葡萄抗白粉病与叶片四种生化物质的关系

葡萄抗白粉病与叶片四种生化物质的关系摘要：以葡萄品种研选5号、新华1号、粉红亚都蜜和葡萄优系9307、SO4为试材，通过测定健康叶片与不同感病程度叶片中的维生素C、总糖、蛋白质以及脯氨酸含量，分析了各品种（优系）感病后生理对应指标的变化趋势，比较了供试品种（优系）健康和感病叶片中生理对应指标的差异，探讨了各生理对应指标与葡萄抗白粉病的关系。

结果表明，供试品种（优系）感染白粉病后，无论是高感品种（优系）、还是低感品种（优系），叶片中的维生素C含量均有不同程度的下降，随着叶片感病程度愈来愈重，高感品种（优系）下降较快，低感品种（优系）下降幅度较小；而且不论是健康叶或是感病叶，低感品种（优系）比高感品种（优系）的维生素C含量均高。

感染白粉病后叶片中蛋白质含量的变化总趋势是下降，高感优系9307感病后下降较快，粉红亚都蜜和新华1号先上升后下降；感病品种研选5号感病后下降较慢；高抗优系SO4感病初期含量下降较快，但随病情加重不再有变化；高抗优系比感病品种、感病品种比高感品种（优系）叶片中的蛋白质含量均较高。

感病后叶片中总糖含量均有不同程度的降低，但高抗优系与感病品种相比差别不明显。

感病后叶片中脯氨酸含量的变化总体趋势是下降，高感品种粉红亚都蜜下降幅度小，其余品种（优系）下降幅度均较大。

关键词：葡萄；白粉病；生理指标葡萄白粉病是一种严重危害葡萄（Vitis L.）生长发育的世界性真菌病害。

其病原菌为葡萄钩丝壳菌[Uncinula necator（Schw.）Burr]，属子囊菌亚门（Ascomycotina）[1]。

葡萄白粉病在高温干旱条件下表现严重，在中国的北方地区发生较重，而长江流域露地葡萄栽培中发病较轻，但在南方的大棚葡萄栽培中有逐年上升的趋势，且由于季节性的气候差异，南方地区发病的时间一般比北方地区要晚[2]。

目前对植物抗病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两方面，生理生化抗病性是由于植物组织受有毒物质的刺激作用及植物在逆境下分泌抑制剂、或者由于寄主和病原菌之间缺乏相互识别因子及植物组织中缺乏病原物所不能合成而需要从寄主中摄取的某些重要化合物等产生的，同时植物体内还存在着保护反应，它是在受侵染后才开始起作用的，是一种诱导抗性[3]；在生理生化抗病性的研究上，国内外学者进行了大量的试验，主要集中在氮代谢和矿质营养元素、单宁、木质素、活性氧、水杨酸含量等方面[4-13]。

氮代谢是葡萄生理生化抗病性机制研究的一个重要方面。

研究发现，在所有感白粉病葡萄品种的叶片里，总氮和蛋白氮含量下降，非蛋白氮含量可上升16%～28%；而非蛋白氮含量在抗病品种中普遍降低，并且抗病品种的铵态氮含量水平提高[4]。

葡萄体内的矿质营养元素水平直接影响葡萄植株对白粉病的感染率和严重程度，叶片中的含氮量与植株对白粉病的抗性呈负相关，叶片中的含钾量呈正相关，降低叶片中的氮钾比值可提高葡萄的抗白粉病能力[5]。

