鄭錫良，任海英，徐云煥，李 崗，梁森苗，周慧芬，戚行江

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學院 園藝研究所，浙江 杭州 310021;2.浙江省農(nóng)業(yè)廳 經(jīng)濟作物管理局，浙江 杭州 310020;3.浙江省植物有害生物防控重點實驗室—省部共建國家重點實驗室培育基地浙江省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標準研究所，浙江杭州 310021)

楊梅 (Myrica rubra)是我國南方特有的珍稀水果，果實甜酸適口，風味獨特，在國內(nèi)外享有盛譽，因其顯著的經(jīng)濟與生態(tài)效益，目前已成為浙江省主要水果之一，其產(chǎn)值已穩(wěn)居各類水果之首。楊梅凋萎病為浙江省近年來新發(fā)生的病害，具有發(fā)病快、病程長、傳染性強等特點，目前在浙江省楊梅主產(chǎn)區(qū)迅速蔓延，嚴重影響楊梅產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展［1］。

鈣信號是植物信號轉(zhuǎn)導途徑中重要的信號分子，參與大多數(shù)細胞生理代謝的過程［2］，又是植物生長發(fā)育必需的營養(yǎng)元素，在植物抗逆性中具有重要作用，例如風、冷、鹽、干旱、光、氧應(yīng)激等［3-6］外界刺激均可引起細胞質(zhì)鈣的短暫增加，與黃瓜［7］、網(wǎng)紋甜瓜［8］的低氧耐性有關(guān)，能提高根系SOD、POD等保護酶的活性［9-10］，減輕滲透脅迫對葉綠體和線粒體的傷害。

鈣離子還與植物與病原物的互作有重要關(guān)系，能提高植物的水楊酸誘導抗性［11］，胞內(nèi)鈣離子增加是葉片細胞在病原體侵染時產(chǎn)生活性氧的必要條件［12］，參與抗病反應(yīng)［13-14］，引起病原菌誘導子的磷酸化，從而起到保護植物細胞的作用［15］，參與過敏性壞死反應(yīng)［16］。

本文對楊梅發(fā)病植株與健康植株的根、枝(包括木質(zhì)部和韌皮部)和葉等部位的鈣元素含量、根際土壤速效鈣進行檢測分析，分析凋萎病對楊梅樹體鈣吸收與分配的影響。

1 材料和方法

1.1 樣品采集

采樣地點為仙居縣西爐村發(fā)病嚴重的楊梅園。選擇在楊梅園的陽面和陰面采集樣品。楊梅發(fā)病植株采集樣品分為發(fā)病重、中等和輕3個級別，每個級別的楊梅樹采集3棵樹的樣品。分別按陽、陰面3個發(fā)病級別采集樣品測定鈣元素含量，取其平均值作為發(fā)病植株鈣元素含量。健康植株作為對照分別在陽、陰面采集樣品。樣品以發(fā)病植株有病癥、無病癥和健康植株的新梢 (包括葉片和枝干)、老齡的枝條 (包括葉片和枝干)和根，取樣長度約50～100 cm，將枝、根的木質(zhì)部與韌皮部分開，分別檢測木質(zhì)部和韌皮部的鈣元素含量。土樣采集楊梅發(fā)病和健康植株根際表層土下10～20 cm處細土壤，測定土壤速效鈣。

1.2 測定方法

將外業(yè)采集的植物樣在85℃下烘干，粉碎、裝瓶、貼簽待用;測定營養(yǎng)元素含量時，105℃下烘3 h，準確稱樣，用鹽酸浸提原子吸收分光光度法，備用測定。把外業(yè)采集的土樣自然風干，過1.00 mm土壤篩，裝瓶、貼簽備用。醋酸銨提取原子吸收分光光度法測定土壤速效鈣。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用 Excel軟件進行整理，并采用SAS統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉片鈣元素含量

測得楊梅發(fā)病植株有病癥和無病癥新梢葉片鈣元素含量分別是0.47%和0.58%，健康植株(CK)葉片鈣元素含量0.49%，前者與對照差異不明顯，后者明顯高于對照。發(fā)病植株老齡葉片的鈣元素含量是0.73%，與健康植株葉片鈣元素含量0.49%相比有明顯差異 (圖1)。

圖1 不同葉片的鈣含量

2.2 枝、根韌皮部與木質(zhì)部的鈣含量

楊梅發(fā)病植株有、無病癥的新枝韌皮部鈣平均含量分別是0.51%和0.66%，兩者均明顯低于健康植株新枝的韌皮部鈣元素含量 (0.79%)，三者間差異明顯。老枝的韌皮部總鈣含量是0.45%，明顯高于健康植株總鈣含量0.12%，發(fā)病植株根的韌皮部鈣元素含量0.25%，與健康植株根的韌皮部鈣元素含量0.28%相比，無明顯差異 (圖2)。

圖2 不同枝、根韌皮部的鈣元素含量

發(fā)病植株有、無病癥的新枝木質(zhì)部的鈣含量分別是0.35%和0.41%，前者與健康植株新枝木質(zhì)部鈣含量0.34%相比，無明顯差異，但是后者差異明顯。發(fā)病植株無病癥的老齡枝木質(zhì)部的鈣含量0.21%，明顯高于健康植株老齡枝木質(zhì)部的含量0.12%。根的木質(zhì)部鈣含量是0.2%，與健康植株根木質(zhì)部的0.19%相比，無明顯差異 (圖3)。

