葡萄抗黑痘病與幾個生理生化指標的關(guān)系

劉會寧，韓紅梅

（長江大學園藝園林學院，湖北 荊州 434025）

葡萄黑痘?。‥lsinoe amelina）又稱瘡痂病，遍及世界葡萄產(chǎn)區(qū)，尤其是歐亞種葡萄上最易發(fā)生的真菌病害之一，對葡萄生產(chǎn)影響很大[1]，其病原菌為葡萄痂圓孢菌（Sphaceloma apelinumde Bary），屬半知菌亞門[2]。目前，黑痘病的防治以化學防治為主，不僅增加生產(chǎn)成本，造成環(huán)境污染，還會降低葡萄品質(zhì)；長期大量施用農(nóng)藥，病菌還會產(chǎn)生抗藥性，形成新的生理小種，從而引起病害的繼續(xù)和蔓延。因此，利用葡萄自身抗病性研究和培育抗病優(yōu)質(zhì)葡萄新品種是最經(jīng)濟的方法，對于提高我國葡萄栽培的綜合效益具有重要意義。

葡萄抗病機理包括生理生化抗病機理和組織結(jié)構(gòu)抗病機理兩方面，目前研究較多的是生理生化抗病機理。生理生化方面的研究集中在水楊酸、活性氧、酶活性以及一些生化物質(zhì)、礦質(zhì)營養(yǎng)等與葡萄抗病性的關(guān)系方面。

Marutyan對葡萄品種的氮代謝進行研究，發(fā)現(xiàn)所有感病植物葉片總氮和蛋白氮含量下降，非蛋白氮含量則上升16%～28%，但是非蛋白氮含量在抗病品種中卻普遍降低，在抗病品種上銨態(tài)氮含量水平提高[3]。楊國順等研究表明，葡萄葉片中POX活性均隨葉片生長而逐漸增強，高抗類型增長幅度大于感病類型，具有極顯著差異。成熟葉片中，高抗類型POX酶活性高出感病類型約10倍，雖然幼葉中POX活性較低，但高抗類型比感病類型高出10～20倍，中抗類型比感病類型高出7～12倍；幼葉感病前后POX活性，高抗、中抗類型呈上升趨勢，感病類型呈先升后降的趨勢。幼葉活性與抗黑痘病呈正相關(guān)[4]。

植株體內(nèi)礦質(zhì)元素水平直接影響葡萄植株對黑痘病的感染率和嚴重度，葉片中含N量與植株對黑痘病的抗性呈負相關(guān)，與葉片中K含量呈正相關(guān)，降低葉片中N/K值可提高葡萄抗黑痘病能力[5]。作物體內(nèi)可溶性氮（主要是氨基酸和酰胺）及蛋白氮與作物病害關(guān)系密切。一般來說，可溶性氮含量高，蛋白氮含量低時作物容易感病。鉀能促進蛋白質(zhì)合成，促進糖和淀粉合成及運輸，因此鉀能減少作物體內(nèi)可溶性氨基酸含量，從而提高抗性[6]。隨氮肥用量增加，葉片對黑痘病抗性減弱；在同一施氮水平下提高施鉀量，葉片對黑痘病抗性增強；葉片中游離有機酸含量越高，對黑痘病抗性越強，成齡葉黑痘病嚴重度與游離有機酸含量呈顯著正相關(guān)；葡萄幼葉可溶性糖含量與黑痘病呈顯著正相關(guān)[7]。另一些研究表明，含鈣量多的葡萄抗病力較強[8]?？扇苄蕴桥c葉綠素含量是植物生理研究中的重要指標，與植物抗病性存在顯著相關(guān)性。毛健民等在研究煙草感染花葉病毒病后的生理生化變化時指出，染病后可溶性糖含量明顯降低[9]。還有研究認為，葉綠素含量愈低的品種感病性愈弱，即抗病性愈強[10]。