植物体内的可溶性氮（主要是氨基酸和酰胺）及蛋白氮与作物病害关系密切，一般来说，可溶性氮含量高、蛋白氮含量低时植物容易感病。

钾能促进蛋白质的合成，促进糖和淀粉的合成及运输，因此钾能减少作物体内可溶性氮的含量，从而提高其抗性[6]。

单宁在生理学上是作为保护物质而存在的，它的功能像糖一样，可以提高植物的抗逆能力，单宁还能抑制多聚半乳糖醛酸酶在细胞壁中降解的作用，从而降低病菌的致病能力。

石雪晖等[7]研究表明，葡萄叶片被病菌侵染后，内含物单宁通常增加，或被诱导产生单宁，以此增加抑菌能力，这是葡萄的一种自我保护反应。

如葡萄叶片中单宁含量与抗黑痘病[病原菌为葡萄痂囊腔菌，Sinoe ampelina （De Bary）Shear]能力呈正相关。

越是抗病的华东葡萄（V. pseudoreticulata W. T. Wang），健全叶片（病情指数0.2%～0.3%）中的单宁含量越高（3.74 mg/g），而易感病的欧美杂交种品种红富士（V. vinifera ×labrusca cv. Benifuji）健全叶片（病情指数12.1%～13.5%）中的单宁含量很低（1.78 mg/g）。

木质素是高等植物重要的结构物质，也是一类重要的酚类物质。

木质素大量存在于木本植物中，积累在木质部的次生壁上。

木质素物质的累积是抗病原侵入的主要因素，这些物质可抑制真菌生长，干扰多聚半乳糖醛酸的降解，并使侵入的菌丝木质化。

石雪晖等[7]的研究结果表明，抗病的野生种葡萄其木质素含量高于易感病的栽培品种；叶片感病后木质素的含量高于健康叶片，由此体现了木质素的诱导抗性。

活性氧代谢与植物抗病性的关系比较复杂，它在植物与病原菌互作过程中可能起着双重作用。

一方面当活性氧的产生与消除平衡状态失调时，活性氧会对植物产生伤害，造成膜脂过氧化和膜蛋白发生聚合反应，使细胞膜系统产生变性，导致细胞的损伤与死亡；另一方面，活性氧作为植物防卫反应信号分子和直接参与者，在植物与病原菌互作中起着重要的作用，低浓度的H2O2可抑制真菌孢子萌发，H2O2单独存在就可以导致病原菌侵入失败[8]。

水杨酸是植物体内产生的一种简单的酚类物质，它作为一种信号分子能对一些重要的代谢过程起调控作用。

因此有人认为可以把水杨酸当作一种植物生长调节物质来看待[9]。

现已发现水杨酸能诱导多种植物对病毒、真菌及细菌引起的病害产生抗性；并且作为诱导因子，水杨酸在植物抗病反应中起着非常重要的作用[10，11]。

研究表明，野生葡萄比人工栽培葡萄适应恶劣环境的能力更强，具有较高的抗病性[14]，这就说明了植物本身就存在着抗病基因；那么人类需要的就是发现并通过育种手段将抗病基因挖掘出来，并应用到人工栽培当中。

经过长期栽培的作物，由于过多的人工选择逐步削弱或丧失了抗性，因此利用葡萄自身的抗病性来研究和培育抗病优质葡萄新品种是比较经济的方法，对于提高葡萄栽培的综合效益具有重要意义。

试验旨在通过测定葡萄健康叶片和感白粉病叶片中维生素C、蛋白质、总糖以及脯氨酸含量的变化趋势，来探讨这些感病后生理对应指标物质与葡萄抗白粉病的关系，旨在为葡萄病害防治及抗病育种提供参考。

1 材料与方法1.1 试验材料试验以长江大学西校区园艺园林学院教学实习基地塑料大棚中栽培的葡萄品种研选5号（V. vinifera L. cv. Yanxuan No.5）、新华1号（V. vinifera cv.Xinhua No.1）、粉红亚都蜜（V. vinifera cv. Yatomi Rosa）和葡萄优系9307[前苏联欧亚种葡萄品种里扎马特（V. vinifera L.cv. Rizazet）嫁接在贝达（V.riparia Michawx.×V. labrusca L. cv. Beta）砧木上发生的优良变异植株，属于欧亚种葡萄品种]、SO4[德国奥本海姆国立葡萄果树研究所以冬葡萄（V. berlandieri Planch）×河岸葡萄（V. riparia Michawx）后代实生选育而成，以奥本海姆选拔第四号（Seleotion Oppemheim No.4）的英文词头SO命名]九年生扦插苗为材料，按1.0 m×2.0 m的株行距定植。

