葡萄白粉病与几种酶活性的关系

刘会宁，严 维 (长江大学园艺园林学院,湖北 荆州 434025)

葡萄白粉病与几种酶活性的关系

刘会宁，严 维 (长江大学园艺园林学院,湖北 荆州 434025)

以SO4、研选5号、早紫、9307、粉红亚都蜜、新华1号等6个葡萄品种为试验材料，通过田间自然鉴定各品种白粉病的发病率及其病情指数，同时测定其健康叶片和感病叶片中过氧化物酶、过氧化氢酶、苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶的活性，分析各品种感病后各种酶的变化趋势，探讨了4种酶活性与葡萄抗白粉病之间的关系。结果表明：叶片感病后，随感病程度的加深，各品种过氧化氢酶(CAT)活性均高于健康叶片，高感品种9307、新华1号和抗病品种研选5号、SO4随感病程度的加深呈显著上升趋势。高感品种9307和中抗品种粉红亚都蜜、早紫感病后过氧化物酶(POD)活性随感病程度的加深呈显著下降趋势。高感品种9307、新华一号和高抗品种SO4、研选5号感病后苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性随感病程度的加深均呈显著上升趋势。高抗品种SO4、研选5号的叶片多酚氧化酶(PPO)活性表现出显著下降趋势，而高感品种9307和中抗品种早紫、粉红亚都蜜却表现出显著上升趋势。

葡萄品种；白粉病；过氧化物酶；过氧化氢酶；苯丙氨酸解氨酶；多酚氧化酶

葡萄白粉病(Uncinulanecator(Schw.)Burr.)是一种世界性病害，在我国北方发病较重，长江流域发病较轻。湖北荆州地处华中，虽然春夏多雨，但伏旱却很严重，因此干旱的初夏及夏末秋初葡萄白粉病发生也十分严重[1]。

目前植物抗性机理的研究主要集中在组织结构抗病性和生理生化抗病性2方面。在生理生化抗病性方面，主要探讨不同生理生化指标，如脯氨酸、丙二醛、叶绿素、蛋白质等及多种酶，如多酚氧化酶、过氧化物岐化酶、过氧化氢酶等的活性与葡萄抗病性的关系。

杨国顺等[2]研究表明，叶片CAT活性与葡萄抗黑痘病呈正相关。叶建仁等[3]研究发现，不同松树种及湿地松不同的单株健康针叶中过氧化物酶活性水平及其同工酶谱带与它们对松针褐斑病的抗性没有明显关系。吴岳轩[4]用水稻白叶枯病弱毒菌株预处理水稻后，再感染强毒菌株，水稻中PAL活性的变化强度大于对照，抗病性也强于对照。杨秀屏等[5]采用叶锈菌侵染的小麦叶片为材料进行的研究表明，叶锈菌侵染后，PAL的活性升高。由于不同研究者的研究结果有所不同，为此，本研究拟通过测定葡萄健康叶片和感白粉病叶片中的过氧化氢酶、过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶及多酚氧化酶的活性变化，来探讨这4种酶活性与葡萄抗白粉病的关系，旨在为病害防治及抗病育种提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验品种有早紫、研选5号、新华1号、9307、粉红亚都蜜、SO4等6个，均为9年生的扦插苗，株行距为1.0m ×2.0m。试验期间所有品种田间管理一致。

1.2 试验方法

试验于2009年6～8月在长江大学园艺园林学院教学实习基地塑料大棚内进行。采取田间鉴定和实验室测定相结合的方法进行。每一供试品种随机选取非边缘位置且生长情况大致相同的植株，单株小区，3次重复。

1.2.1 田间鉴定

田间病害鉴定时以叶片为调查对象，调查主枝上的全部叶片，使每小区总叶片数不少于200片。记录各小区内总叶片数和发病叶片数，同时以叶片病斑面积占全叶面积的比例(%)，将发病叶片分级记载，标准采用Desaymard的10级分级方法[6]，再按以下公式计算病情指数和发病率。

1.2.2 采样及指标测定

在白粉病发病不同时期进行田间病害鉴定，在病害鉴定的同时进行叶片取样。选成熟叶，并按病叶感病程度分健康(没白粉病病斑)、轻(<30%)、中(30%～70%)、重(>70%)4个等级取样。将采集的叶片放于冰箱冷藏室中保存备用。试验数据的统计分析采用Duncan氏新复极差法(SSR法)[7]。过氧化物酶(POD)活性的测定采用文献[8]的比色法，多酚氧化酶(PPO)活性测定采用文献[9]的方法，过氧化氢酶活性的测定采用文献[10]的方法、苯丙氨酸解氨酶活性的测定采用文献[11]的方法。

