葡萄白粉病與幾種酶活性的關(guān)系

劉會寧，嚴(yán) 維 (長江大學(xué)園藝園林學(xué)院,湖北 荊州 434025)

葡萄白粉病與幾種酶活性的關(guān)系

劉會寧，嚴(yán) 維 (長江大學(xué)園藝園林學(xué)院,湖北 荊州 434025)

以SO4、研選5號、早紫、9307、粉紅亞都蜜、新華1號等6個葡萄品種為試驗材料，通過田間自然鑒定各品種白粉病的發(fā)病率及其病情指數(shù)，同時測定其健康葉片和感病葉片中過氧化物酶、過氧化氫酶、苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶的活性，分析各品種感病后各種酶的變化趨勢，探討了4種酶活性與葡萄抗白粉病之間的關(guān)系。結(jié)果表明：葉片感病后，隨感病程度的加深，各品種過氧化氫酶(CAT)活性均高于健康葉片，高感品種9307、新華1號和抗病品種研選5號、SO4隨感病程度的加深呈顯著上升趨勢。高感品種9307和中抗品種粉紅亞都蜜、早紫感病后過氧化物酶(POD)活性隨感病程度的加深呈顯著下降趨勢。高感品種9307、新華一號和高抗品種SO4、研選5號感病后苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性隨感病程度的加深均呈顯著上升趨勢。高抗品種SO4、研選5號的葉片多酚氧化酶(PPO)活性表現(xiàn)出顯著下降趨勢，而高感品種9307和中抗品種早紫、粉紅亞都蜜卻表現(xiàn)出顯著上升趨勢。

葡萄品種；白粉??；過氧化物酶；過氧化氫酶；苯丙氨酸解氨酶；多酚氧化酶

葡萄白粉病(Uncinulanecator(Schw.)Burr.)是一種世界性病害，在我國北方發(fā)病較重，長江流域發(fā)病較輕。湖北荊州地處華中，雖然春夏多雨，但伏旱卻很嚴(yán)重，因此干旱的初夏及夏末秋初葡萄白粉病發(fā)生也十分嚴(yán)重[1]。

目前植物抗性機理的研究主要集中在組織結(jié)構(gòu)抗病性和生理生化抗病性2方面。在生理生化抗病性方面，主要探討不同生理生化指標(biāo)，如脯氨酸、丙二醛、葉綠素、蛋白質(zhì)等及多種酶，如多酚氧化酶、過氧化物岐化酶、過氧化氫酶等的活性與葡萄抗病性的關(guān)系。

楊國順等[2]研究表明，葉片CAT活性與葡萄抗黑痘病呈正相關(guān)。葉建仁等[3]研究發(fā)現(xiàn)，不同松樹種及濕地松不同的單株健康針葉中過氧化物酶活性水平及其同工酶譜帶與它們對松針褐斑病的抗性沒有明顯關(guān)系。吳岳軒[4]用水稻白葉枯病弱毒菌株預(yù)處理水稻后，再感染強毒菌株，水稻中PAL活性的變化強度大于對照，抗病性也強于對照。楊秀屏等[5]采用葉銹菌侵染的小麥葉片為材料進行的研究表明，葉銹菌侵染后，PAL的活性升高。由于不同研究者的研究結(jié)果有所不同，為此，本研究擬通過測定葡萄健康葉片和感白粉病葉片中的過氧化氫酶、過氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶及多酚氧化酶的活性變化，來探討這4種酶活性與葡萄抗白粉病的關(guān)系，旨在為病害防治及抗病育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗品種有早紫、研選5號、新華1號、9307、粉紅亞都蜜、SO4等6個，均為9年生的扦插苗，株行距為1.0m ×2.0m。試驗期間所有品種田間管理一致。

1.2 試驗方法

試驗于2009年6～8月在長江大學(xué)園藝園林學(xué)院教學(xué)實習(xí)基地塑料大棚內(nèi)進行。采取田間鑒定和實驗室測定相結(jié)合的方法進行。每一供試品種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(fù)。

