不同抗性蘋果中間砧對紅富士蘋果防御酶活性的影響

郭興科 賈愛軍 廖方舟 徐繼忠

摘? ? 要：以對蘋果枝干輪紋病不同抗性的砧木作中間砧的紅富士蘋果為試材，測定了SOD、POD 、CAT、 PAL 和PPO的活性。結(jié)果表明，不同抗性中間砧上的紅富士蘋果的防御酶活性存在差異。抗病中間砧上紅富士蘋果的SOD、POD、 PAL和PPO的活性均高于感病中間砧上的，不同抗性中間砧上紅富士蘋果的CAT活性無規(guī)律可循。中間砧上紅富士蘋果較高的防御酶活性可能是紅富士蘋果對蘋果枝干輪紋病的抗性增強的原因之一。

關(guān)鍵詞：蘋果;中間砧;輪紋病;抗病性;紅富士;防御酶

Abstract： The leaves of Red Fuji apples on interstocks with different resistance to ring rot disease were used to assay the activity of SOD， POD， CAT， PAL and PPO. The results showed that the activity of resistant enzymes had a difference between the leaves of Red Fuji apples on interstocks with different resistance to ring rot disease. The activity of SOD， POD， PAL and PPO in the leaves of Red Fuji apples on resistant? interstocks was higher than that on susceptible interstocks. The activity of CAT in the leaves of Red Fuji apples on interstocks with different resistance to ring rot disease? showed no any rules. The high activity of resistant enzymes in the resistant interstocks might be one reason enhancing the resistance of Red Fuji apple to the ring rot disease on the stem.

Key words： apple; middle stock; ring rot disease; disease resistance; red Fuji; defensive enzyme

蘋果輪紋病是蘋果生產(chǎn)中最重要的病害之一，能夠危害枝干與果實，導(dǎo)致枝干粗皮或潰瘍，嚴(yán)重時影響樹勢，果實發(fā)病則喪失商品價值。近年來，隨著套袋技術(shù)的推廣，果實輪紋病的發(fā)生得到有效控制，但是枝干輪紋病的發(fā)生有逐年加重的趨勢。國立耘等[1] 對我國7個蘋果主產(chǎn)?。ㄊ小^(qū)）的88個果園蘋果枝干輪紋病發(fā)生和防治情況進行了調(diào)查， 結(jié)果表明蘋果枝干輪紋病的總體發(fā)病率達77.6%。國內(nèi)蘋果生產(chǎn)上的主栽品種如富士、金冠、嘎啦、元帥等均不抗輪紋病[2-4]，其中，種植面積最大的富士很容易感染輪紋病，發(fā)病率高達70%～85%[5]。目前，生產(chǎn)上對輪紋病的防治措施主要是重刮皮和使用化學(xué)農(nóng)藥[6]，但是這些措施很難從根本上解決蘋果輪紋病的發(fā)生。有研究表明，抗輪紋病砧木可以提高蘋果樹樹體本身的抗輪紋病的能力，減少輪紋病的危害[7]。筆者通過調(diào)查不同抗性砧木蘋果樹的田間自然發(fā)病情況，發(fā)現(xiàn)砧木的病情越嚴(yán)重，其上嫁接的“紅富士”蘋果病情也越嚴(yán)重;反之，越輕[8]?？共≌枘咎岣呓铀肫贩N抗病性的機理尚不清楚，李廣旭等[9]的研究發(fā)現(xiàn)蘋果枝干被輪紋病菌侵染后，SOD、POD、PAL、PPO活性呈先上升后降低趨勢。姜繼芳[10]對不同砧木的富士葉片接種輪紋病菌后，SOD、POD、PAL、PPO活性也均表現(xiàn)為先上升后下降，而CAT活性沒有一定的規(guī)律，表現(xiàn)為交替的上升下降。由此看來，防御酶的活性與抗蘋果輪紋病密切相關(guān)。本試驗以不同抗病性中間砧上嫁接的紅富士蘋果為試材，研究不同抗病性砧木對紅富士蘋果葉片防御酶活性的影響，以期為抗病砧木提高接穗品種抗病性機理研究提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料為1年生、3年生、5年生的蘋果樹，基砧均為八棱海棠，中間砧砧木號分別為11、210、1-13和8-42，其中11和1-13為抗病砧木，210和8-42為感病砧木，嫁接品種為‘紅富士。

1.2 試驗方法

1.2.1 培養(yǎng)蘋果輪紋病菌 無菌操作臺上把輪紋病菌接種到PDA培養(yǎng)基（馬鈴薯∶葡萄糖∶瓊脂∶蒸餾水=200 g∶20 g∶12 g∶1 000 mL）上，在27 ℃光照培養(yǎng)箱里黑暗下培養(yǎng)4 d，選取長勢均勻一致的輪紋病菌用于田間接種。

1.2.2 田間接種 選取生長一致的當(dāng)年生砧木萌蘗，用75%的酒精擦拭接種部位，然后用無菌水擦拭，將生長均一的菌絲連同少量的培養(yǎng)基切割成2～3 cm的長方形菌條，纏在接種部位，再用棉花和塑料薄膜包裹，3 d后解除薄膜。