2 结果与分析

2.1 供试品种对白粉病的抗性差异

由表1中第1次鉴定结果可以看出，严重度以 SO4抗病性最强，9307和新华1号抗病性最弱，早紫、粉红亚都蜜和研选5号抗病性中等；发病率以SO4抗病性最强，其次是新华1号、早紫、粉红亚都蜜和研选5号，9307抗病性最弱；病情指数以SO4抗病性最强，9307抗病性最弱，新华1号、早紫、粉红亚都蜜和研选5号抗病性中等。

表1 供试品种对葡萄白粉病的抗性比较

注：表中同列数据后小写字母表示0.05水平上差异显著;大写字母表示0.01水平上差异显著，表2～7同。

由第2次鉴定的结果可以看出，严重度以SO4和早紫抗病性最强，粉红亚都蜜和研选5号次之，新华1号再次之，9307抗病性最弱；发病率以SO4、早紫、粉红亚都蜜和研选5号抗病性最强，新华1号次之，9307抗病性最弱；病情指数以SO4和研选5号抗病性最强，早紫和粉红亚都蜜抗病性中等，9307和新华1号抗病性最弱(表1)。

由第3次鉴定结果可以看出，严重度以SO4抗病性最强，早紫、粉红亚都蜜和研选5号次之，新华1号再次之，9307抗病性最弱；发病率以SO4抗病性最强，9307和新华1号抗病性最弱，早紫、粉红亚都蜜和研选5号抗病性中等；病情指数以SO4抗病性最强，早紫、粉红亚都蜜和研选5号次之，9307再次之，新华1号抗病性最弱(表1)。

由于病情指数既能反映发病的广泛程度、又能反映发病的严重程度，因此，本研究采用发病中期(7月10号)的病情指数对供试品种进行抗性分类，其结果为，SO4和研选5号为抗性强的品种，早紫和粉红亚都蜜抗性中等，9307和新华1号抗病性最弱。

2.2 供试品种感病后叶片中几种酶活性的变化

2.2.1 过氧化氢酶﹙CAT﹚活性的变化

由表2可知，9307、早紫和SO4感病初期和中期CAT活性极显著上升，到重度感病时，CAT活性没明显变化；粉红亚都蜜在感病不同阶段CAT活性均极显著升高；新华1号在感病初期CAT活性没明显变化，中期极显著升高，重度感病时极显著下降；研选5号感病初期CAT活性极显著升高，中期没明显变化，到重度感病时又极显著上升。

表2 供试品种感病后CAT活性的变化 U/(g·min)

2.2.2 过氧化物酶﹙POD﹚活性的变化

由表3可知，9307感病初期POD活性极显著下降，中期没有明显变化，到重度感病时又极显著下降；粉红亚都蜜感病初期和中期POD活性变化不明显，重度感病时极显著降低；早紫感病后POD活性极显著下降，随后没明显变化；新华1号和研选5号感病初期POD活性没明显变化，中期极显著降低，重度感病时又极显著升高；SO4感病初期POD活性极显著降低，随后没明显变化。

表3 供试品种感病后POD活性的变化 U/(g·min)

2.2.3 苯丙氨酸解氨酶﹙PAL﹚活性的变化

由表4可知，9307感病初期PAL活性极显著升高，到中度和重度感病时没明显变化；粉红亚都蜜感病初期PAL活性极显著降低，到中期极显著升高，重度感病时又极显著降低；早紫感病初期PAL活性极显著升高，中期没明显变化，后期极显著降低；新华1号感病初期PAL活性没明显变化，到中期极显著升高，后期变化不明显；研选5号和SO4感病初期PAL活性极显著升高，一直持续到感病中期，感病后期2品种PAL活性又极显著降低。

表4 供试品种感病后PAL活性的变化 U/(g·min)

2.2.4 多酚氧化酶﹙PPO﹚活性的变化

由表5可知，9307在感病初期PPO活性极显著升高，随后稍有降低，但降低不明显；粉红亚都蜜感病初期PPO活性极显著升高，随后稍有升高，但升高不明显；早紫在感病初期PPO活性极显著升高，到中期极显著下降，后期没明显变化；新华1号感病初期PPO活性极显著降低，中期没明显变化，重度感病时又极显著升高；研选5号感病初期PPO活性极显著降低，随后没明显变化。SO4感病后PPO活性一直极显著降低。

