5个欧亚种葡萄品种感染霜霉病后4种酶活性的变化

刘会宁，廖庆刚

(长江大学园艺园林学院，湖北 荆州 434025)

葡萄霜霉(Plasmoparaviticola)病起源于北美东部的野生葡萄上，但在产地美洲种葡萄上危害并不严重。发现美洲新大陆后，随着欧美葡萄材料的民间引种交换，葡萄霜霉病随苗木和接穗传入欧洲，此后遍布全世界的葡萄都遭受该病的危害。现在分布于我国各葡萄产区，尤以西北地区发生为重，长江流域发生较轻[1]。但由于季节性的气候差异，一般南方地区发病时间较北方地区要早。湖北省荆州市位于江汉平原腹地，春夏多雨，高温多湿的气候引发该病在本地流行[2]。葡萄感染霜霉病后，品质和产量均下降。因此，如何降低感病后的损失就显得尤为重要。而探讨抗病机理、尤其是感病后保护性酶活性的变化，对葡萄抗霜霉病育种或栽培均有重要意义。

目前，国内外学者主要从形态、组织结构及生化抗病性2方面进行抗病研究。在生化抗病性方面，酶活性与抗病性的关系研究较多[2～5]。但在同一环境下对葡萄霜霉病抗性与多酚氧化酶(PPO)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性关系的系统研究未见报道。因此，本研究通过对引入长江大学园艺园林学院的5个露天种植的欧亚种葡萄品种(系)感染霜霉病的强弱程度调查和不同感病程度叶片多酚氧化酶活性、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性的测定，探讨了不同抗性葡萄品种感染霜霉病后4种保护性酶的活性变化，旨在为葡萄栽培及抗病育种提供参考。

1 材料与方法

试验以长江大学教学实习基地露天种植的爱格丽(Ecoly)、8802、维多利亚(Victroria)、9307和失富罗莎(Yatomi rosa)等5个品种(系)为试材，均为7年生的扦插苗,株行距1.0m×2.0m。病害鉴定及酶活性测定时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。

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，每小区总叶片数不少于200片。记录各小区的总叶片数和发病叶片数，计算发病率。同时以叶片病斑面积占全叶面积的比例(%)即严重度，将发病叶片分级记载，标准采用Desaymard的10级分级方法[6]。然后计算病情指数。

发病率=(病叶数/调查总叶数)×100%

病情指数=[∑(病级数值×该病级叶数)/(最高病级值×调查总叶数)]×100

再按照国际植物种质委员会(IBPGR)的5级标准，根据病情指数把葡萄叶片感染霜霉病后的表现型分为5级:1级，病情指数0，抗病程度为免疫；2级，病情指数0.1～5.0，抗病程度为高抗;3级，病情指数5.1～25.0，抗病程度为抗病；4级，病情指数25.1～50.0，抗病程度为感病；5级，病情指数50.1～100.0，抗病程度为高感。

酶活性测定采样时选树冠外围当年生主梢中部的成熟叶，并按病叶感病严重程度分轻(<30%)、中(30%～70%)、重(>70%)3个等级取样。多酚氧化酶活性、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性的测定分别参考文献[7～10]的方法进行。

对试验结果进行方差分析，差异显著者再进行多重比较(Duncan氏新复极差法，即SSR法)。多重比较结果采用标记字母法[11]。

2 结果与分析

2.1 供试品种对霜霉病的抗性

表1 供试品种对霜霉病的抗性差异

注：表中数据后不同小写字母表示品种间差异显著水平

(P<0.05)。表2～5同。

从表1可看出，供试品种叶片霜霉病发病率在77.93%～89.53%之间，平均为83.05%；病情指数在23.30%～49.63%之间，平均为33.46%。方差分析结果表明，不管是根据发病率还是病情指数，爱格丽、9307和失富罗莎之间、维多利亚和8802间均无显著差异，但前者数值小于后者。

