葡萄霜霉病抗性與葉片生理生化指標(biāo)的關(guān)系

劉會(huì)寧　姚曉雯

摘要：以維多利亞、矢富羅莎、研選5號(hào)、早紫、鳳凰51號(hào)、9307等6個(gè)歐亞種葡萄為試驗(yàn)材料，通過(guò)田間霜霉病調(diào)查，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室測(cè)定健康葉片和感病葉片中的葉綠素含量、脯氨酸（Pro）含量、過(guò)氧化物酶（POD）活性、多酚氧化酶（PPO）活性，探討各指標(biāo)與葡萄抗霜霉病的關(guān)系。結(jié)果表明，研選5號(hào)、鳳凰51號(hào)感染霜霉病范圍較其他4個(gè)品種窄；依據(jù)國(guó)際植物種質(zhì)委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)劃分抗病程度，供試品種（系）中除了9307、維多利亞為感病品種外，其他4個(gè)品種均為抗病品種；供試品種的健康葉片與感病葉片間除POD活性呈負(fù)相關(guān)外，其他指標(biāo)間均呈正相關(guān)；健康葉片與感病葉片中葉綠素含量相關(guān)性達(dá)到極顯著，而Pro含量、POD活性、PPO活性間相關(guān)性不顯著；供試品種感病葉片中POD活性與病情指數(shù)呈正相關(guān)，其他指標(biāo)均呈負(fù)相關(guān)。

關(guān)鍵詞：歐亞種葡萄；霜霉病；脯氨酸；葉綠素；多酚氧化酶；過(guò)氧化物酶

中圖分類(lèi)號(hào)： S436.631.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2015）11-0180-03

收稿日期：2014-11-27

基金項(xiàng)目：湖北省教育廳重點(diǎn)科研基金（編號(hào)：D20081201）。

作者簡(jiǎn)介：劉會(huì)寧（1965—），女，陜西楊凌人，碩士，教授，主要從事葡萄高效栽培及抗病性相關(guān)研究。E-mail：1020713085@qq.com。葡萄是一種栽培價(jià)值很高的果樹(shù)[1]，但生長(zhǎng)過(guò)程中常遭受多種真菌病害危害[2]。葡萄霜霉?。≒lasmopara viticola）是葡萄真菌病害中危害最廣的病害，該病起源于北美洲，在中國(guó)葡萄主要產(chǎn)區(qū)均有分布[3]。該病主要危害葡萄葉片，也能侵染新梢幼果等幼嫩組織，導(dǎo)致葡萄品質(zhì)和產(chǎn)量下降。幾乎所有的歐亞種葡萄（Vitis vinifera）都感染霜霉病，目前該病主要采取化學(xué)防治，但其后果是葡萄種植成本增加、果實(shí)品質(zhì)下降、危害人體健康及破壞生態(tài)平衡[4]。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者從多個(gè)方面對(duì)霜霉病的抗病機(jī)制進(jìn)行了研究。在形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)方面，主要研究氣孔密度、葉片形狀、結(jié)構(gòu)等與抗病性的關(guān)系[5-9]；在生化物質(zhì)及生理指標(biāo)方面，主要探討組織水、葉綠素、脯氨酸等各種物質(zhì)含量及過(guò)氧化物酶、多酚氧化酶、過(guò)氧化氫酶等活性與植物抗病性的關(guān)系[10-19]。Marutyan等研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)葡萄霜霉病有高度抗性的雜種，其多酚氧化酶活性增加，而感病品種的活性下降[12-13]。Rudyshin發(fā)現(xiàn)，在受侵染的局部地方過(guò)氧化物酶活性大大提高，并出現(xiàn)壞死斑，葉片感染部分愈小，過(guò)氧化酶活性愈低。感病品種受侵染時(shí)，真菌在整個(gè)葉片上繁衍，葉片各部分的過(guò)氧化物酶活性均比對(duì)照高[14]。史娟等研究表明，苯丙烷類(lèi)代謝與植物抗病性有密切關(guān)系，不同抗性的葡萄品種感染霜霉病菌后，葉片中的苯丙氨酸解氨酶（PAL）、木質(zhì)素含量有差異[15]。植物葉片和花莖中的葉綠體色素（葉綠素a和葉綠素b） 與霜霉病的抗性有關(guān)[16]。葉綠素含量與感病性呈極顯著正相關(guān)，即葉綠素含量愈低，品種感病性愈弱，即抗病性愈強(qiáng)[17]。Margaryan對(duì)葡萄品種的氮代謝進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)所有感病植物的葉片總氮和蛋白氮含量下降，非蛋白氮含量上升16 %～28 %，但抗病品種中非蛋白氮含量普遍降低，而銨態(tài)氮含量提高[18]。Marutyan研究表明，感病雜種健康葉片谷氨酸和天門(mén)冬氨酸含量較高，感病后這些氨基酸含量下降，但抗病雜種感病后谷氨酸和天門(mén)冬氨酸含量卻上升[19]。本研究通過(guò)田間自然鑒定，結(jié)合生理生化指標(biāo)測(cè)定，探討不同歐亞種葡萄對(duì)霜霉病的抗性與各指標(biāo)的關(guān)系，旨在為葡萄抗病機(jī)理研究及抗病育種提供參考。

