白粉病對(duì)蘋果葉片葉綠素及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的影響

鄭 偉，吳亞維，王 彬，宋 莎，羅昌國(guó)

(貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 果樹科學(xué)研究所, 貴州 貴陽 550006)

【研究意義】蘋果白粉病[Podospharealeucotricha(EnCT Ev) salm]是蘋果生產(chǎn)中的主要病害之一，是由子囊菌亞門核菌綱白粉病目的白叉絲單囊殼引起的一種真菌病害，在我國(guó)蘋果栽培區(qū)均有發(fā)生。該病主要危害苗圃幼樹及大齡樹的葉片、嫩枝、花芽及幼果，造成葉片脫落，幼苗及新梢枯死，嚴(yán)重影響樹勢(shì)[1]。蘋果是貴州省最近幾年大力發(fā)展的精品水果之一，據(jù)調(diào)查，蘋果園白粉病發(fā)生普遍，且發(fā)病程度逐年加重，影響蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。至2016年底，貴州省蘋果種植面積達(dá)2.47萬hm2，果農(nóng)果園現(xiàn)代化經(jīng)營(yíng)意識(shí)淡薄，管理技術(shù)落后，加之品種單一老化，因此，開展蘋果抗白粉病機(jī)制的研究，找出各種抗病類型蘋果品種在形態(tài)結(jié)構(gòu)及生理生化等指標(biāo)上的差異，并對(duì)其進(jìn)行抗白粉病的田間自然鑒定，結(jié)合RAPD技術(shù)，對(duì)蘋果抗白粉病基因進(jìn)行分子標(biāo)記，可為抗病標(biāo)記輔助選擇、基因定位、克隆及最終進(jìn)行轉(zhuǎn)基因抗病育種提供分子依據(jù)。同時(shí)篩選出抗病品種，對(duì)貴州蘋果種植地區(qū)白粉病的防治、品種結(jié)構(gòu)改善及進(jìn)一步深入研究具有指導(dǎo)意義和借鑒作用。【前人研究進(jìn)展】國(guó)外主要對(duì)蘋果白粉病的防治[2-6]、不同品種感白粉病評(píng)價(jià)[7]、白粉病拮抗菌的篩選[8]、抗病基因[9-11]、抗性遺傳[12]和流行模型[13]等方面進(jìn)行了研究，國(guó)內(nèi)有關(guān)該病的發(fā)生原因、流行規(guī)律、氣象因子、室內(nèi)藥劑篩選、田間藥效試驗(yàn)、農(nóng)藥使用安全、防治對(duì)策、抗性資源、抗性基因和抗性評(píng)價(jià)等研究方面已有大量研究報(bào)道[14-30]。但對(duì)不同品種葉綠素、蛋白質(zhì)和可溶性糖含量相關(guān)研究還未見報(bào)道?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】試驗(yàn)采用紫外-可見分光光度計(jì)測(cè)定了14個(gè)不同蘋果品種健康葉和受白粉病浸染葉片葉綠素、蛋白質(zhì)含量，采用苯酚比色法測(cè)定可溶性糖含量，比較14個(gè)蘋果品種病葉和健康葉葉綠素、蛋白質(zhì)和可溶性糖含量，分析14個(gè)品種間葉綠素、蛋白質(zhì)和可溶性糖含量的差異性。【擬解決的關(guān)鍵問題】弄清不同品種健康葉與病葉葉綠素、可溶性糖及蛋白質(zhì)含量的差異，各品種感病葉片葉綠素、可溶性糖及蛋白質(zhì)含量與白粉病抗性的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試蘋果 金冠、紅蓋露、天紅2號(hào)、王富、蜜脆、紅富士、皮諾娃、凱蜜歐、翠秋、涼香、華紅、王林、布瑞本和新紅星共14個(gè)品種， 2015年6月采自威寧縣雪山鎮(zhèn)新街果園。

1.1.2 儀器及用具 磨樣機(jī)，天平，分光光度計(jì)，臺(tái)式離心機(jī)，恒溫水浴鍋，酶標(biāo)儀，96 孔板和移液器。

1.2 指標(biāo)測(cè)定

葉綠素含量采用分光光度計(jì)測(cè)定，蛋白質(zhì)含量采用BCA 法測(cè)定，可溶性糖含量采用蒽酮法測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 健康葉與病葉的葉綠素含量