按照IBPGR的5级标准可将试验品种分为2类：爱格丽和失富罗莎为抗病品种，其他3个为感病品种。

2.2 供试品种感病后多酚氧化酶活性的变化

健康叶片和不同感病程度叶片中多酚氧化酶活性的测定结果见表2。

表2 供试品种感病后叶片多酚氧化酶活性的变化

由表2可知，供试品种感病后，多酚氧化酶活性总体呈现显著升高趋势，感病越严重，其活性升高的幅度越大。尤其是抗病的爱格丽感病严重时多酚氧化酶活性升高的幅度最大，为2.3348U/(g·min)，其次为8802和维多利亚，分别为1.2661U/(g·min)和1.0809U/(g·min)；升高幅度最小的是9307和失富罗莎，分别为0.7568U/(g·min)和0.5787U/(g·min)。

不同品种感病后多酚氧化酶活性的升高趋势不同。抗病品种爱格丽感病初期多酚氧化酶活性升高幅度较小，感病中期升高幅度较大，感病严重时的升高幅度最大；抗病品种失富罗莎感病初期多酚氧化酶活性升高幅度较小，感病中期升高幅度较大，感病严重时的活性升高不明显。感病品种8802感病后多酚氧化酶活性呈现先较快升高、再快速升高、后缓慢升高的态势；感病品种9307感病后多酚氧化酶活性呈现先缓再快后再缓的升高趋势；感病品种维多利亚感病后多酚氧化酶活性呈现先缓再快后再快的升高趋势。不论是健康叶片，还是同一感病时期的叶片，抗病品种爱格丽和失富罗莎的多酚氧化酶活性总体上明显高于感病品种8802、9307和维多利亚的活性。

2.3 供试品种感病后超氧化物歧化酶活性的变化

健康叶片和不同感病程度叶片中超氧化物歧化酶活性的测定结果见表3。

表3 供试品种感病后超氧化物歧化酶活性的变化

由表3可知，供试品种感病后，超氧化物歧化酶活性总体呈现显著降低趋势，感病越严重其活性降低幅度越大。尤其是抗病的爱格丽感病严重时超氧化物歧化酶活性降低的幅度最小，为7.49U/(g·min)，其余品种降低的幅度从小到大依次为维多利亚、失富罗莎、9307、8802。

不同品种感病后超氧化物歧化酶活性的降低趋势不同。抗病品种爱格丽感病初期酶活性降低幅度较小，感病中期降低幅度较大，感病严重时降低幅度不明显；抗病品种失富罗莎感病初期酶活性降幅不明显，随着感病程度加深，酶活性降幅逐渐加大。3个感病品种感病后，酶活性均稳定降低，表现出类似的变化规律。

2.4 供试品种感病后过氧化物酶活性的变化

健康叶片和不同感病程度叶片中过氧化物酶活性的测定结果见表4。

表4 供试品种感病后过氧化物酶活性的变化

由表4可知，供试品种感病后，过氧化物酶活性总体均呈现显著升高趋势，感病越严重其活性升高的幅度越大。尤其是爱格丽感病严重时的上升幅度最大(90.7161U/(g·min)，其他品种间差异不明显。

不同品种感病后过氧化物酶活性的升高趋势不同。抗病品种爱格丽感病后酶活性呈现慢-快-快的升高趋势；抗病品种失富罗莎感病后酶活性匀速升高。感病品种8802感病后酶活性呈现快-快-较快的升高趋势；9307呈现匀速升高趋势；维多利亚呈现先缓、再快、后更快的升高趋势。

2.5 供试品种感病后过氧化氢酶活性的变化

健康叶片和不同感病程度叶片中过氧化氢酶活性的测定结果见表5。

由表5可知，供试品种感病后，过氧化氢酶活性总体均呈现显著降低趋势，感病越严重其活性降低的幅度越大。但品种间除9307降低的幅度比较小(0.0387mg/(g·min))外，其他品种差异不明显。