1.2.1 田間鑒定

田間病害鑒定時以葉片為調(diào)查對象，調(diào)查主枝上的全部葉片，使每小區(qū)總?cè)~片數(shù)不少于200片。記錄各小區(qū)內(nèi)總?cè)~片數(shù)和發(fā)病葉片數(shù)，同時以葉片病斑面積占全葉面積的比例(%)，將發(fā)病葉片分級記載，標(biāo)準(zhǔn)采用Desaymard的10級分級方法[6]，再按以下公式計算病情指數(shù)和發(fā)病率。

1.2.2 采樣及指標(biāo)測定

在白粉病發(fā)病不同時期進行田間病害鑒定，在病害鑒定的同時進行葉片取樣。選成熟葉，并按病葉感病程度分健康(沒白粉病病斑)、輕(<30%)、中(30%～70%)、重(>70%)4個等級取樣。將采集的葉片放于冰箱冷藏室中保存?zhèn)溆?。試驗?shù)據(jù)的統(tǒng)計分析采用Duncan氏新復(fù)極差法(SSR法)[7]。過氧化物酶(POD)活性的測定采用文獻(xiàn)[8]的比色法，多酚氧化酶(PPO)活性測定采用文獻(xiàn)[9]的方法，過氧化氫酶活性的測定采用文獻(xiàn)[10]的方法、苯丙氨酸解氨酶活性的測定采用文獻(xiàn)[11]的方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 供試品種對白粉病的抗性差異

由表1中第1次鑒定結(jié)果可以看出，嚴(yán)重度以 SO4抗病性最強，9307和新華1號抗病性最弱，早紫、粉紅亞都蜜和研選5號抗病性中等；發(fā)病率以SO4抗病性最強，其次是新華1號、早紫、粉紅亞都蜜和研選5號，9307抗病性最弱；病情指數(shù)以SO4抗病性最強，9307抗病性最弱，新華1號、早紫、粉紅亞都蜜和研選5號抗病性中等。

表1 供試品種對葡萄白粉病的抗性比較

注：表中同列數(shù)據(jù)后小寫字母表示0.05水平上差異顯著;大寫字母表示0.01水平上差異顯著，表2～7同。

由第2次鑒定的結(jié)果可以看出，嚴(yán)重度以SO4和早紫抗病性最強，粉紅亞都蜜和研選5號次之，新華1號再次之，9307抗病性最弱；發(fā)病率以SO4、早紫、粉紅亞都蜜和研選5號抗病性最強，新華1號次之，9307抗病性最弱；病情指數(shù)以SO4和研選5號抗病性最強，早紫和粉紅亞都蜜抗病性中等，9307和新華1號抗病性最弱(表1)。

由第3次鑒定結(jié)果可以看出，嚴(yán)重度以SO4抗病性最強，早紫、粉紅亞都蜜和研選5號次之，新華1號再次之，9307抗病性最弱；發(fā)病率以SO4抗病性最強，9307和新華1號抗病性最弱，早紫、粉紅亞都蜜和研選5號抗病性中等；病情指數(shù)以SO4抗病性最強，早紫、粉紅亞都蜜和研選5號次之，9307再次之，新華1號抗病性最弱(表1)。

由于病情指數(shù)既能反映發(fā)病的廣泛程度、又能反映發(fā)病的嚴(yán)重程度，因此，本研究采用發(fā)病中期(7月10號)的病情指數(shù)對供試品種進行抗性分類，其結(jié)果為，SO4和研選5號為抗性強的品種，早紫和粉紅亞都蜜抗性中等，9307和新華1號抗病性最弱。

