甘蔗花叶病对甘蔗叶片叶绿素含量的影响

刘家勇，赵培方，赵 俊，崔 洁，陈学宽，夏红明，杨 昆，吴才文

（云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室，开远 661600）

甘蔗花叶病又名甘蔗嵌纹病，是各产蔗国普遍发生的一类病毒病，此病在许多国家被列为重要病害[1]。近年来，已明确引起甘蔗花叶病的病原至少有3种：甘蔗花叶病毒（ScMV）、高粱花叶病毒（SrMV）和甘蔗线条花叶病毒。其中甘蔗花叶病毒和高粱花叶病毒在我国蔗区普遍分布[1]。本文所述品种感染的是甘蔗花叶病毒。在高等植物中进行光合作用的主要器官是叶片，叶绿体是进行光合作用的基本细胞器[2]。光合作用是产量形成的基础，高等植物用于光合作用光能吸收和传递的主要色素是叶绿素，大多数叶绿素a和全部叶绿素b都参与光能的吸收和传递。甘蔗感花叶病后，其症状主要表现在叶片上，主要是叶绿素受到破坏或不正常发展而使叶部产生许多与叶脉平行的纵短条纹[3]。甘蔗感病后一般减产10%～40%，同时如出汁率、还原糖、蔗糖分等一些工艺性状也受到不同程度的影响[3]。病害感染叶片后对叶绿素含量的影响其它作物上报道颇多，结果均造成叶片叶绿素含量的下降[5-8]，有关甘蔗的报道却鲜见。本文主要以健康叶片为对照研究分析感病叶片叶绿素含量的下降情况及其叶绿素a、b下降幅度的差异。

1 材料与方法

甘蔗大生长期（8月份），以云蔗02-588、云蔗99-601及RB76-5418为材料，分别随机取健康叶片和感病叶片各30株（+1叶且所取植株株龄相近）进行分析。叶片采回后在105℃温度下15min杀青，之后在60℃下完全烘干。取叶片中部30cm去叶脉剪碎，混匀后称取0.5g置于锥形瓶中，加96%乙醇20mL进行叶绿素提取。待样品叶绿素完全提取（叶片完全变白）后，将提取液定容于50mL容量瓶中。在核酸蛋白分析仪上测定样品在波长663nm和645nm的光密度OD值，通过相应公式计算叶绿素a、b及叶绿素总含量等。叶绿素含量计算参照《植物生理学实验指导》[4]一书。数据处理及分析使用Excel2003、SPSS13.0[9]及Origin7.0等软件完成。

2 结果与分析

2.1 叶绿素a含量

从表1可知，云蔗02-588、云蔗99-601、RB76-5418三个品种健康叶片叶绿a含量平均分别为6.5018mg/g、3.3879mg/g 和 3.6718mg/g，感病叶片平均分别为 4.7625mg/g、2.7651mg/g 和 3.3304mg/g，较健康叶片分别减26.8%、18.4%和9.3%。t检验表明，3个品种健康叶片平均叶绿素a含量极显著地高于感病叶片。说明甘蔗感病后叶绿素a含量下降明显。

对3个品种健康与感病叶片叶绿素a含量进行排序后作图（图1），从图上可直观看出，健康与感病叶片叶绿素a含量差异明显。

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2.2 叶绿素b含量

从表1可看出，3个品种叶绿素b含量平均值健康叶片均高于感病叶片，分别较健康叶片下降26.0%（云蔗 02-588）、37.7%（云蔗 99-601）和 25.8%（RB76-5418）。统计检验（t检验），健康叶片平均叶绿素 b含量均极显著地高于感病叶片。表明甘蔗感花叶病后，叶绿素b含量明显下降。

同样地，对3个品种健康与感病叶片叶绿素b含量进行排序后作图（图2），两种叶片叶绿素b含量差异明显。

2.3 总叶绿素含量

叶绿素总含量为叶绿素a和叶绿素b之和。从表1可看出，叶绿素总含量感病叶片较健康叶片低，分别较健康叶片下降 26.6%（云蔗 02-588）、24.3%（云蔗 99-601）、15.2%（RB76-5418）。t检验结果表明，健康叶片叶绿素总含量极显著地高于感病叶片。表明甘蔗感病后，叶绿素总含量呈明显下降趋势。

各品种叶绿素总含量排序后作图（图3），从图中可看出3个品种叶绿素总含量曲线，感病叶片均处于健康叶片下方，叶绿素含量明显低于健康叶片。

从以上分析结果可知，叶片感病后叶绿素a、b及总含量，均呈明显的下降趋势。甘蔗感病后云蔗02-588叶绿素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，叶绿素a、b含量下降幅度有较大差异。叶绿素b的下降幅度远大于叶绿素a，其中以云蔗99-601下降幅度最大。云蔗99-601叶绿素a、b含量分别下降18.4%和37.7%；RB76-5418叶绿素a、b含量分别下降9.3%和25.8%。叶绿素a/b比值也说明了这个问题。以上结果表明感病后，叶绿素a、b含量均在下降，但下降趋势没有统一规律，下降幅度可能与感病情况和具体品种有关。

3 讨论

3.1 叶绿素分析过程中，所取样品叶绿素一定要被乙醇提取完全，即称取的叶片要完全变白，否则将影响最终结果的准确性。

3.2 表1中标有“◆”的叶片，田间取样时目测其感病面积可能超过60%以上（并进行了标记），感病严重。从分析的结果来看，其叶绿素含量也是最低的。

3.3 感病后，与健康叶片相比叶绿素含量均出现明显下降，这与感病后产量下降的结果相一致[3]。感病后不同品种间的减产幅度不同，除与感病程度严重与否有关外，叶绿素a、b含量下降的幅度的不同可能是造成这一差异的原因之一，因为大多数叶绿素a和全部的叶绿素b都参与光能的吸收和传递[2]。

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