圖3 不同枝、根木質(zhì)部的鈣元素含量

2.3 根際土壤速效鈣含量

測得發(fā)病植株根際土壤的平均速效鈣含量為741.83 mg·kg-1，健康植株根際土壤的為164.0 mg·kg-1，兩者間差異明顯 (圖4)。發(fā)病植株根際土壤的平均速效鈣含量比健康植株高出了4.5倍。由于樣品采集于同一個楊梅園，土壤性質(zhì)相同，從根際土壤速效鈣含量差異來分析，發(fā)病植株可能吸收土壤中鈣功能已衰退。

圖4 不同根際土壤的速效鈣含量

3 小結(jié)與討論

鈣離子的流入是病原菌入侵細胞后植物產(chǎn)生抗病反應(yīng)的早期信號之一［13］，胞內(nèi) Ca2+的增加導致活性氧的產(chǎn)生［12］，參與過敏性壞死反應(yīng)［16］。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，發(fā)病植株有病癥葉片、枝的木質(zhì)部、根的韌皮部和木質(zhì)部等部位的鈣元素含量與健康植株(CK)相比差異不明顯，這說明發(fā)病植株枯萎或死亡的葉片及其枝干的木質(zhì)部植物的防衛(wèi)反應(yīng)強度很可能沒有發(fā)生變化。無病癥的嫩梢葉片和老齡葉片、枝的木質(zhì)部、老齡枝的韌皮部和木質(zhì)部等部位的鈣元素含量比健康植株 (CK)有明顯升高，這說明發(fā)病植株的部分嫩梢部位的死亡引起無病癥的嫩梢以及老齡枝、葉等有著強烈的防衛(wèi)反應(yīng)以及活性氧產(chǎn)生，這需要大量的鈣離子參與，所以這些部位鈣元素含量明顯升高。發(fā)病植株上表現(xiàn)癥狀和不表現(xiàn)癥狀的嫩梢的韌皮部的鈣元素含量與健康植株相比有明顯降低，這說明嫩梢的韌皮部吸收鈣離子的量減少。發(fā)病植株根際土壤的速效鈣含量明顯高于健康楊梅樹根際土壤的速效鈣含量，說明對整株樹而言，楊梅發(fā)生凋萎病后對鈣離子的吸收能力總體衰退了。凋萎病影響楊梅植株吸收及分配鈣離子的機理尚待進一步研究。

［1］ 求盈盈，任海英，王漢榮，等.楊梅突發(fā)性枝葉凋萎病發(fā)病調(diào)查與病原接種研究 ［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學，2011(1):98-100.

［2］ Allen G J，Harrington C L，Schumacher K，et al.A defined range of guard cell calcium oscillation parameters encodes tomatal ovements ［J］.Nature，2001，411:1053-1057.

［3］ Knight H，Trewavas A J，Knight M R.Cold calcium signaling in Arabidopsis involves two cellular pools and a change in calcium signature after acclimation ［J］.Nature，1996(8):489-503.

［4］ Night H，Trewavas A J，Knight M R.Calcium signaling in Arabidopsis thaliana responding to drought and salinity ［J］.Nature，1997，12(5):1067-1078.

［5］ Shacklock P S，Read N D，Trewavas A J.Cytosolic free calcium mediates red light-induced photomorphogenesis［J］.Nature，1992，358:753-755.

［6］ Evans N H，McAinsh M R，Hetherington A M，et al.ROS perception in Arabidopsis thaliana:the ozone-induced calcium response ［J］.Nature，2005，41:615-626.

［7］ 胡曉輝，郭世榮，李璟，等.低氧脅迫對黃瓜幼苗根系無氧呼吸酶和抗氧化酶活性的影響 ［J］.武漢植物學研究，2005，23(4):337-341.

［8］ 高洪波，郭世榮，劉艷紅，等.低氧脅迫下Ca2+、La3+和EGTA對網(wǎng)紋甜瓜活性氧代謝的影響 ［J］.南京農(nóng)業(yè)大學學報，2005，28(2):17-21.

［9］ 王長義，郭世榮，劉超杰.鈣對根際低氧脅迫下黃瓜幼苗保護酶同工酶表達的影響 ［J］.西北植物學報，2009，29(9):1874-1880.

［10］ 何淼，楊絮茹，劉曉東.鈣對滲透脅迫下大花萱草幼苗生理響應(yīng)及葉肉組織超微結(jié)構(gòu)的影響 ［J］.中國草地學報，2012，34(1):84-88.

［11］ 李琳琳，李天來，余朝閣，等.鈣素對 SA誘導番茄幼苗抗灰霉病的調(diào)控作用 ［J］.園藝學報，2012，39(2):273-280.

［12］ Grant M，Adams S，Knight M，et al.The RPM1 plant disease resistance gene facilitates a rapid and sustained increase in cytosolic calcium that is necessary for the oxidative burst and hypersensitive cell death ［J］.Plant J，2000，23:441-450.

［13］ Ma W，Walker R，Verma K，et al.Ca2+，cAMP and transduction of non-self perception during plant immune responses ［J］.Proc Natl Acad Sci U S A，2009，106(49):995-1000.

［14］ Gao G，Jin L P，Xie K Y，et al.The potato StLTPa7 gene displays a complex Ca-associated pattern of expression during the early stage of potato-Ralstonia solanacearum interaction［J］.Mol Plant Pathol，2009，10(1):15-27.

［15］ Ogasawara Y， HiraokaG， YumotoF， etal. Synergistic activation of the Arabidopsis NADPH oxidase AtrbohD by Ca2+and phosphorylation ［J］. J BiolChem， 2008， 283:8885-8892.

［16］ Xu H X.Role of calcium in signal transduction during the hypersensitive response caused by basidiospore derived infeclion of the cowpea rust fumgus ［J］. Plant Cell，1998，10:585-597.

［17］ 余曉叢，娜仁，張少英.鈣信號在植物抗病性中的作用研究進展 ［J］.中國農(nóng)學通報，2012，28(3):12-16.