甘蔗花葉病對(duì)甘蔗葉片葉綠素含量的影響

劉家勇，趙培方，趙 俊，崔 潔，陳學(xué)寬，夏紅明，楊 昆，吳才文

（云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所/云南省甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，開遠(yuǎn) 661600）

甘蔗花葉病又名甘蔗嵌紋病，是各產(chǎn)蔗國(guó)普遍發(fā)生的一類病毒病，此病在許多國(guó)家被列為重要病害[1]。近年來，已明確引起甘蔗花葉病的病原至少有3種：甘蔗花葉病毒（ScMV）、高粱花葉病毒（SrMV）和甘蔗線條花葉病毒。其中甘蔗花葉病毒和高粱花葉病毒在我國(guó)蔗區(qū)普遍分布[1]。本文所述品種感染的是甘蔗花葉病毒。在高等植物中進(jìn)行光合作用的主要器官是葉片，葉綠體是進(jìn)行光合作用的基本細(xì)胞器[2]。光合作用是產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，高等植物用于光合作用光能吸收和傳遞的主要色素是葉綠素，大多數(shù)葉綠素a和全部葉綠素b都參與光能的吸收和傳遞。甘蔗感花葉病后，其癥狀主要表現(xiàn)在葉片上，主要是葉綠素受到破壞或不正常發(fā)展而使葉部產(chǎn)生許多與葉脈平行的縱短條紋[3]。甘蔗感病后一般減產(chǎn)10%～40%，同時(shí)如出汁率、還原糖、蔗糖分等一些工藝性狀也受到不同程度的影響[3]。病害感染葉片后對(duì)葉綠素含量的影響其它作物上報(bào)道頗多，結(jié)果均造成葉片葉綠素含量的下降[5-8]，有關(guān)甘蔗的報(bào)道卻鮮見。本文主要以健康葉片為對(duì)照研究分析感病葉片葉綠素含量的下降情況及其葉綠素a、b下降幅度的差異。

1 材料與方法

甘蔗大生長(zhǎng)期（8月份），以云蔗02-588、云蔗99-601及RB76-5418為材料，分別隨機(jī)取健康葉片和感病葉片各30株（+1葉且所取植株株齡相近）進(jìn)行分析。葉片采回后在105℃溫度下15min殺青，之后在60℃下完全烘干。取葉片中部30cm去葉脈剪碎，混勻后稱取0.5g置于錐形瓶中，加96%乙醇20mL進(jìn)行葉綠素提取。待樣品葉綠素完全提?。ㄈ~片完全變白）后，將提取液定容于50mL容量瓶中。在核酸蛋白分析儀上測(cè)定樣品在波長(zhǎng)663nm和645nm的光密度OD值，通過相應(yīng)公式計(jì)算葉綠素a、b及葉綠素總含量等。葉綠素含量計(jì)算參照《植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》[4]一書。數(shù)據(jù)處理及分析使用Excel2003、SPSS13.0[9]及Origin7.0等軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉綠素a含量

從表1可知，云蔗02-588、云蔗99-601、RB76-5418三個(gè)品種健康葉片葉綠a含量平均分別為6.5018mg/g、3.3879mg/g 和 3.6718mg/g，感病葉片平均分別為 4.7625mg/g、2.7651mg/g 和 3.3304mg/g，較健康葉片分別減26.8%、18.4%和9.3%。t檢驗(yàn)表明，3個(gè)品種健康葉片平均葉綠素a含量極顯著地高于感病葉片。說明甘蔗感病后葉綠素a含量下降明顯。

對(duì)3個(gè)品種健康與感病葉片葉綠素a含量進(jìn)行排序后作圖（圖1），從圖上可直觀看出，健康與感病葉片葉綠素a含量差異明顯。

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2.2 葉綠素b含量

從表1可看出，3個(gè)品種葉綠素b含量平均值健康葉片均高于感病葉片，分別較健康葉片下降26.0%（云蔗 02-588）、37.7%（云蔗 99-601）和 25.8%（RB76-5418）。統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)（t檢驗(yàn)），健康葉片平均葉綠素 b含量均極顯著地高于感病葉片。表明甘蔗感花葉病后，葉綠素b含量明顯下降。