2.2 供試品種感病后葉片中幾種酶活性的變化

2.2.1 過氧化氫酶﹙CAT﹚活性的變化

由表2可知，9307、早紫和SO4感病初期和中期CAT活性極顯著上升，到重度感病時，CAT活性沒明顯變化；粉紅亞都蜜在感病不同階段CAT活性均極顯著升高；新華1號在感病初期CAT活性沒明顯變化，中期極顯著升高，重度感病時極顯著下降；研選5號感病初期CAT活性極顯著升高，中期沒明顯變化，到重度感病時又極顯著上升。

表2 供試品種感病后CAT活性的變化 U/(g·min)

2.2.2 過氧化物酶﹙POD﹚活性的變化

由表3可知，9307感病初期POD活性極顯著下降，中期沒有明顯變化，到重度感病時又極顯著下降；粉紅亞都蜜感病初期和中期POD活性變化不明顯，重度感病時極顯著降低；早紫感病后POD活性極顯著下降，隨后沒明顯變化；新華1號和研選5號感病初期POD活性沒明顯變化，中期極顯著降低，重度感病時又極顯著升高；SO4感病初期POD活性極顯著降低，隨后沒明顯變化。

表3 供試品種感病后POD活性的變化 U/(g·min)

2.2.3 苯丙氨酸解氨酶﹙PAL﹚活性的變化

由表4可知，9307感病初期PAL活性極顯著升高，到中度和重度感病時沒明顯變化；粉紅亞都蜜感病初期PAL活性極顯著降低，到中期極顯著升高，重度感病時又極顯著降低；早紫感病初期PAL活性極顯著升高，中期沒明顯變化，后期極顯著降低；新華1號感病初期PAL活性沒明顯變化，到中期極顯著升高，后期變化不明顯；研選5號和SO4感病初期PAL活性極顯著升高，一直持續(xù)到感病中期，感病后期2品種PAL活性又極顯著降低。

表4 供試品種感病后PAL活性的變化 U/(g·min)

2.2.4 多酚氧化酶﹙PPO﹚活性的變化

由表5可知，9307在感病初期PPO活性極顯著升高，隨后稍有降低，但降低不明顯；粉紅亞都蜜感病初期PPO活性極顯著升高，隨后稍有升高，但升高不明顯；早紫在感病初期PPO活性極顯著升高，到中期極顯著下降，后期沒明顯變化；新華1號感病初期PPO活性極顯著降低，中期沒明顯變化，重度感病時又極顯著升高；研選5號感病初期PPO活性極顯著降低，隨后沒明顯變化。SO4感病后PPO活性一直極顯著降低。

表5 供試品種感病后PPO活性的變化 U/(g·min)

2.3 供試品種健康葉片幾種酶活性的比較

表6 供試品種健康葉片幾種酶活性的比較 U/(g·min)

不同品種健康葉片中幾種酶活性的大小多重比較結(jié)果見表6。由表6可知，健康葉片中CAT活性在0.03～0.79U/(g·min)之間，供試品種中，研選5號與SO4的CAT活性最高，新華1號次之，粉紅亞都蜜和早紫較低，9307活性最低；健康葉片中POD活性在0.55～1.16U/(g·min)之間，供試品種中，早紫和SO4的POD活性最高，新華1號和研選5號中等，粉紅亞都蜜和9307活性最低；健康葉片中PAL活性在0.14～0.42U/(g·min)之間，供試品種中，研選5號的PAL活性最高,其它5品種最低，且品種間均無顯著性差異；健康葉片中PPO活性在0.11～1.97U/(g·min)之間，供試品種中，以早紫和9307的PPO活性最高，研選5號、粉紅亞都蜜、SO4中等，新華1號最低。

