青枯病(Ralstonia solanacearum)是由茄科劳尔氏菌引起的一种土传病害。硅(silicon,Si)能提高番茄对青枯病的抗性作用,传统的研究大多集中在地上部的诱导抗性,而对地下部和土壤的抗性研究较少。本研究选取番茄感病材料HYT和抗病材料H7996,通过水培实验和有机酸与水杨酸添加实验,重点探讨青枯菌侵染下,外源硅处理增加番茄青枯病抗性的根系调控机制。主要研究结果如下:2 m M硅处理增强感病材料HYT的抗病性,其发病率和病情指数分别降低37.5%和25.0%,而于抗病材料H7996影响不大。施硅处理后两种番茄根茎叶中的青枯菌数量均有所减少,但不显著,其中茎部青枯菌数量最多,达到107~108 cfu·g-1。施硅处理后,两种番茄的根茎叶硅含量均显著增加,其中根系硅含量增加幅度最大。青枯菌侵染后期,番茄植株的根系生长和叶片光合作用受到严重抑制,而硅处理能显著改善这些性状,对感病材料HYT尤其明显。与接菌不施硅相比,硅处理显著促进根系生长,增加番茄根系的表面积51.6%、直径22.8%和体积46.8%,提高叶片的净光合速率65.9%、胞间二氧化碳浓度30.6%和蒸腾速率208%。在青枯菌胁迫下,感病材料HYT根系分泌的柠檬酸增多,但加硅处理后根系分泌的柠檬酸含量降低。与接菌不施硅相比,施硅处理显著降低根系和根系分泌的柠檬酸含量,分别为51.1%~231%和6~16倍。对于抗病材料H7996,接种青枯菌前期,Rs处理的根系和根系分泌有机酸较加硅处理多,而接种中后期加硅处理的有机酸含量较多。此外,施硅处理后感病材料HYT的延胡索酸水化酶活性显著低于接菌处理,但外源硅处理抗病材料H7996后,3种有机酸代谢相关酶活性均显著高于接菌处理。青枯菌侵染后期,施硅处理后感病材料HYT根系氨基酸含量较未施硅处理显著增加,几种氨基酸的总含量显著增加9.9%。对于抗病材料H7996,根系氨基酸的变化与有机酸一致,其中外源硅处理后根系赖氨酸和苯丙氨酸含量显著增加,分别为97.2%~248%和12.8%~38.3%。在另一方面,接菌不施硅的处理根系缬氨酸含量较施硅显著增加77.5%~78.5%。有机酸和水杨酸添加实验结果表明,添加5 mg·L-1水杨酸和水杨酸+2 m M Si后,感病材料HYT发病率分别降低18.1%~29.7%和17.4%~28.6%,而且水杨酸添加后其茎部青枯菌数量也显著降低62.5%,但添加柠檬酸和苹果酸无显著作用。此外,添加苹果酸的处理使植株干重和鲜重显著下降,接菌+水杨酸+硅(Rs+SA+Si)处理和接菌+柠檬酸(Rs+CA)处理的根表面积和根体积均显著高于对照组;接种7 d后,接菌处理和接菌+柠檬酸处理的净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率均显著低于对照组。对于抗病材料H7996,添加处理均能使其发病率下降,而接菌+苹果酸(Rs+MA)处理和接菌+水杨酸+硅处理的发病率最低,较接菌(Rs)处理发病率低25%,但接菌+苹果酸处理的茎叶鲜重较低,各添加处理的茎叶干重均显著低于对照组;此外各添加处理的根系形态参数与对照组相比均有一定下降,但以接菌处理和接菌+苹果酸处理较为严重,而各处理的光合常数差异不大。