重，病丛率分别为16.2%和16.67%，病株率分别为5.18%和7.31%，而后2个播种期的病丛率分别为2.7%和1.5%，病株率分别为1.9%和0.7%。试验进一步证实了播种期与发病程度间的密切关系，即播种期越早，发病越重，反之，则发病越轻。年度播种期（月/日）病丛率（%）病株率（%）重复1重复2重复3平均0.050.01重复1重复2重复3平均0.050.01200620075/1517.516.521.518.5aA4.163.164.884.07aA5/2210.510.59.010.0bB2.553.332.182.69bAB5/296.04.56.55.67cC2.021.072.571.89bBC6/52.00.52.01.5dD0.630.130.500.42cC5/1516.017.015.516.2aA6.225.214.115.18aA5/2218.015.516.516.67aA9.315.826.807.31aA5/293.03.02.02.7bB2.472.350.891.90bB6/52.01.01.51.5bB0.770.680.640.70bB表2 水稻播种期与大田条纹叶枯病发病关系调查 （浙江嘉兴，2006～2007）水稻不同播种期条纹叶枯病发病程度差异明显，分析原因主要是由传毒介体与条纹叶枯病的流行规律所决定的。条纹叶枯病是由灰飞虱为传毒媒介的病毒病，在一定的带毒虫源基数下，灰飞虱成虫高峰的早迟直接影响病害的流行与否。2006～2007年灰飞虱在嘉兴市的一代成虫高峰在5月中、下旬，如在此期间播种，出苗后正与一代成虫传毒高峰相吻合，此时水稻播种面积小，大量灰飞虱成虫迁移在秧苗上集中传毒，病害发生就重；而推迟至6月上旬播种，灰飞虱正处低龄若虫期或卵期，迁移能力不强，且随着气温的升高，灰飞虱数量减少，此时播种，传毒机率大为降低，病害发生就轻。观察表明，水稻条纹叶枯病与其他病害一样，经历始病期、剧增期、稳定期、下降期4个阶段。始病期随着播种期的不同而不同，播种越早，发病也越早，一般在移栽后2～7天开始出现病害症状；剧增期是病情急速发展的时期，各播种期间较为一致，2006年在6月25日～7月10日，历时15天；2007年在6月28日～7月12日，历时14天。病害稳定期各播种期间差异较小，2006年、2007年均在7月10日左右，此后病情开始缓慢下降，见图1、图2。图1 大田期各播种期条纹叶枯病发病动态（浙江嘉兴，2006）水稻播种期对条纹叶枯病发病有较大影响，在自然发病情况下，秧田期与大田期播种期早，病情重；播种期迟，病情轻。分析原因这与灰飞虱迁移和传毒特性有关，水稻播种期如与一代灰飞虱成虫高峰相吻合，发病就重。在浙江嘉兴市，一代灰飞虱成虫高峰一般在5月中下旬，此时播种容易造成集中传毒。水稻条纹叶枯病防治的根本措施是抗病品种的选育与推广，在目前缺乏抗病品种的情况下，适期播种是控制病害流行的最有效方法之一。水稻播种期的选择，应根据水稻品种的特性、灰飞虱成虫传毒高峰而定，在对水稻生长发育、产量、品质等影响较小和不受影响的前提下，水稻播种期应避开灰飞虱成虫传毒高峰期，应提倡适当推迟、同期播种，在浙江嘉兴市推迟至5月底至6月中旬播种较为适宜。图2 大田期各播种期条纹叶枯病发病动态（浙江嘉兴，2007）

本文以甘蓝型油菜一个抗病毒品种和一个感病毒品种为试材，利用转基因手段进行了油菜抗病毒病相关研究。利用乙烯、甲基茉莉酸、水杨酸类似物苯丙噻重氮3种化学物质诱导处理油菜叶片，提取处理前后各材料的RNA，标记探针后与拟南芥芯片进行杂交，通过对基因表达谱的分析，获得与抗病性相关的基因，从中选择3个与病毒抗性相关的基因BNP5、BNP7和BNP10。其中BNP7和BNP10为全长序列，BNP5 5'端部分序列缺失，通过5'-RACE的方法获得该基因全长序列，分别构建3个植物过表达载体pGA5、pGA7和pGA10和3个RNAi载体pGR5、pGR7和pGR10（过表达和RNAi载体均带有除草剂抗性基因bar）。采用本实验室发明的高通量花蕾原位转化法分别对所选材料进行转化。转基因当代植株收获的种子播种以后，幼苗期喷施除草剂进行筛选，并经PCR鉴定，存活幼苗80%以上为阳性植株。目前正在进行阳性植株T1代幼苗病毒抗性鉴定及相关的后续实验。

The term"programmed cell death"(PCD)is used to describe cell death that results from the activation of a cell suicide pathway that is encoded by the genome of the dying cell[1].So PCD is an important physiological mechanism for selective cell elimination during development or following damage in multicellular organisms[2].Characteristic morphological changes associated with PCD include cytoplasmic shrinking,chromatin condensation and nuclear DNA fragmentation[3].In plants,PCD is also an indispensable facet of development,defence response and architecture,which shares some characteristic features with animal apoptosis[4].Plant PCD is involved in anther,megagametophyte and vascular tissue development as well as in senescene,pollination,and sex determination[5].It is also employed as a controlled response to different biotic and abiotic stimuli[6,7].The hypersensitive response(HR)during the incompatible plant-pathogen interaction may be the most typical defence-related PCD process in plants[8].The PCD can be induced at the site of pathogen invasion as an attempt to isolate the pathogen and prevent it spreading to non-infected parts of the plant.Besides HR,plant also respond to a variety of externally added inducer by initiating PCD.These include elicitors(N-acetylchitooligosaccharides,chitosan)[9,10],signaling moleculars(hydrogen oxide, nitric oxide)[11,12] and environmental extremes(temperature stress,UV radition)[13,14].Chitosan and its fragments,the natural component of the fungi cell wall,have been shown to act as potent elicitor signals in several plant system.These include the induction of jasmonate synthesis[15],enhancement of cell wall lignification and phytoalexin production as well as to induce salicylic acid and PR proteins[16,17].In the present study,the events leading to the death of cultured tobacco cells treated with various doses of oligochitosan have been investigated.It is thus shown that oligochitosan can induce programmed cell death features in cultured tobacco cells including cell shrinkage,chromatin condensation,suggest the death process may be programmed.Oligochitosan with 85%N-deacetylation and polymerization degree from 2 to 10 was self-prepared by enzymatic hydrolysis method,solubilized(50mg/ml)in