试验期间所有品种（优系）的田间管理一致。

1.2 试验方法试验于2009年5～7月在葡萄白粉病发生时进行，各品种（优系）单株小区，3次重复。

各指标测定采样时选择植株中部成熟叶片，并按病叶感病严重程度划分为轻度（感病叶病斑面积占叶面积比例70%）3个等级取样，以健康叶片为对照，采集的叶片放于人工气候箱中保存备用。

各品种（优系）感病后生理对应指标的维生素C含量采用2，6-二氯酚靛酚染色法[15]测定，总糖含量采用费林试剂法[16] 测定，蛋白质含量采用考马斯亮蓝G-250染色法[15]测定，脯氨酸含量采用茚三酮染色法[15]测定。

各品种（优系）对白粉病抗性的鉴定采用田间自然鉴定法进行。

每一供试品种（优系）随机选取非边缘位置且生长情况大致相同的葡萄植株，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，保证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百分率（即严重度）将发病叶片分级记载，标准采用Desaymard[17]的10级分级方法。

对试验结果进行方差分析，差异显著者再进行多重比较（LSD法）[18]，以此确定供试品种（优系）对白粉病的抗性差异。

病情指数=■×100%参照国际植物遗传资源委员会（IBPGR）的标准，根据葡萄品种的病情指数，将各品种（优系）叶片感染白粉病的程度分为5个级别，具体见表1。

2 结果与分析2.1 葡萄对白粉病的抗性差异各品种（优系）对白粉病的抗性统计与分级情况见表2。

从表2可知，供试品种（优系）叶片白粉病的发病率在3.1%～77.6%之间，平均为45.7%；病情指数在4.3%～76.5%之间，平均为42.9%。

根据IBPGR的标准，试验中的粉红亚都蜜、9307和新华1号为高感品种（优系），研选5号为感病品种，SO4为高抗优系。

2.2 葡萄感病后生理对应指标的变化2.2.1 感病后维生素C含量的变化各品种（优系）对白粉病感病后生理对应指标维生素C含量的测定结果见表3。

由表3可知，供试品种（优系）感病后，叶片维生素C含量整体呈现下降趋势。

其中高感品种粉红亚都蜜的维生素C含量先急剧下降，在中度感病时有小幅度上升，但上升不显著，到重度感病时又极显著地下降。

9307、新华1号在感病不同阶段的维生素C含量均呈现极显著下降趋势。

研选5号在感病不同阶段的维生素C含量均呈显著下降趋势。

高抗优系SO4在轻度和中度感病时维生素C含量没有显著变化，但重度感病时显著下降。

高感品种新华1号感病后维生素C含量下降较快；9307的下降较慢；感病品种研选5号感病后的维生素C含量一直持续缓慢下降；而高抗优系SO4下降最慢。

2.2.2 感病后蛋白质含量的变化各品种（优系）对白粉病感病后生理对应指标蛋白质含量的测定结果见表4。

由表4可知，供试品种（优系）感病后，叶片蛋白质含量的变化趋势各不相同，高感品种粉红亚都蜜在轻度感病时叶片蛋白质含量显著上升，中度感病时没有明显变化，到重度感病时又极显著下降。

高感品种新华1号在轻度感病时叶片蛋白质含量极显著上升，到中度和重度感病时又极显著下降。

其他3个品种（优系）的叶片蛋白质含量为不同程度的下降，其中9307和SO4在轻度感病时蛋白质含量就极显著下降，但以后随着叶片感病程度的加重蛋白质含量反而变化不显著；而感病品种研选5号感病后，在不同感病程度蛋白质含量均呈现极显著下降的趋势。

2.2.3 感病后总糖含量的变化各品种（优系）对白粉病感病后生理对应指标总糖含量的测定结果见表5。