雖然研究者就不同指標與抗病性的關(guān)系進行研究，但結(jié)果不一，尚無定論。因此本試驗擬通過對引入長江大學的5個葡萄品種健康葉片和感病葉片中葉綠素含量、丙二醛含量、可溶性糖含量、組織含水量等指標的測定，探討各指標與葡萄抗黑痘病的關(guān)系，為病害防治及抗病育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗以長江大學西校區(qū)園藝園林學院教學實習基地塑料大棚中的早紫、研選5號、維多利亞、9307和新華1號等5個歐亞種品種為試驗材料，均為7年生的扦插苗，株行距1.0 m×2.0 m。試驗期間，所有品種田間管理一致。

1.2 方法

試驗于2011年5～7月進行，各指標進行室內(nèi)測定取樣時，隨機選取非邊緣位置且生長情況大致相同的植株，單株小區(qū)，3次重復。選中部成熟葉，并按病葉感病嚴重程度分輕（＜30%）、中（30%～70%）、重（＞70%）三個等級取樣。采集的葉片放于人工氣候箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法[11]，葉綠素含量測定采用分光光度法[12]，組織含水量測定采用干重法[13]，丙二醛含量測定采用雙組分光光度法[11]。

試驗統(tǒng)計分析方法采用Duncan氏新復極差法（SSR），多重比較結(jié)果采用標記字母法[14]。

最近鄰距離分析是用來分析點數(shù)據(jù)空間分布熱點區(qū)域的方法，經(jīng)常使用最近鄰指數(shù)（Nearest Neighbor Index,NNI）對商業(yè)網(wǎng)點的空間分布進行分析，查看其是不是屬于集聚型分布。然后再使用最近鄰層次聚類分析法來對熱點聚集區(qū)進行研究，從而能獲得不同層次的集聚區(qū)[7]。用平均最近鄰指數(shù)判斷商業(yè)網(wǎng)點的空間分布是否集聚，近鄰指數(shù)小于1，主要呈現(xiàn)集聚分布；反之，指數(shù)大于1，則分布模式趨向分散。指數(shù)越小，集聚程度越大。最近鄰指數(shù)計算公式見參考文獻[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 供試品種感病后各指標的變化

2.1.1 供試品種感病后葉綠素含量的變化

健康葉片和不同感病程度葉片中葉綠素含量測定結(jié)果見表1。

由表1可知，供試品種感病后，葉綠素含量均有不同程度下降，即隨著葉片感病程度加深其所含葉綠素含量降低。除9307葉綠素含量顯著下降外，其他品種感病后葉綠素含量呈極顯著下降趨勢。高感品種早紫感病后葉綠素含量下降較快，9307下降較慢，中感品種維多利亞感病后葉綠素含量下降較快，抗病品種新華1號、研選5號感病后葉綠素含量下降也較快。

表1 供試品種感病后葉綠素含量的變化Table1 Change of tested varieties chlorophyll content after the infection(mg·g-1)

2.1.2 供試品種感病后組織含水量的變化

健康葉片和不同感病程度葉片中組織含水量測定結(jié)果見表2。由表2可知，供試品種感病后，除維多利亞和9307含水量是先微升高后降低外，其他品種組織含水量都是隨著葉片感病程度的加深而降低，且葉片感病后組織含水量都呈極顯著下降?？傊髌贩N感病后組織含水量均有不同程度下降。高感品種早紫、9307，中感品種維多利亞和抗病品種研選5號、新華1號感病后組織含水量均明顯下降。

2.1.3 供試品種感病后丙二醛含量的變化

健康葉片和不同感病程度葉片中丙二醛含量測定結(jié)果見表3。由表3可知，供試品種感病后，研選5號、新華1號和9307丙二醛含量均有不同程度的極顯著升高；早紫丙二醛含量先極顯著升高，后又降低，但降低未達顯著差異；維多利亞丙二醛含量先略有降低，未達顯著差異，后又極顯著升高。總之，各品種感病后丙二醛含量均有不同程度升高。高感品種早紫、9307，中感品種維多利亞和抗病品種研選5號、新華1號感病后丙二醛含量均明顯上升。