1.2.3 病情調(diào)查 田間自然發(fā)病調(diào)查參照國立耘等[1]的分級標(biāo)準(zhǔn)，在田間逐株調(diào)查砧木段輪紋病自然發(fā)病情況。人工接種發(fā)病調(diào)查參照閻振立等[11]的分級標(biāo)準(zhǔn)，于接種2個月后調(diào)查砧木萌蘗的發(fā)病情況。

1.2.4 防御酶活性測定 取當(dāng)年生枝條中部成熟葉片，測定防御酶的活性。SOD、POD 和 CAT 活性測定分別采用氮藍四唑比色法、愈創(chuàng)木酚法和紫外吸收法[12]。PAL 活性測定參照高俊鳳[13]的方法。PPO 活性測定參照朱廣廉等[14]的方法。

每處理重復(fù) 3 ～ 5 次。數(shù)據(jù)采用 DPS 統(tǒng)計分析軟件進行差異顯著性分析，各數(shù)據(jù)均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同砧木抗病性的鑒定

2012年和2013年對砧木進行抗病性鑒定。由表1可知，砧木1-13在田間和人工接種條件下均不發(fā)病，砧木8-42在田間和人工接種條件下均發(fā)病，發(fā)病等級達3級。砧木11在田間調(diào)查下不發(fā)病，砧木210在田間調(diào)查下發(fā)病，發(fā)病等級達4級。由抗性鑒定結(jié)果可知， 1-13、11是抗病砧木，8-42、210是感病砧木。

2.2 一年生不同抗性砧木上嫁接的紅富士蘋果防御酶活性的差異

由表2可知，紅富士/1-13/八棱海棠的POD活性是30.79 OD·g-1，紅富士/8-42/八棱海棠的POD活性是29.04 OD·g-1，前者的POD活性高于后者，但差異未達到顯著水平。紅富士/1-13/八棱海棠的SOD、CAT、PAL、PPO活性分別為249.58 OD·g-1、71.67 U·g-1、766.00 OD·g-1·h-1 、1 757.94 U·g-1·min-1，紅富士/8-42/八棱海棠的SOD、CAT、PAL、PPO活性分別為201.25 OD·g-1、15.92 U·g-1、584.67 OD·g-1·h-1、1 325.39? U·g-1·min-1。前者的SOD、CAT、PAL、PPO活性均高于后者，且差異均達到顯著水平。從數(shù)據(jù)中可以看出，抗病中間砧上紅富士蘋果的防御酶活性高于感病中間砧上的，中間砧能夠影響紅富士的防御酶活性，中間砧抗病性越高，其上紅富士的防御酶活性越高。

2.3 3年生的不同抗性砧木上嫁接的紅富士蘋果防御酶活性的差異

由表3可知，紅富士/11/八棱海棠和紅富士/210/八棱海棠的CAT活性分別為23.89 U·g-1、73.59 U·g-1，前者的CAT活性低于后者，差異達到顯著水平。紅富士/11/八棱海棠的SOD、POD、PAL、PPO活性分別是273.33 OD·g-1、66.58 OD·g-1、806.00 OD·g-1·h-1、5 059.52 U·g-1·min-1，紅富士/210/八棱海棠的SOD、POD、PAL、PPO活性分別為207.92 OD·g-1、53.70 OD·g-1、633.33 OD·g-1·h-1、3 666.67 U·g-1·min-1。前者的SOD、POD、PAL、PPO活性均高于后者，且差異均達到顯著水平。從數(shù)據(jù)中可以看出，抗病中間砧上紅富士蘋果的SOD、POD、PAL、PPO活性高于感病中間砧上的，中間砧抗病性越高，其上紅富士的SOD、POD、PAL、PPO活性越高。

2.4 5年生不同抗性砧木上嫁接的紅富士蘋果防御酶活性的差異

由表4可知，紅富士/11/八棱海棠的SOD、POD、PAL、PPO活性分別為522.08 OD·g-1、35.79 OD·g-1、737.33 OD·g-1·h-1、6 440.48 U·g-1·min-1，紅富士/210/八棱海棠的SOD、POD、PAL、PPO活性分別為337.50 OD·g-1、21.25 OD·g-1、635.33 OD·g-1·h-1、5 468.25 U·g-1·min-1。前者的SOD、POD、PAL、PPO活性均高于后者，且差異均達到顯著水平。紅富士/11/八棱海棠和紅富士/210/八棱海棠的CAT活性分別為34.52 U·g-1、31.36 U·g-1，前者的CAT活性高于后者，但差異未達到顯著水平。從數(shù)據(jù)中可以看出，抗病中間砧上紅富士蘋果的防御酶活性高于感病中間砧上的，中間砧能夠影響紅富士的防御酶活性，中間砧抗病性越高，其上紅富士的防御酶活性越高。