表5 供试品种感病后PPO活性的变化 U/(g·min)

2.3 供试品种健康叶片几种酶活性的比较

表6 供试品种健康叶片几种酶活性的比较 U/(g·min)

不同品种健康叶片中几种酶活性的大小多重比较结果见表6。由表6可知，健康叶片中CAT活性在0.03～0.79U/(g·min)之间，供试品种中，研选5号与SO4的CAT活性最高，新华1号次之，粉红亚都蜜和早紫较低，9307活性最低；健康叶片中POD活性在0.55～1.16U/(g·min)之间，供试品种中，早紫和SO4的POD活性最高，新华1号和研选5号中等，粉红亚都蜜和9307活性最低；健康叶片中PAL活性在0.14～0.42U/(g·min)之间，供试品种中，研选5号的PAL活性最高,其它5品种最低，且品种间均无显著性差异；健康叶片中PPO活性在0.11～1.97U/(g·min)之间，供试品种中，以早紫和9307的PPO活性最高，研选5号、粉红亚都蜜、SO4中等，新华1号最低。

2.4 供试品种不同感病程度叶片几种酶活性的比较

不同品种感病叶片中几种酶活性的多重比较结果见表7。由表7可知，供试品种感病后叶片的CAT活性在0.13～1.23U/(g·min)之间变化，在轻度感病时，研选5号与SO4之间无显著差异，早紫与粉红亚都蜜之间无显著差异，而此2组却呈极显著差异，这4个品种与9307和新华1号存在极显著差异；在中度感病时，新华1号与SO4之间无显著差异，早紫与粉红亚都蜜之间无显著差异，而此2组却呈极显著差异，这4个品种与9307和新华1号存在极显著差异；在重度感病时,9307与早紫之间无显著差异，粉红亚都蜜与新华1号无显著差异，研选5号与SO4之间无显著差异，此3组之间均呈极显著差异。

表7 供试品种不同感病程度叶片几种酶活性的比较 U/(g·min)

供试品种感病后叶片中POD活性在0.10～1.02U/(g·min)之间变化，在轻度感病时，粉红亚都蜜与早紫之间无显著差异，研选5号与SO4之间无显著差异，此2组之间呈极显著差异，9307与此2组之间也呈极显著差异；在中度感病时，早紫与粉红亚都蜜之间无显著性差异，9307与新华1号之间无显著性差异，此2组之间呈极显著差异，研选5号、SO4与此2组之间呈极显著差异，研选5号与SO4也呈极显著差异；在重度感病时，新华1号、研选5号与SO4无显著差异，9307与早紫无显著性差异，粉红亚都蜜与SO4无显著差异，但新华1号、研选5号与之间早紫、粉红亚都蜜与9307之间却存在极显著差异。

供试品种感病后叶片中PAL活性在0.11～0.9902U/(g·min)之间变化，在轻度感病时，9307与早紫无显著差异，新华1号和粉红亚都蜜之间无显著性差异，此2组呈极显著差异，研选5号、SO4与此2组呈极显著差异，且SO4与研选5号也呈极显著差异；在中度感病时，9307、新华1号与早紫无显著差异，研选5号与SO4无显著差异，这两者之间呈极显著差异，粉红亚都蜜与其他供试品种均存在极显著差异；在重度感病时，粉红亚都蜜与早紫之间无显著性差异，9307、新华1号与研选5号之间无显著性差异，这两者之间呈极显著差异，SO4与其它供试品种之间均存在极显著差异。

供试品种感病后叶片中PPO活性在0.12～1.9702U/(g·min)之间变化，在轻度感病时，9307、早紫之间无显著差异，新华1号、研选5号之间无显著差异，9307、早紫与新华1号、研选5号之间呈极显著差异，同时与9307和SO4之间也呈极显著差异，且9307和SO4之间也呈极显著差异；在中度感病时，粉红亚都蜜、新华1号、研选5号、SO4之间无显著差异，9307与早紫之间呈极显著差异，9307与早紫与其它供试品种之间均存在极显著差异；在重度感病时，粉红亚都蜜、早紫之间无显著差异，研选5号和SO4之间无显著差异，粉红亚都蜜、早紫与研选5号SO4之间呈极显著差异，同时与9307和新华1号存在极显著差异，且9307和新华1号也存在极显著差异。