健康葉片和不同感病程度葉片中可溶性糖含量測定結(jié)果見表4。

由表4可知，供試品種感病后，新華1號可溶性糖含量先升高，但未達顯著差異，后又極顯著下降；9307和早紫可溶性糖含量先極顯著升高，后又極顯著下降；維多利亞可溶性糖含量隨葉片感病程度加深而逐漸降低，且達極顯著差異；研選5號可溶性糖含量先極顯著降低，后又極顯著升高，最后又極顯著下降。高感品種早紫感病后可溶性糖含量下降較慢，高感品種9307、中感品種維多利亞和抗病品種新華1號感病后可溶性糖含量明顯下降，抗病品種研選5號感病后可溶性糖含量下降較慢。

表2 供試品種感病后組織含水量的變化Table2 Change of tested varieties water content after the infection (%)

表3 供試品種感病后丙二醛含量的變化Table3 Change of of tested varieties MDA content after the infection (μmol·g-1)

表4 供試品種感病后可溶性糖含量的變化Table4 Change of of tested varieties soluble sugar content after the infection (%)

2.2 供試品種健康葉片相關(guān)指標的比較

為探討不同品種健康葉片相關(guān)指標的差異，試驗對不同品種健康葉片相關(guān)指標大小進行多重比較（SSR法），結(jié)果見表5（縱向比較）。

由表5可知，供試品種健康葉片葉綠素含量1.0878～1.7456 mg·g-1，其中維多利亞與新華1號、早紫之間，新華1號與研選5號之間呈極顯著差異，新華1號與9307之間呈顯著差異，其余品種間差異均不顯著；組織含水量68.62%～76.01%，維多利亞與新華1號、研選5號之間，新華1號、研選5號與早紫、9307之間呈顯著差異，維多利亞與早紫、9307之間呈極顯著差異，而新華1號與研選5號之間，早紫與9307之間均無顯著差異；丙二醛含量 0.0082～0.0161 μmol·g-1，研選 5 號與維多利亞、新華1號、9307之間，早紫與維多利亞、9307之間呈極顯著差異，早紫與新華1號之間呈顯著差異，而早紫與研選5號之間，維多利亞、新華1號、9307之間均無顯著差異；可溶性糖含量0.0363%～0.0904%，維多利亞、新華1號與早紫、9307、研選5號之間呈極顯著差異，而維多利亞與新華1號之間，早紫、9307、研選5號之間均無顯著差異。

2.3 供試品種不同感病程度葉片相關(guān)指標的比較

為探討不同品種感病葉片相關(guān)指標的差異，試驗對不同品種感病葉片相關(guān)指標大小進行多重比較（SSR法），結(jié)果見表6（橫向比較）。

由表6可知，供試品種感病后葉片葉綠素含量0.3990～1.7456 mg·g-1，在感病輕時，研選5號與新華1號之間呈極顯著差異，研選5號與維多利亞、早紫、9307之間呈顯著差異，而維多利亞、新華1號、早紫、9307之間均無顯著差異；在中度感病時，研選5號與維多利亞、早紫、9307、新華1號之間呈極顯著差異，其他品種之間均無顯著差異；在嚴重感病時，9307與新華1號、研選5號之間呈顯著差異，維多利亞、新華1號、早紫、研選5號之間均無顯著差異。

表5 供試品種健康葉片中相關(guān)指標的比較Table5 Comparison of relevant indices of tested varieties healthy leaf

表6 供試品種不同感病程度葉片相關(guān)指標的比較Table6 Comparison of relevant indices of tested varieties disease leaf

供試品種感病后葉片組織含水量60.24%～77.42%，在感病輕時，維多利亞與新華1號、早紫、研選5號之間，9307與研選5號之間均呈極顯著差異，維多利亞與9307之間，9307與新華1號、早紫之間均呈顯著差異，而新華1號、早紫、研選5號之間均無顯著差異；在中度感病時，研選5號與維多利亞、早紫之間呈極顯著差異，研選5號與新華1號、9307之間呈顯著差異，其他品種之間均無顯著差異；在嚴重感病時，新華1號與9307、研選5號之間呈極顯著差異，新華1號與維多利亞、早紫之間呈顯著差異，而維多利亞、早紫、9307、研選5號之間均無顯著差異。