2.4 供試品種不同感病程度葉片幾種酶活性的比較

不同品種感病葉片中幾種酶活性的多重比較結(jié)果見表7。由表7可知，供試品種感病后葉片的CAT活性在0.13～1.23U/(g·min)之間變化，在輕度感病時，研選5號與SO4之間無顯著差異，早紫與粉紅亞都蜜之間無顯著差異，而此2組卻呈極顯著差異，這4個品種與9307和新華1號存在極顯著差異；在中度感病時，新華1號與SO4之間無顯著差異，早紫與粉紅亞都蜜之間無顯著差異，而此2組卻呈極顯著差異，這4個品種與9307和新華1號存在極顯著差異；在重度感病時,9307與早紫之間無顯著差異，粉紅亞都蜜與新華1號無顯著差異，研選5號與SO4之間無顯著差異，此3組之間均呈極顯著差異。

表7 供試品種不同感病程度葉片幾種酶活性的比較 U/(g·min)

供試品種感病后葉片中POD活性在0.10～1.02U/(g·min)之間變化，在輕度感病時，粉紅亞都蜜與早紫之間無顯著差異，研選5號與SO4之間無顯著差異，此2組之間呈極顯著差異，9307與此2組之間也呈極顯著差異；在中度感病時，早紫與粉紅亞都蜜之間無顯著性差異，9307與新華1號之間無顯著性差異，此2組之間呈極顯著差異，研選5號、SO4與此2組之間呈極顯著差異，研選5號與SO4也呈極顯著差異；在重度感病時，新華1號、研選5號與SO4無顯著差異，9307與早紫無顯著性差異，粉紅亞都蜜與SO4無顯著差異，但新華1號、研選5號與之間早紫、粉紅亞都蜜與9307之間卻存在極顯著差異。

供試品種感病后葉片中PAL活性在0.11～0.9902U/(g·min)之間變化，在輕度感病時，9307與早紫無顯著差異，新華1號和粉紅亞都蜜之間無顯著性差異，此2組呈極顯著差異，研選5號、SO4與此2組呈極顯著差異，且SO4與研選5號也呈極顯著差異；在中度感病時，9307、新華1號與早紫無顯著差異，研選5號與SO4無顯著差異，這兩者之間呈極顯著差異，粉紅亞都蜜與其他供試品種均存在極顯著差異；在重度感病時，粉紅亞都蜜與早紫之間無顯著性差異，9307、新華1號與研選5號之間無顯著性差異，這兩者之間呈極顯著差異，SO4與其它供試品種之間均存在極顯著差異。

供試品種感病后葉片中PPO活性在0.12～1.9702U/(g·min)之間變化，在輕度感病時，9307、早紫之間無顯著差異，新華1號、研選5號之間無顯著差異，9307、早紫與新華1號、研選5號之間呈極顯著差異，同時與9307和SO4之間也呈極顯著差異，且9307和SO4之間也呈極顯著差異；在中度感病時，粉紅亞都蜜、新華1號、研選5號、SO4之間無顯著差異，9307與早紫之間呈極顯著差異，9307與早紫與其它供試品種之間均存在極顯著差異；在重度感病時，粉紅亞都蜜、早紫之間無顯著差異，研選5號和SO4之間無顯著差異，粉紅亞都蜜、早紫與研選5號SO4之間呈極顯著差異，同時與9307和新華1號存在極顯著差異，且9307和新華1號也存在極顯著差異。

3 小結(jié)與討論

本研究結(jié)果表明，研選5號和SO4是高抗品種，粉紅亞都蜜和早紫是中抗品種，新華1號和9307是高感品種。

本研究中高感品種9307與中抗品種早紫和高抗品種SO4感病初期和中期CAT活性極顯著上升，到重度感病時，CAT活性沒明顯變化；中抗品種粉紅亞都蜜在感病不同階段CAT活性均極顯著升高；高感品種新華1號在感病初期CAT活性沒明顯變化，中期極顯著升高，重度感病時極顯著下降；高抗品種研選5號感病初期CAT活性極顯著升高，中期沒明顯變化，到重度感病時又極顯著上升。供試品種感病葉片的CAT活性均高于健康葉片，這與王孟昌等[12]的研究結(jié)果——楊樹愈傷組織被潰瘍病菌侵染后，其中CAT酶活性呈上升趨勢相一致。