3 小结与讨论

本研究结果表明，研选5号和SO4是高抗品种，粉红亚都蜜和早紫是中抗品种，新华1号和9307是高感品种。

本研究中高感品种9307与中抗品种早紫和高抗品种SO4感病初期和中期CAT活性极显著上升，到重度感病时，CAT活性没明显变化；中抗品种粉红亚都蜜在感病不同阶段CAT活性均极显著升高；高感品种新华1号在感病初期CAT活性没明显变化，中期极显著升高，重度感病时极显著下降；高抗品种研选5号感病初期CAT活性极显著升高，中期没明显变化，到重度感病时又极显著上升。供试品种感病叶片的CAT活性均高于健康叶片，这与王孟昌等[12]的研究结果——杨树愈伤组织被溃疡病菌侵染后，其中CAT酶活性呈上升趋势相一致。

高感品种9307感病初期POD活性极显著下降，中期没有明显变化，到重度感病时又极显著下降；中抗品种粉红亚都蜜感病初期和中期POD活性变化不明显，重度感病时极显著降低；中抗品种早紫感病后POD活性极显著下降，随后没明显变化；高感品种新华1号和高抗品种研选5号感病初期POD活性没明显变化，中期极显著降低，重度感病时又极显著升高；高抗品种SO4感病初期POD活性极显著降低，随后没明显变化。高抗品种SO4、研选5号感病后的POD活性高于感病品种9307，这与万贤崇等[13]测定的感染褐斑病的黑杨无性系过氧化物酶活性反而明显高于抗病的无性系不一致，而新华1号与之相一致。造成这种差异的原因可能与病害种类、植物类型和种植条件等的不同有关。

高感品种9307感病初期PAL活性极显著升高，到中度和重度感病时没明显变化；中抗品种粉红亚都蜜感病初期PAL活性极显著降低，到中期极显著升高，重度感病时又极显著降低；中抗品种早紫感病初期PAL活性极显著升高，中期没明显变化，后期极显著降低；高感品种新华1号感病初期PAL活性没明显变化，到中期极显著升高，后期变化不明显；高抗品种研选5号和SO4感病初期PAL活性极显著升高，一直持续到感病中期，感病后期两品种PAL活性又极显著降低，这与苗则彦等[14]研究的高抗品种的PAL酶活性，在白腐病病原菌侵染后呈上升趋势相一致，而中抗和感病品种的表现与之不一致。

高感品种9307在感病初期PPO活性极显著升高，随后稍有降低，但降低不明显；中抗品种粉红亚都蜜感病初期PPO活性极显著升高，随后稍有升高，但升高不明显；中抗品种早紫在感病初期PPO活性极显著升高，到中期极显著下降，后期没明显变化；高感品种新华1号感病初期PPO活性极显著降低，中期没明显变化，重度感病时又极显著升高；高抗品种研选5号感病初期PPO活性极显著降低，随后没明显变化。高抗品种SO4感病后PPO活性一直极显著降低，这与Marutyan[15]对葡萄霜霉病高度抗病的杂种的研究结果，其多酚氧化酶的活性，在病斑近处酶活增加，而感病的品种，在病斑近处其活性下降不一致。

在供试品种中，高抗品种研选5号与SO4的健康叶片中CAT活性最高，高感品种新华1号次之，中抗品种粉红亚都蜜和早紫较低，高感品种9307活性最低；中抗品种早紫和高抗品种SO4的健康叶片中POD活性最高，高感品种新华1号和高抗品种研选5号中等，中抗品种粉红亚都蜜和高感品种9307活性最低；供试品种中以高抗品种研选5号的健康叶片中PAL活性最高，以中抗品种早紫和高感品种9307的健康叶片中PPO活性最高，高抗品种研选5号、中抗品种粉红亚都蜜、高抗品种SO4中等，高感品种新华1号最低。

由于条件所限，本研究仅从过氧化氢酶、过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶及多酚氧化酶活性这4个指标对葡萄抗白粉病的机理进行了探讨，而白粉病抗性机理研究涉及的因素还有很多，有待进一步深入研究。

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2013-03-10

湖北省教育厅重点资助项目(D20081201)。

刘会宁(1965-)，女，硕士，教授，主要从事葡萄种质资源优质高效栽培及抗病性研究。

S436.631

A

1673-1409(2013)23-0018-06