同樣地，對(duì)3個(gè)品種健康與感病葉片葉綠素b含量進(jìn)行排序后作圖（圖2），兩種葉片葉綠素b含量差異明顯。

2.3 總?cè)~綠素含量

葉綠素總含量為葉綠素a和葉綠素b之和。從表1可看出，葉綠素總含量感病葉片較健康葉片低，分別較健康葉片下降 26.6%（云蔗 02-588）、24.3%（云蔗 99-601）、15.2%（RB76-5418）。t檢驗(yàn)結(jié)果表明，健康葉片葉綠素總含量極顯著地高于感病葉片。表明甘蔗感病后，葉綠素總含量呈明顯下降趨勢(shì)。

各品種葉綠素總含量排序后作圖（圖3），從圖中可看出3個(gè)品種葉綠素總含量曲線，感病葉片均處于健康葉片下方，葉綠素含量明顯低于健康葉片。

從以上分析結(jié)果可知，葉片感病后葉綠素a、b及總含量，均呈明顯的下降趨勢(shì)。甘蔗感病后云蔗02-588葉綠素a、b含量下降幅度大致相同，均在26%左右，而云蔗99-601和RB76-5418感病后，葉綠素a、b含量下降幅度有較大差異。葉綠素b的下降幅度遠(yuǎn)大于葉綠素a，其中以云蔗99-601下降幅度最大。云蔗99-601葉綠素a、b含量分別下降18.4%和37.7%；RB76-5418葉綠素a、b含量分別下降9.3%和25.8%。葉綠素a/b比值也說明了這個(gè)問題。以上結(jié)果表明感病后，葉綠素a、b含量均在下降，但下降趨勢(shì)沒有統(tǒng)一規(guī)律，下降幅度可能與感病情況和具體品種有關(guān)。

3 討論

3.1 葉綠素分析過程中，所取樣品葉綠素一定要被乙醇提取完全，即稱取的葉片要完全變白，否則將影響最終結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.2 表1中標(biāo)有“◆”的葉片，田間取樣時(shí)目測(cè)其感病面積可能超過60%以上（并進(jìn)行了標(biāo)記），感病嚴(yán)重。從分析的結(jié)果來看，其葉綠素含量也是最低的。

3.3 感病后，與健康葉片相比葉綠素含量均出現(xiàn)明顯下降，這與感病后產(chǎn)量下降的結(jié)果相一致[3]。感病后不同品種間的減產(chǎn)幅度不同，除與感病程度嚴(yán)重與否有關(guān)外，葉綠素a、b含量下降的幅度的不同可能是造成這一差異的原因之一，因?yàn)榇蠖鄶?shù)葉綠素a和全部的葉綠素b都參與光能的吸收和傳遞[2]。

[1]王伯輝.我國(guó)甘蔗病害的發(fā)生現(xiàn)狀與研究進(jìn)展[J].中國(guó)糖料，2007（3）：48-51.

[2]武維華.植物生理學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[3]黃應(yīng)昆，李文鳳.甘蔗主要病蟲草害原色圖譜[M].昆明：云南科技出版社，2002.

[4]張志良，瞿偉菁.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，2002.

[5]陸京杰，陳永萱.大豆花葉病毒（SMV）的侵染對(duì)大豆光合作用的影響[J].植物生理學(xué)通訊，1992，28（2）:104-106.

[6]欒曉燕，陳怡，杜維廣，等.不同抗性大豆品種（系）感染SMV后葉綠素和光合速率變化分析[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，1998（2）:8-10.

[7]付東亞，洪健，陳集雙，等.青菜和芥菜感染蕪菁花葉病毒（TuMV）后的光合特性變化[J].浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，29（6）:599-602.

[8]趙榮樂.黃瓜花葉病毒感染引起甜瓜植株苯丙氨酸解氨酶和葉綠素的變化[J].吉首大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，27（3）:78-81.

[9]張文彤.SPSS11統(tǒng)計(jì)分析教程[M].北京：希望電子出版社，2002.