供試品種感病后葉片丙二醛含量0.0081～0.0445 μmol·g-1，在感病輕時，除維多利亞與研選5號之間呈顯著差異外，其他品種均無顯著差異；在中度感病時，早紫與維多利亞、研選5號之間呈極顯著差異，與新華1號之間，9307與維多利亞之間均呈顯著差異，早紫與9307之間，新華1號、9307、研選5號之間，維多利亞、新華1號、研選5號之間均無顯著差異；在嚴重感病時，研選5號與新華1號之間呈極顯著差異，研選5號與9307之間，新華1號與維多利亞、早紫之間均呈顯著差異，其他品種間均無顯著差異。

供試品種感病后葉片可溶性糖含量0.0245%～0.0934%，在感病輕時，新華1號與早紫、研選5號之間，研選5號與維多利亞、9307之間均呈極顯著差異，新華1號與9307之間，研選5號與早紫間均呈顯著差異，其他品種之間均無顯著差異；在中度感病時，維多利亞與新華1號、研選5號之間呈極顯著差異，研選5號與早紫、9307之間呈顯著差異，而新華1號與研選5號之間，新華1號、早紫、9307之間，維多利亞、早紫、9307之間均無顯著差異；在嚴重感病時，研選5號與9307之間呈極顯著差異，研選5號與新華1號、早紫之間，維多利亞與9307間均呈顯著差異，其他品種之間均無顯著差異。

3 討論與結(jié)論

3.1 葉綠素含量和組織含水量與葡萄抗黑痘病的關(guān)系

參考劉會寧等多年來對不同歐亞種葡萄抗黑痘病的研究結(jié)果：早紫、9307為高感品種，維多利亞為中感品種，研選5號、新華1號為抗病品種[15-16]。本試驗結(jié)果表明,供試歐亞種葡萄感染黑痘病后，無論是感病品種還是抗病品種，葉片中葉綠素含量均有不同程度下降，隨著葉片感病愈來愈嚴重，高感品種早紫葉綠素含量呈顯著下降趨勢，其他品種葉綠素含量呈極顯著下降趨勢，抗病品種葉綠素減少幅度大于高感品種。組織含水量除中感品種維多利亞和高感品種9307先升高后降低外，其他品種組織含水量均隨葉片感病程度的加深而降低，與劉天明等[17]對霜霉病抗性機理研究一致。

3.2 可溶性糖含量和丙二醛含量與葡萄抗黑痘病的關(guān)系

本試驗結(jié)果表明，供試歐亞種葡萄感染黑痘病后，葉片中可溶性糖含量總趨勢降低，除高感品種早紫和抗病品種研選5號可溶性糖含量稍有降低外，高感品種9307、中感品種維多利亞和抗病品種新華1號可溶性糖含量呈極顯著下降趨勢，這與賀立紅等[18]研究結(jié)果一致，然而楊輝等研究結(jié)果表明，辣椒在感染CMV病毒后，感病品種可溶性糖含量下降，抗病品種可溶性糖含量明顯上升[19]。目前對可溶性糖含量與抗病性關(guān)系報道很多，但結(jié)果不一。因此，對于可溶性糖含量與抗病性的關(guān)系要因品種不同、病原菌不同而區(qū)別對待。供試品種感病后，葉片中丙二醛含量變化總趨勢升高，高感品種早紫最終略有降低，但與健康葉片含量相比還是顯著升高，其他品種均不同程度的極顯著升高，這與梁艷榮[20]研究結(jié)論一致。綜合分析表明，不論品種抗感性如何，葉片感染黑痘病后葉綠素含量、組織含水量和可溶性糖含量總體呈下降趨勢，而丙二醛含量總體呈升高趨勢。

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