deionized water.Suspension cultures of tobacco(Samsun NN)were grown in Murashige and Skoog(MS)medium supplemented with 3%sucrose,0.5μg/ml 2,4-D.The culture were incubated with rotation(120rpm)at 25℃ with 16-hour photoperiod,on a 14 day growth cycle(10%v/v inoculum).After 12 days in culture,the cells were harvested,resuspended in fresh culture medium.All procedures were done under aseptic conditions.Oligochitosan used were sterilized by filtration through a millpore filter(0.22μm).Intracellular H2O2production was measured using 2′,7′-dichlorofluorescin diacetate( DCFH-DA) as a probe.The cells were stained for 5 min with 2.5uM and then viewed under a fluorescence microscope with an excitation wavelength of 480nm.Cell viability was evaluated as described elsewhere[18],Briefly,cells in suspension culture were deprived of culture medium and incubated for 15min with 0.05%trypan blue.After several washings with deionized water to remove the excess of the dye,dye bound to dead cells was solubilized in 50%methanol/ 1%SDS and quantified spectrophotometrically by measuring the absorbance at 595nm.Hoechst 33342(HO)and Propidium Iodide(PI)was used to detect cellular change.After different times of treatment,the cells were incubated in the dark with 5μg/ml HO and 5μg/ml PI at room temperature for 30min and 15min respectively,then observed under fluorescent microscopy by using an excitation wavelength of 350nm and 570nm.Oligochitosan dose-dependently inhibited the growth of suspension-cultured cells of tobacco(Figure 1).Growth inhibition was estimated by determining the fresh weight of the cultures after 7 days of exposured to increasing concentrations of oligochitosan.In order to determine whether the antiproliferation effect of oligochitosan in tobacco suspension cultures was due to growth arrest or cell death,we analysed cell viability.Administration of 5～200μg/ml oligochitosan to tobacco cells for 6h and 24h caused cell death,as measured by trypan blue staining.The degree of cell death rose with the increase in elicitor concentration and length of treatment.The highest value was observed with 200μg/ml oligochitosan for 24h(about 55.6%),where as 50μg/ml caused about 30.6%cell death after the same time of elicitor incubation.5μg/ml is similar to control tobacco cell cultures exhibited about 5.3%of trypan blue stained cells(Fig-ure 2).Figure 1 Oligochitosan inhibits tobacco cells proliferation.Tobacco suspension(1g/100ml liquid medium),were treated with the indicated concentrations of oligochitosan, after 7 days of treatment, cell proliferation was determined by measuring the fresh weight.Figure 2 Effect of oligochitosan on viability of tobacco cells. Exponential growing cells(1g/100ml liquid medium),were treated with the indicated concentrations of oligochitosan, after 6h (closed bar) and 24h (open bar) treatment.The 100% value corresponds to heat treatment (30min 100℃).Data are means ±SD of three independent experiments.To further determine the nature of the cell death induced by oligochitosan,we analyzed the occurrence of the main PCD hallmarks recognized for plant cells such as morphological changes,nuclear morphology,and DNA fragmentation,focusing our attention on the concentration of 50μg/ml.Under light microscopy control cells showed a well defined structure with round nuclei, while oligochitosan-treated cells were found to undergo various progressive morphological changes.Cells treated for 24h with 50μg/ml,oligochitosan showed a cell disorganization with a gradual condensation of the cytoplasm and a consequent detaching of the plasma membrane from the cell wall(Figure 3 E).Different degrees of cell disorganization were found coexist,indicating a different sensitivityto the elicitor molecule in an asynchronized cell population.Treatment with 200μg/ml led to highly collapsed cells after 24h.Figure 3 Chromatin condensation and cytoplasm shrinkage induced by oligochitosan for 24h in tobacco cells. Aliquiots of both control (A,C) and oligochitosan-induced(B,D,E) cells were collected ,stained with Hoechst 33342(A,B) and Propidium Iodide(B,D),analyzed by fluorescence microscopy, or stained with trypan blue(E), and visualized under light microscopy. Pictures represent typical examples.To further investigate the cellular changes induced by oligochitosan a double staining of cells with HO/PI dyes were carried out.This staining allows the simultaneous detection of the early stages of apoptotic cells(HO+ and PI- nuclei)and of late apoptotic(HO+ and PI+ nuclei)or necrotic cells(mainly HO- and PI+ nuclei).As showen in Figure 3, Nuclei of tobacco control cells exhibited a large central nucleolus surrounded by uniformly stained chromatin,whereas the chromatin had a granular appearance with lobated nuclei in cells after oligochitosan treatment,resembling those observed during apoptosis in animals cells.Taken together the present data are suggestive of the induction by 50μg/ml oligochitosan of a cell death pathway showing some PCD-like features recognized for animal apoptosis.In the light of the crucial role played by ROS in PCD,we investigated production of ROS in oligochitosan-induced suspension-cultured tobacco cells by monitoring H2O2 production.Generation of H2O2,measured by following the fluorescence of the dye 2′,7′-dichlorofluorescin produced from the cell-permeable non-fluorescent probe 2′,7′-dichlorofluorescin diacetate( DCFH-DA)in the presence of H2O2.Fluorescence occurred in the majority of cells immediately after oligochitosan treatment,as shown in Figure 4,whereas production of ROS in control cells was negligible.Figure 4 Production of H2O2 in tobacco cells induced by oligochitosan. The cells were stained with DCFH-DA.and H2O2 production was visualized by fluorescent microscopy as described in "Materials and Methods." Pictures represent typical examples.Plant cells can activate their intrinsically programmed cell death when respond to a variety of extracellular stimulus.This process may be related with plant resistance[1].Oligochitosan has been shown to be a potent elicitor,in this paper tobacco suspension cell cultures treated with exogenous oligochitosan showed some programmed cell death features including cell shrinkage,chromatin condensation,suggest the death process may be programmed.By contrast to the degradation of DNA to nucleosomal fragments observed in several plant PCD process,no detectable DNA ladder was observed in tobacco cells undergoing cell death in the considered time interval.Anna and his coworkers found that chitosan can induce programmed cell death in soybeans,and they do not observe DNA ladder either[10].Nevertheless,the lack of apoptotic bodies in plants is not surprising,if their fuction is to facilitate phagocytosis of their contents by neighboring cells.There is no way for typical apoptotic bodies to pass through the cell wall[19].Plants have an arsenal against the invasion of a broad array of environmental microorganisms.These include preexisting structure and chemical barriers as well as induced-defenses.Plants can combined different kinds of weapons to deal with enemies.Although PCD is a kind of death,it is still an active defense-related process which under plants control.Tobacco cells treated by oligochitosan produce ROS.This phenomenon has been reported already for cells subject both to pathogen attack or to abiotic stress[21,22].Oligochitosan may trigger the death program,which involve the alter of cellular redox homeostasis.It should be noted that in the cascade of events leading to cell death,the cellular level of ROS is critical.A threshold level of ROS is required to activate the signal transduction pathway that result in PCD,but at high doses,the process is subverted and death occurs rapidly by necrosis[23].These data are suggestive of the induction of PCD pathway depending on the amounts of ROS accumulated in given cells.On the whole our data suggest that tobacco cell suspension can trigger cell death program shared features with animal apoptosis when responded to oligochitosan,and it may be a kind of plant defense mechanism.