白粉病对苹果叶片叶绿素及营养物质含量的影响

郑 伟，吴亚维，王 彬，宋 莎，罗昌国

(贵州省农业科学院 果树科学研究所, 贵州 贵阳 550006)

【研究意义】苹果白粉病[Podospharealeucotricha(EnCT Ev) salm]是苹果生产中的主要病害之一，是由子囊菌亚门核菌纲白粉病目的白叉丝单囊壳引起的一种真菌病害，在我国苹果栽培区均有发生。该病主要危害苗圃幼树及大龄树的叶片、嫩枝、花芽及幼果，造成叶片脱落，幼苗及新梢枯死，严重影响树势[1]。苹果是贵州省最近几年大力发展的精品水果之一，据调查，苹果园白粉病发生普遍，且发病程度逐年加重，影响苹果产业的发展。至2016年底，贵州省苹果种植面积达2.47万hm2，果农果园现代化经营意识淡薄，管理技术落后，加之品种单一老化，因此，开展苹果抗白粉病机制的研究，找出各种抗病类型苹果品种在形态结构及生理生化等指标上的差异，并对其进行抗白粉病的田间自然鉴定，结合RAPD技术，对苹果抗白粉病基因进行分子标记，可为抗病标记辅助选择、基因定位、克隆及最终进行转基因抗病育种提供分子依据。同时筛选出抗病品种，对贵州苹果种植地区白粉病的防治、品种结构改善及进一步深入研究具有指导意义和借鉴作用。【前人研究进展】国外主要对苹果白粉病的防治[2-6]、不同品种感白粉病评价[7]、白粉病拮抗菌的筛选[8]、抗病基因[9-11]、抗性遗传[12]和流行模型[13]等方面进行了研究，国内有关该病的发生原因、流行规律、气象因子、室内药剂筛选、田间药效试验、农药使用安全、防治对策、抗性资源、抗性基因和抗性评价等研究方面已有大量研究报道[14-30]。但对不同品种叶绿素、蛋白质和可溶性糖含量相关研究还未见报道。【本研究切入点】试验采用紫外-可见分光光度计测定了14个不同苹果品种健康叶和受白粉病浸染叶片叶绿素、蛋白质含量，采用苯酚比色法测定可溶性糖含量，比较14个苹果品种病叶和健康叶叶绿素、蛋白质和可溶性糖含量，分析14个品种间叶绿素、蛋白质和可溶性糖含量的差异性。【拟解决的关键问题】弄清不同品种健康叶与病叶叶绿素、可溶性糖及蛋白质含量的差异，各品种感病叶片叶绿素、可溶性糖及蛋白质含量与白粉病抗性的关系。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试苹果 金冠、红盖露、天红2号、王富、蜜脆、红富士、皮诺娃、凯蜜欧、翠秋、凉香、华红、王林、布瑞本和新红星共14个品种， 2015年6月采自威宁县雪山镇新街果园。

1.1.2 仪器及用具 磨样机，天平，分光光度计，台式离心机，恒温水浴锅，酶标仪，96 孔板和移液器。

1.2 指标测定

叶绿素含量采用分光光度计测定，蛋白质含量采用BCA 法测定，可溶性糖含量采用蒽酮法测定。

2 结果与分析

2.1 健康叶与病叶的叶绿素含量

从表1看出，14个苹果品种的病叶叶绿素含量均比健康叶低，可见，苹果白粉病的发生可降低苹果叶片叶绿素的含量。不同品种健康叶的叶绿素含量，凉香最高，为2.2015 mg/g；王富其次，为2.1856 mg/g；天红2号最低，为1.2949 mg/g。各品种健康叶叶绿素含量依次为凉香>王富>红富士>布瑞本>华红>新红星>金冠>红盖露>蜜脆>凯蜜欧>皮诺娃>翠秋>王林>天红2号。各品种病叶叶绿素含量，红富士最高，为1.9405 mg/g；王富其次，为1.9032 mg/g；天红2号最低，为1.1837 mg/g。各品种病叶叶绿素含量依次为红富士>王富>新红星>布瑞本=蜜脆>凉香>皮诺娃>金冠>红盖露>翠秋>华红>凯蜜欧>王林>天红2号。

表1 14个苹果品种病叶与健康叶的叶绿素含量

表2 14个苹果品种病叶与健康叶的可溶性糖含量

2.2 健康叶与病叶的可溶性糖含量

从表2可知，14个苹果品种健康叶的可溶性糖含量均高于病叶。不同品种健康叶的可溶性糖含量，红盖露最高,为5.14 %；凯蜜欧其次，为4.54 %；新红星最低，为2.06 %。各品种可溶性糖含量依次为红盖露>凯蜜欧>王林>蜜脆>华红>布瑞本>凉香>王富>皮诺娃>天红2号>红富士>翠秋>金冠>新红星。各品种病叶可溶性糖含量，凯蜜欧最高，为4.47 %；红盖露其次，为3.87 %；翠秋最低，为1.64 %；各品种可溶性糖含量依次为凯蜜欧>红盖露>蜜脆>王林>天红2号>布瑞本>华红>凉香>皮诺娃>王富>红富士>金冠>新红星>翠秋。