高感品種9307感病初期POD活性極顯著下降，中期沒有明顯變化，到重度感病時又極顯著下降；中抗品種粉紅亞都蜜感病初期和中期POD活性變化不明顯，重度感病時極顯著降低；中抗品種早紫感病后POD活性極顯著下降，隨后沒明顯變化；高感品種新華1號和高抗品種研選5號感病初期POD活性沒明顯變化，中期極顯著降低，重度感病時又極顯著升高；高抗品種SO4感病初期POD活性極顯著降低，隨后沒明顯變化。高抗品種SO4、研選5號感病后的POD活性高于感病品種9307，這與萬賢崇等[13]測定的感染褐斑病的黑楊無性系過氧化物酶活性反而明顯高于抗病的無性系不一致，而新華1號與之相一致。造成這種差異的原因可能與病害種類、植物類型和種植條件等的不同有關(guān)。

高感品種9307感病初期PAL活性極顯著升高，到中度和重度感病時沒明顯變化；中抗品種粉紅亞都蜜感病初期PAL活性極顯著降低，到中期極顯著升高，重度感病時又極顯著降低；中抗品種早紫感病初期PAL活性極顯著升高，中期沒明顯變化，后期極顯著降低；高感品種新華1號感病初期PAL活性沒明顯變化，到中期極顯著升高，后期變化不明顯；高抗品種研選5號和SO4感病初期PAL活性極顯著升高，一直持續(xù)到感病中期，感病后期兩品種PAL活性又極顯著降低，這與苗則彥等[14]研究的高抗品種的PAL酶活性，在白腐病病原菌侵染后呈上升趨勢相一致，而中抗和感病品種的表現(xiàn)與之不一致。

高感品種9307在感病初期PPO活性極顯著升高，隨后稍有降低，但降低不明顯；中抗品種粉紅亞都蜜感病初期PPO活性極顯著升高，隨后稍有升高，但升高不明顯；中抗品種早紫在感病初期PPO活性極顯著升高，到中期極顯著下降，后期沒明顯變化；高感品種新華1號感病初期PPO活性極顯著降低，中期沒明顯變化，重度感病時又極顯著升高；高抗品種研選5號感病初期PPO活性極顯著降低，隨后沒明顯變化。高抗品種SO4感病后PPO活性一直極顯著降低，這與Marutyan[15]對葡萄霜霉病高度抗病的雜種的研究結(jié)果，其多酚氧化酶的活性，在病斑近處酶活增加，而感病的品種，在病斑近處其活性下降不一致。

在供試品種中，高抗品種研選5號與SO4的健康葉片中CAT活性最高，高感品種新華1號次之，中抗品種粉紅亞都蜜和早紫較低，高感品種9307活性最低；中抗品種早紫和高抗品種SO4的健康葉片中POD活性最高，高感品種新華1號和高抗品種研選5號中等，中抗品種粉紅亞都蜜和高感品種9307活性最低；供試品種中以高抗品種研選5號的健康葉片中PAL活性最高，以中抗品種早紫和高感品種9307的健康葉片中PPO活性最高，高抗品種研選5號、中抗品種粉紅亞都蜜、高抗品種SO4中等，高感品種新華1號最低。

由于條件所限，本研究僅從過氧化氫酶、過氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶及多酚氧化酶活性這4個指標(biāo)對葡萄抗白粉病的機理進行了探討，而白粉病抗性機理研究涉及的因素還有很多，有待進一步深入研究。

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2013-03-10

湖北省教育廳重點資助項目(D20081201)。

劉會寧(1965-)，女，碩士，教授，主要從事葡萄種質(zhì)資源優(yōu)質(zhì)高效栽培及抗病性研究。

S436.631

A

1673-1409(2013)23-0018-06