從表1看出，14個(gè)蘋果品種的病葉葉綠素含量均比健康葉低，可見，蘋果白粉病的發(fā)生可降低蘋果葉片葉綠素的含量。不同品種健康葉的葉綠素含量，涼香最高，為2.2015 mg/g；王富其次，為2.1856 mg/g；天紅2號(hào)最低，為1.2949 mg/g。各品種健康葉葉綠素含量依次為涼香>王富>紅富士>布瑞本>華紅>新紅星>金冠>紅蓋露>蜜脆>凱蜜歐>皮諾娃>翠秋>王林>天紅2號(hào)。各品種病葉葉綠素含量，紅富士最高，為1.9405 mg/g；王富其次，為1.9032 mg/g；天紅2號(hào)最低，為1.1837 mg/g。各品種病葉葉綠素含量依次為紅富士>王富>新紅星>布瑞本=蜜脆>涼香>皮諾娃>金冠>紅蓋露>翠秋>華紅>凱蜜歐>王林>天紅2號(hào)。

表1 14個(gè)蘋果品種病葉與健康葉的葉綠素含量

表2 14個(gè)蘋果品種病葉與健康葉的可溶性糖含量

2.2 健康葉與病葉的可溶性糖含量

從表2可知，14個(gè)蘋果品種健康葉的可溶性糖含量均高于病葉。不同品種健康葉的可溶性糖含量，紅蓋露最高,為5.14 %；凱蜜歐其次，為4.54 %；新紅星最低，為2.06 %。各品種可溶性糖含量依次為紅蓋露>凱蜜歐>王林>蜜脆>華紅>布瑞本>涼香>王富>皮諾娃>天紅2號(hào)>紅富士>翠秋>金冠>新紅星。各品種病葉可溶性糖含量，凱蜜歐最高，為4.47 %；紅蓋露其次，為3.87 %；翠秋最低，為1.64 %；各品種可溶性糖含量依次為凱蜜歐>紅蓋露>蜜脆>王林>天紅2號(hào)>布瑞本>華紅>涼香>皮諾娃>王富>紅富士>金冠>新紅星>翠秋。

表3 14個(gè)蘋果品種病葉與健康葉的蛋白質(zhì)含量

表4 葉綠素、可溶性糖、蛋白質(zhì)含量與白粉病抗性的相關(guān)性

2.3 健康葉與病葉的蛋白質(zhì)含量

從表3可知，14個(gè)蘋果品種健康葉蛋白質(zhì)含量均比病葉高，但其差異不大。不同品種健康葉的蛋白質(zhì)含量，涼香最高，為7.91 mg/g；王富其次，為7.53 mg/g；天紅2號(hào)最低，為5.73 mg/g，各品種健康葉蛋白質(zhì)含量依次為涼香>王富>紅富士>華紅>布瑞本>紅蓋露>新紅星>蜜脆>王林>金冠=凱蜜歐>皮諾娃>翠秋>天紅2號(hào)。各品種病葉蛋白質(zhì)含量，涼香最高，為7.70 mg/g；王富其次，為6.70 mg/g；王林最低，為5.30。各品種病葉蛋白質(zhì)含量依次為涼香>王富>蜜脆>華紅>布瑞本>翠秋>紅富士=紅蓋露>皮諾娃>金冠>凱蜜歐>新紅星>天紅2號(hào)>王林。

2.4 不同品種感病葉的葉綠素、可溶性糖及蛋白質(zhì)含量與白粉病抗性的相關(guān)性

從表4看出，蛋白質(zhì)含量與蘋果白粉病抗病性呈中等正相關(guān)，相關(guān)性系數(shù)為0.479；而葉綠素及可溶性糖含量與蘋果白粉病抗性基本無相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)僅0.038和0.048。葉綠素與可溶性糖呈中等負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.494；其與蛋白質(zhì)呈中等正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.498。蛋白質(zhì)與可溶性糖基本無相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)僅0.092。