表3 14个苹果品种病叶与健康叶的蛋白质含量

表4 叶绿素、可溶性糖、蛋白质含量与白粉病抗性的相关性

2.3 健康叶与病叶的蛋白质含量

从表3可知，14个苹果品种健康叶蛋白质含量均比病叶高，但其差异不大。不同品种健康叶的蛋白质含量，凉香最高，为7.91 mg/g；王富其次，为7.53 mg/g；天红2号最低，为5.73 mg/g，各品种健康叶蛋白质含量依次为凉香>王富>红富士>华红>布瑞本>红盖露>新红星>蜜脆>王林>金冠=凯蜜欧>皮诺娃>翠秋>天红2号。各品种病叶蛋白质含量，凉香最高，为7.70 mg/g；王富其次，为6.70 mg/g；王林最低，为5.30。各品种病叶蛋白质含量依次为凉香>王富>蜜脆>华红>布瑞本>翠秋>红富士=红盖露>皮诺娃>金冠>凯蜜欧>新红星>天红2号>王林。

2.4 不同品种感病叶的叶绿素、可溶性糖及蛋白质含量与白粉病抗性的相关性

从表4看出，蛋白质含量与苹果白粉病抗病性呈中等正相关，相关性系数为0.479；而叶绿素及可溶性糖含量与苹果白粉病抗性基本无相关性，相关系数仅0.038和0.048。叶绿素与可溶性糖呈中等负相关，相关系数为0.494；其与蛋白质呈中等正相关，相关系数为0.498。蛋白质与可溶性糖基本无相关性，相关系数仅0.092。

3 讨 论

植物对某一病菌的抗性并非是一种简单的性状，而是由多种方式、多种因素所形成的综合性状，是多种机制以不同方式和不同部位表达的联合作用。如总糖含量、蛋白质含量和叶绿素含量都有密切关系，研究这些指标的变化能更准确地鉴定寄主的抗病性和感病性[31-33]。叶绿素是光合作用反应的主要色素，当病原物侵染植物后，激活叶绿素分解酶而使叶绿素分解，或使叶绿体脂质过氧化造成组织坏死，影响叶绿体的生物合成，从而引起叶绿素含量降低[34]。目前，关于叶绿素含量与植物病害关系的研究较多，对于不同作物和不同病害，以及同一作物不同品种，其结论各异。李淑菊等[35]研究结果表明，黄瓜黑星病抗性不同材料的叶绿素含量与抗病性无明显关系。刘会宁等[36]报道，不同抗性葡萄品种的叶绿素含量与其相应的病情指数呈显著正相关。徐秉良等[37]研究结果表明，不同抗病性苜蓿品种间叶片叶绿素含量差异不显著。研究结果表明，14个苹果品种的病叶叶绿素含量均比健康叶低，可见，苹果白粉病的发生可降低苹果叶片叶绿素的含量，但不同品种叶绿素含量与苹果白粉病抗性的相关性不大，相关系数仅0.038。蛋白质是基因表达的产物，是所有生命活动的基础，外界引起或植物生长发育过程中出现的变化均反映蛋白质含量的变化[38-39]。植物受病原菌侵染后体内的可溶性蛋白及可溶性糖含量发生变化与品种抗病性之间具有一定的相关性。石振亚等[40]认为，可溶性糖作为新陈代谢的呼吸基质，在叶片中的含量越高，其抗病性越强。而周博如等[41]认为，感病品种感病后可溶性总糖含量明显降低；而抗病品种可溶性总糖含量明显增加，在健康植株中，感病品种的可溶性总糖含量比抗病品种高，其结论与前述研究结果有所不同。也有部分研究人员认为，可溶性总糖含量与抗病性相关性不大。蔡昌玲[42]报道，小麦品种接种白粉病菌后可溶性糖含量在抗病品种和感品种间无明显差异。李盾等[43]报道，在锈菌侵染花生后，感病品种体内蛋白质含量明显比对照低，而抗病品种蛋白质含量比对照高。冯东昕等[44]研究表明，菜豆在受到锈菌侵染后蛋白质含量变化与品种抗病性无关。本研究结果表明：各品种健康叶可溶性糖和蛋白质含量均高于病叶,不同品种蛋白质含量与苹果白粉病抗病性成正相关，而叶绿素、可溶性糖与苹果白粉病抗性相关性不明显。

4 结 论

研究结果表明，不同品种健康叶叶绿素、可溶性糖、蛋白质含量均高于感病叶片，说明白粉病的危害会降低苹果叶片叶绿素、可溶性糖、蛋白质含量。其中，蛋白质含量与苹果白粉病抗病性成正相关，相关性系数为0.479，相关性中等，而叶绿素、可溶性糖与苹果白粉病抗性相关性不明显，相关系数仅0.038和0.048。叶绿素与可溶性糖成负相关，相关系数为0.494，相关性中等；与蛋白质成正相关，相关系数为0.498，相关性中等。蛋白质与可溶性糖基本无相关性，相关系数仅0.092。不管是健康叶还是感染白粉病的叶片，不同品种间叶绿素、可溶性糖和蛋白质含量均存在一定的差异。