1材料與方法

1.1材料

以長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院實(shí)習(xí)基地塑料大棚中的研選5號(hào)、鳳凰51號(hào)、矢富羅莎、維多利亞、早紫、9307等6個(gè)歐亞種葡萄品種為材料，各品種植株均為5年生扦插苗，按1 m×2 m密度定植，單臂籬架、扇形整枝。試驗(yàn)期間所有品種采取同一方法管理。

1.2方法

采取田間自然鑒定和實(shí)驗(yàn)室測(cè)定相結(jié)合的方法進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定時(shí)選植株主梢中部葉片為材料，且感病葉選取能代表各品種感病程度的葉片。

1.2.1田間自然鑒定隨機(jī)選取非邊緣位置且長(zhǎng)勢(shì)大致相同的植株，單株小區(qū)，每個(gè)處理3次重復(fù)。對(duì)每個(gè)供試植株選同一方位、生長(zhǎng)基本一致的主梢上所有葉片進(jìn)行調(diào)查，使調(diào)查總?cè)~片數(shù)不少于200片。記錄總?cè)~片數(shù)和感病葉片數(shù)，用透明方格紙法確定發(fā)病葉片的嚴(yán)重度，根據(jù)表1的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)記錄葉片分級(jí)狀況。

1.2.2實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)測(cè)定植物組織中脯氨酸（Pro）和葉綠素含量的測(cè)定參照文獻(xiàn)[20]的方法進(jìn)行，過(guò)氧化物酶活性及多酚氧化酶活性的測(cè)定參照文獻(xiàn)[21]的方法進(jìn)行。

2結(jié)果與分析

2.1供試品種對(duì)霜霉病的抗性差異

從表3可見(jiàn)，供試品種（系）葉片霜霉病發(fā)病率為2048%～58.39%，平均為38.12%；病情指數(shù)為8.98～2754，平均為19.23。對(duì)供試品種霜霉病的發(fā)病率及病情指數(shù)進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，從發(fā)病率來(lái)看，供試品種中的研選5號(hào)、鳳凰51號(hào)與早紫、失富羅莎間差異不顯著，與維多利亞差異顯著，與9307差異極顯著；從病情指數(shù)來(lái)看，按國(guó)際種質(zhì)委員會(huì)的5級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可將供試品種分為2類(lèi)，9307、維多利亞為感病品種，其余4個(gè)品種均為抗病品種。

表3供試品種霜霉病抗性比較

品種發(fā)病率

（%）病情指數(shù)抗病程度研選5號(hào)20.48 bB8.98cA抗病鳳凰51號(hào)23.65 bB10.33bcA抗病早紫 32.84 abAB19.13abcA抗病矢富羅莎 42.33 abAB22.89abcA抗病維多利亞51.01 aAB26.50abA感病930758.39 aA27.54aA感病注：在方差分析前已對(duì)病情指數(shù)進(jìn)行反正弦轉(zhuǎn)換；同列數(shù)據(jù)后不同大寫(xiě)字母、小寫(xiě)字母分別表示在0.01、0.05水平上差異顯著。