不同品种感病后过氧化氢酶活性的降低趋势不同。抗病品种爱格丽感病后酶活性呈现稳定降低趋势；抗病品种失富罗莎呈现先缓慢、再快速、后更快的降低趋势。感病品种8802呈现先快再缓稳的降低趋势；感病品种9307呈现慢、稳、快的降低趋势；感病品种维多利亚呈现快-快-慢的降低趋势。

表5 供试品种感病后过氧化氢酶活性的变化

3 讨论与小结

1)本研究结果表明，供试品种中爱格丽和失富罗莎为抗病品种，8803、9307和维多利亚为感病品种。

2)酶活性的测定结果表明，供试品种感病后，多酚氧化酶活性和过氧化物酶活性总体呈现显著升高趋势，感病越严重其活性升高的幅度越大。尤其是抗病品种爱格丽感病严重时这2种酶的活性升高的幅度最大，分别为2.3348U/(g·min)和90.7161U/(g·min)。不管是健康叶片，还是同一感病时期的叶片供试品种中抗病品种爱格丽和失富罗莎的多酚氧化酶活性均明显高于感病品种8802、9307和维多利亚的活性，这与于凤鸣[12]的试验结果叶片中多酚氧化酶活性抗病品种极显著高于感病品种的研究结果类似。

3)不同品种感病后多酚氧化酶活性和过氧化物酶活性的升高趋势不同。抗病品种爱格丽感病初期多酚氧化酶活性升高幅度较小，感病中期升高幅度较大，感病严重时的升高幅度最大；抗病品种失富罗莎感病初期多酚氧化酶活性升高幅度较小，感病中期升高幅度较大，感病严重时的活性升高不明显。感病品种8802感病后多酚氧化酶活性呈现先较快升高、再快速升高、后缓慢升高的态势；感病品种9307感病后多酚氧化酶活性呈现先缓再快后再缓的升高趋势；感病品种维多利亚感病后多酚氧化酶活性呈现先缓再快后再快的升高趋势。

抗病品种爱格丽感病后过氧化物酶活性呈现慢-快-快的升高趋势；抗病品种失富罗莎感病后过氧化物酶活性匀速升高。感病品种8802感病后过氧化物酶活性呈现快-快-较快的升高趋势；9307呈现匀速升高趋势；维多利亚呈现先缓、再快、后更快的升高趋势。于凤鸣[12]的试验比较了高抗和高感霜霉病品种幼叶中的过氧化物酶的活性，结果表明，叶片过氧化物酶的活性感病品种高于抗病品种，并且差异达到极显著水平。本研究结果中：抗病品种爱格丽感病中期到后期过氧化物酶活性显著高于其他品种，这与上述结论相反，可能是实验测定叶片酶活性时取样部位的差异造成，因为不同部位叶片感病程度不同。

4)供试品种感病后超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性总体呈现显著降低趋势，且感病越严重，其活性降低幅度越大。尤其是抗病的爱格丽感病严重时超氧化物歧化酶活性降低的幅度最小，为7.49U/(g·min)，其余品种降低的幅度从小到大依次为维多利亚、失富罗莎、9307、8802；过氧化氢酶活性品种间除9307降低的幅度比较小(0.0387mg/(g·min))外，其他品种差异不明显。

5)不同品种感病后超氧化物歧化酶活性和过氧化氢酶活性的降低趋势不同。抗病品种爱格丽感病初期超氧化物歧化酶活性降低幅度较小，感病中期降低幅度较大，感病严重时酶活性降低幅度不明显；抗病品种失富罗莎感病初期超氧化物歧化酶活性降低幅度不明显，随着感病程度加深，酶活性降低幅度逐渐加大。感病的3个品种感病后，随着感病程度加深超氧化物歧化酶活性均稳定降低，表现出类似的变化规律。

抗病品种爱格丽感病后过氧化氢酶活性呈现稳定降低趋势；抗病品种失富罗莎呈现先缓慢、再快速、后更快的降低趋势。感病品种8802呈现先快再缓稳的降低趋势；感病品种9307呈现慢-稳-快的降低趋势；感病品种维多利亚呈现快-快-慢的降低趋势。