3 討 論

SOD、POD和CAT是活性氧清除系統(tǒng)的3種主要酶，能有效抑制活性氧自由基對機體的傷害。SOD催化超氧自由基（O·-2）產(chǎn)生歧化反應(yīng)，生成毒性較小的H2O2和O2[15]。POD和CAT將H2O2降解成為無毒害的H2O和O2。這3種酶在細胞內(nèi)彼此協(xié)調(diào)、相互作用，使細胞內(nèi)的自由基保持正常水平，減輕自由基對生物體造成的毒害，提高生物體抗逆能力[16]，與植物的抗病性反應(yīng)密切相關(guān)。趙玲玲等[17]對‘煙砧一號抗病機理研究表明‘煙砧一號作中間砧能顯著提高富士葉片防御酶SOD 、POD和CAT 的活性。馮麗貞等[18]對福建省11個桉樹主栽種系接種焦枯病菌前后關(guān)鍵防御酶系中的SOD和POD活性進行了研究，結(jié)果表明桉樹健葉體內(nèi)SOD、POD活性均表現(xiàn)為抗病種系>中抗種系>中感種系>感病種系，呈規(guī)律性變化。胡洪濤和李祥[19]通過對氧化物酶及其同工酶與柑桔對潰瘍病抗性關(guān)系的研究，發(fā)現(xiàn)健康柑桔葉片中抗病類型品種的POD活性明顯高于感病類型品種。本研究對1年生、3年生、5年生不同抗性中間砧上紅富士蘋果SOD、POD和CAT活性進行了測定，1年生抗病中間砧上紅富士蘋果的SOD、CAT活性顯著高于感病中間砧上的，而POD活性沒有差異;3年生抗病中間上紅富士蘋果的SOD、POD活性顯著高于感病中間砧上的，CAT活性反而降低了，可能是由于SOD、POD彼此協(xié)調(diào)、相互作用，能夠維持活性氧的動態(tài)平衡，不需要CAT的參與;5年生抗病中間上紅富士蘋果的SOD、POD、CAT活性均高于感病中間砧上的，其中SOD、POD活性差異性顯著。總之，抗病中間砧上紅富士蘋果的SOD、POD活性高于感病中間砧上的，與前人的研究結(jié)果一致，這可能也增強了紅富士蘋果對蘋果枝干輪紋病的防御能力。

PAL是連接初級代謝和苯丙烷類代謝第一步反應(yīng)的酶，是苯丙烷類代謝的關(guān)鍵酶和限速酶，參與植保素和木質(zhì)素的合成[20]，它在植物抗病中的作用得到普遍承認。趙玲玲等[17]對‘煙砧一號抗病機理研究表明‘煙砧一號作中間砧能顯著提高富士葉片防御酶PAL的活性。葉建仁等[21]對濕地松葉片中PAL與抗褐斑病的關(guān)系進行了研究，結(jié)果顯示抗病無性系的酶活性比易感株略高。王景景等[22]研究了甘薯黑斑病對苯丙氨酸解氨酶活性的影響，結(jié)果表明，未受黑斑病侵染時，高抗品種葉片中的PAL活性顯著高于高感品種葉片的。本研究對1年生、3年生、5年生不同抗性中間砧上紅富士蘋果的PAL活性進行了測定，結(jié)果顯示，抗病中間砧上紅富士蘋果的PAL活性高于感病中間砧上的，且差異性顯著，與前人的研究結(jié)果一致。PAL參與植保素和木質(zhì)素的合成，植保素和木質(zhì)素能夠抵抗病原物的侵入和擴展，起到抗病的作用，抗病中間砧上紅富士蘋果的PAL活性提高了，就有利于植保素和木質(zhì)素的合成，抗病中間砧上紅富士蘋果對蘋果枝干輪紋病的抗性可能也就提高了。

PPO 是酚類物質(zhì)氧化的主要酶，參與植物體內(nèi)酚類物質(zhì)氧化產(chǎn)生醌類和參與木質(zhì)素的合成，以殺死和抑制病原菌的繁殖而起到抗病作用[23]，在植物病害抗性中起重要作用。趙玲玲等[17]對‘煙砧一號抗病機理研究表明‘煙砧一號作中間砧能顯著提高富士葉片防御酶PPO 的活性。宋從鳳等[24]對青枯病具有不同抗性的7個桉樹品系葉內(nèi)PPO活性研究表明，不同抗病性的按樹各品系之間其PPO活性存在著顯著差異，對青枯病抗性較強的按樹品系內(nèi)PPO活性顯著比抗病性弱的品系高。石雪暉等[25]研究了葡萄葉片中PPO活性與抗黑痘病的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)PPO活性與葡萄的抗黑痘病能力呈正相關(guān)關(guān)系。本研究對1年生、3年生、5年生不同抗性中間砧上紅富士蘋果的PPO活性進行了測定，結(jié)果顯示，抗病中間砧上紅富士蘋果的PPO活性顯著高于感病中間砧上的，與前人研究結(jié)果一致，抗病中間砧上紅富士蘋果的PPO活性提高了，可能也就增強了抗病中間砧上紅富士蘋果對枝干輪紋病的抗性。

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