2.2供試品種健康葉片與感病葉片相關(guān)指標(biāo)的比較

由表4可見(jiàn)，供試品種健康葉片中脯氨酸含量為0.005 2% ～0.014 4%，葉綠素含量為1.601 0～2053 3 mg/g，多酚氧化酶活性為0.566 9～1.169 1 U/（min·g），過(guò)氧化物酶活性為0.279 0～2.335 0 U/（min·g）。感病葉片中脯氨酸含量為0007 7%～0.016 1%，葉綠素含量為1.116 0～ 1373 0 mg/g，多酚氧化酶活性為0.679 2～1170 9 U/（min·g），過(guò)氧化物酶活性為0.289 0～1.034 7 U/（min·g）。健康葉片與感病葉片中各指標(biāo)對(duì)應(yīng)的相關(guān)系數(shù)分別為脯氨酸含量為0.653 9，葉綠素含量為0.830 8 （極顯著相關(guān)），多酚氧化酶活性為0.697 9，過(guò)氧化物酶活性為-0.145 8。

對(duì)各相關(guān)系數(shù)進(jìn)行t測(cè)驗(yàn)，結(jié)果表明供試品種（系）健康葉片與感病葉片中的葉綠素含量相關(guān)性達(dá)到極顯著水平；而脯氨酸含量、多酚氧化酶活性、過(guò)氧化物酶活性間的相關(guān)性則不顯著。說(shuō)明葉片感病后上述指標(biāo)均有變化，其中葉綠素含量下降，即隨著葉片的感病程度加深，其葉綠素含量降低；各品種間過(guò)氧化物酶活性、多酚氧化酶活性和脯氨酸含量變化趨勢(shì)不同。

2.3供試品種病情指數(shù)與感病葉片中相關(guān)指標(biāo)的關(guān)系

為探明葡萄感病后是否因相關(guān)指標(biāo)變化而使各品種表現(xiàn)出不同程度的抗病性，本研究就供試品種病情指數(shù)與感病葉片中相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行了相關(guān)分析。各供試品種病情指數(shù)與脯氨酸含量、葉綠素含量、多酚氧化酶活性、過(guò)氧化物酶活性的相關(guān)系數(shù)分別為-0.404 0、-0.413 7、-0.222 1、0.413 5。對(duì)其進(jìn)行t測(cè)驗(yàn)，均未達(dá)到顯著水平。供試品種感病葉片中除過(guò)氧化物酶活性與病情指數(shù)呈正相關(guān)外，其他均呈負(fù)相關(guān)。

3結(jié)論與討論

本研究表明，供試歐亞種葡萄對(duì)霜霉病的抗性與脯氨酸含量、葉綠素含量、多酚氧化酶活性、過(guò)氧化物酶活性均無(wú)顯著相關(guān)。供試品種感染霜霉病葉片與健康葉片中各指標(biāo)含量均有一定相關(guān)性，其中葉綠素含量間相關(guān)性達(dá)極顯著水平。供試品種（系）感病葉片中的過(guò)氧化物酶活性與病情指數(shù)呈正相關(guān)，即隨著葉片感病程度加深，過(guò)氧化物酶活性升高，這與Rudyshin[14]和于鳳鳴[22]的研究結(jié)果一致。感病葉片病情指數(shù)與其脯氨酸含量、葉綠素含量和多酚氧化酶活性均呈負(fù)相關(guān)，即多酚氧化酶活性越高，植株越不易感病，抗病性愈強(qiáng)，這與Marutyan[12]和Sriniasam等[13]在對(duì)葡萄霜霉病高度抗性的雜種上的研究結(jié)果一致。葉綠素含量與抗病性呈正相關(guān)，而賀普超等研究發(fā)現(xiàn)，葉綠素含量與感病性呈極顯著正相關(guān)[17]，即葉綠素含量愈低的品種感病性愈弱、抗病性愈強(qiáng)的結(jié)果矛盾，這方面還有待進(jìn)一步研究。另外，本研究表明脯氨酸含量與抗病性呈直線(xiàn)負(fù)相關(guān)，這與陳捷的研究結(jié)果[23]一致。

霜霉病抗性機(jī)理涉及因素很多，本研究?jī)H從脯氨酸含量、葉綠素含量、多酚氧化酶活性、過(guò)氧化物酶活性等4個(gè)指標(biāo)與葡萄對(duì)霜霉病的抗性關(guān)系進(jìn)行了探討，其他方面還有待進(jìn)一步研究。

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