3 討 論

植物對(duì)某一病菌的抗性并非是一種簡(jiǎn)單的性狀，而是由多種方式、多種因素所形成的綜合性狀，是多種機(jī)制以不同方式和不同部位表達(dá)的聯(lián)合作用。如總糖含量、蛋白質(zhì)含量和葉綠素含量都有密切關(guān)系，研究這些指標(biāo)的變化能更準(zhǔn)確地鑒定寄主的抗病性和感病性[31-33]。葉綠素是光合作用反應(yīng)的主要色素，當(dāng)病原物侵染植物后，激活葉綠素分解酶而使葉綠素分解，或使葉綠體脂質(zhì)過氧化造成組織壞死，影響葉綠體的生物合成，從而引起葉綠素含量降低[34]。目前，關(guān)于葉綠素含量與植物病害關(guān)系的研究較多，對(duì)于不同作物和不同病害，以及同一作物不同品種，其結(jié)論各異。李淑菊等[35]研究結(jié)果表明，黃瓜黑星病抗性不同材料的葉綠素含量與抗病性無明顯關(guān)系。劉會(huì)寧等[36]報(bào)道，不同抗性葡萄品種的葉綠素含量與其相應(yīng)的病情指數(shù)呈顯著正相關(guān)。徐秉良等[37]研究結(jié)果表明，不同抗病性苜蓿品種間葉片葉綠素含量差異不顯著。研究結(jié)果表明，14個(gè)蘋果品種的病葉葉綠素含量均比健康葉低，可見，蘋果白粉病的發(fā)生可降低蘋果葉片葉綠素的含量，但不同品種葉綠素含量與蘋果白粉病抗性的相關(guān)性不大，相關(guān)系數(shù)僅0.038。蛋白質(zhì)是基因表達(dá)的產(chǎn)物，是所有生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，外界引起或植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中出現(xiàn)的變化均反映蛋白質(zhì)含量的變化[38-39]。植物受病原菌侵染后體內(nèi)的可溶性蛋白及可溶性糖含量發(fā)生變化與品種抗病性之間具有一定的相關(guān)性。石振亞等[40]認(rèn)為，可溶性糖作為新陳代謝的呼吸基質(zhì)，在葉片中的含量越高，其抗病性越強(qiáng)。而周博如等[41]認(rèn)為，感病品種感病后可溶性總糖含量明顯降低；而抗病品種可溶性總糖含量明顯增加，在健康植株中，感病品種的可溶性總糖含量比抗病品種高，其結(jié)論與前述研究結(jié)果有所不同。也有部分研究人員認(rèn)為，可溶性總糖含量與抗病性相關(guān)性不大。蔡昌玲[42]報(bào)道，小麥品種接種白粉病菌后可溶性糖含量在抗病品種和感品種間無明顯差異。李盾等[43]報(bào)道，在銹菌侵染花生后，感病品種體內(nèi)蛋白質(zhì)含量明顯比對(duì)照低，而抗病品種蛋白質(zhì)含量比對(duì)照高。馮東昕等[44]研究表明，菜豆在受到銹菌侵染后蛋白質(zhì)含量變化與品種抗病性無關(guān)。本研究結(jié)果表明：各品種健康葉可溶性糖和蛋白質(zhì)含量均高于病葉,不同品種蛋白質(zhì)含量與蘋果白粉病抗病性成正相關(guān)，而葉綠素、可溶性糖與蘋果白粉病抗性相關(guān)性不明顯。

4 結(jié) 論

研究結(jié)果表明，不同品種健康葉葉綠素、可溶性糖、蛋白質(zhì)含量均高于感病葉片，說明白粉病的危害會(huì)降低蘋果葉片葉綠素、可溶性糖、蛋白質(zhì)含量。其中，蛋白質(zhì)含量與蘋果白粉病抗病性成正相關(guān)，相關(guān)性系數(shù)為0.479，相關(guān)性中等，而葉綠素、可溶性糖與蘋果白粉病抗性相關(guān)性不明顯，相關(guān)系數(shù)僅0.038和0.048。葉綠素與可溶性糖成負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.494，相關(guān)性中等；與蛋白質(zhì)成正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.498，相關(guān)性中等。蛋白質(zhì)與可溶性糖基本無相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)僅0.092。不管是健康葉還是感染白粉病的葉片，不同品種間葉綠素、可溶性糖和蛋白質(zhì)含量均存在一定的差異。