枣黑顶病发病程度与相关生理指标的关系

马 艳 ，邓彩萍 ，刘 静 ，刘随存 ，刘贤谦

（1.山西农业大学林学院，山西太谷 030801；2.山西省林业科学研究院，山西太原 030012）

近年，在山西中南部枣区发现一种枣果新病害——枣黑顶病，其使枣果失去食用和商品价值，造成红枣丰产不丰收，且每年造成直接经济损失几亿元，严重阻碍了枣产业的发展[1]。刘贤谦等[2-3]研究发现，该病是一种由氟污染引起的非侵染性病害，大气氟污染是引起枣黑顶病的主要原因。

抗氧化酶系统是活性氧（reactive oxygen species，ROS）的重要清除剂[4-5]。过氧化氢酶（catalase，CAT）、过氧化物酶（peroxidase，POD）和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）是植物体内重要的抗氧化酶[6-7]，它们能有效地抑制ROS对植物细胞膜、DNA和蛋白质的侵害[8-10]，维持体内氧化代谢的平衡，从而保证植物的健康生长[11]。

本试验以壶瓶枣为材料，研究枣黑顶病不同发病程度与枣抗氧化酶系统生理指标变化的关系，旨在为枣树的健康生长提供一定理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

在太谷县的四卦、里美庄及清徐的杜村，选择有代表性的枣园，采集新鲜的5个不同病级的壶瓶枣果，每个级别各取10个枣果作为测试样品。枣果病斑分级标准[12]列于表1。

四卦枣园附近1 000 m内有5座砖厂，里美庄枣园附近1 000 m内有3座砖厂，杜村枣园附近1 000 m内无砖厂及排氟厂矿。经测定，3个枣园的氟浓度分别为13.39，3.85，2.52 μg/（dm2·d）。

表1 枣黑顶病发病程度分级标准

1.2 试验方法

POD活性测定采用愈创木酚法[13-14]，以每分钟吸光值变化0.01为1个过氧化物酶单位；SOD活性测定采用核黄素法[14]；CAT活性测定采用紫外吸收法[15]；MDA活性测定用硫代巴比妥酸法[15]。

1.3 数据分析

采用DPS数据处理系统进行分析，计算各采集地生理指标的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 枣黑顶病发病级数与POD的关系

从图1可以看出，随着发病程度的加深，枣果中POD活性呈先增后减的趋势。其中，杜村在0，1，2病级下，酶活性虽然逐渐增强，但差异不显著（P＞0.05），而四卦枣果随着病级的加重，酶活性增加，差异显著（P＜0.05）。当发病程度达到3级时，不同采集地枣果酶活性均为最大值，说明病级的加深，使枣果产生了较多的有毒物质，需要POD来分解，故POD活性迅速增强并达到最大值；当发病程度达到最高级时，3个采集地枣果的POD活性反而降低，与病级3相比，差异极显著（P＜0.01），这可能是枣果被胁迫到一定程度，POD活性遭到破坏的原因。另外，由于四卦离氟污染源最近，黑顶病严重，所以，在发病盛期，POD活性均比其他2个采集地高。

2.2 枣黑顶病发病级数与SOD的关系

在细胞抗氧化酶系统中，SOD的作用是清除超氧自由基，从而对高等植物体内活性氧伤害、器官衰老起到防御作用。从图2可以看出，在整个发病过程中，枣果SOD活性呈现先增后减的趋势。病级为0时，由于枣果未发病，3个采集地枣果酶活性处于较低的同一水平。随着发病程度的加深（1～3级），酶活性逐渐增强，说明氟污染对枣果的伤害越重，内部产生的有害物质越多，就需要较多的保护酶来清除它。当发病程度达到4级时，部分枣果组织已坏死，保护与防御系统也被破坏，所以，SOD活性降低。

2.3 枣黑顶病发病级数与CAT的关系

过氧化氢酶（CAT）是一种酶类清除剂，它可促使过氧化氢分解为分子氧和水，清除体内的过氧化氢，从而使细胞免受其毒害，是果实防御体系的关键酶之一[16]。从图3可以看出，CAT的变化趋势与POD，SOD一致，也是先增后降。但四卦枣园比杜村、里美庄枣园污染重，在1，2，3病级情况下，其CAT的活性相应也高，差异显著（P＜0.05），3个枣园枣果的CAT活性顺序为：杜村＜里美庄＜四卦，说明离污染源近的枣园，病情严重，CAT活性也相应较高。

2.4 枣黑顶病发病级数与MDA的关系

植物器官衰老或在逆境下遭受伤害，往往会发生膜质过氧化作用，丙二醛（MDA）是膜质过氧化的最终分解产物，其主要作用是破坏植物细胞膜系统[17]。从图4可以看出，随着枣果发病程度的加重，枣果的细胞膜透性不断增大。就0，1病级来看，3个样地MDA活性差异不显著，说明枣果受到的氟影响还没有明显表现出来；当病级达到2级时，酶活性开始升高，四卦尤其明显，并与其他2个样地差异显著（P＜0.05）；当病级达到3，4级时，虽然MDA含量继续升高，但同一样地枣果在这2个病级情况下比较，差异均不显著，说明枣果细胞膜已受到最大伤害。另外，四卦样地在后期的MDA含量明显高于里美庄和杜村，这进一步说明了四卦受氟污染严重，枣果病情也重。

3 结论与讨论

本研究表明，随着枣果发病程度的加重，POD，SOD，CAT保护酶活性会随之增强，即枣果受到病害胁迫时，细胞内产生的有害物质大量积累，相应的保护酶为了分解清除有害物质而大幅度增加，从而降低受害程度。当病级达到最大值时，保护酶活性反而降低，说明枣果受到一定程度胁迫时，酶活性受到破坏，失去防御作用。对于同一样地不同发病程度，酶活性变化差异均显著（P＜0.05）；不同样地同一发病程度，四卦与里美庄、杜村枣果酶活性相比，差异显著（P＜0.05）；四卦枣果酶活性普遍要比里美庄、杜村高。说明离污染源越近，枣果发病越严重，细胞内自由基的产生量远远大于清除量，致使平衡遭到破坏，需要大量的酶对枣果细胞组织实施保护，维持正常生长，这与张承林等[18]的研究结果相一致。

丙二醛（MDA）含量的多少可反映植物体细胞膜的伤害程度[19]，其含量与植物体细胞膜结构损害程度呈正相关。膜脂中含有的不饱和脂肪酸易被过氧化分解而造成整体膜的破坏，膜脂过氧化的最终产物丙二醛（MDA）会严重损伤生物膜。因此，MDA的积累一定程度上反映了体内自由基活动的状况。本研究表明，由于四卦受氟污染严重，枣果细胞膜受到的伤害程度大，MDA含量高于其他2个样地，与杨淑慎等[20]研究结果一致。

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