王 東
(重慶三峽職業(yè)學(xué)院,重慶 404155)
獼猴桃含有多種有機物以及鈣、鉀、硒、鋅、鍺等微量元素和人體所需的17種氨基酸,還含有豐富的維生素C、葡萄酸、果糖、檸檬酸、蘋果酸、脂肪。由于其富含豐富的營養(yǎng)物質(zhì),深受人們的喜愛。但是在獼猴桃的生長過程中,往往會受到各種病害的影響,不利于獼猴桃的正常生長發(fā)育。為了盡可能降低病害對獼猴桃生長的影響,就要不斷提高獼猴桃自身的抗病害能力,這就需要對其進行抗性鑒定,優(yōu)選高質(zhì)量的品種。
不同品種的獼猴桃對于病害的抵抗能力不盡相同,為了能夠優(yōu)選其中抗病能力高的品種,需要對實生苗進行系統(tǒng)全面的抗性鑒定,并選擇與之相適應(yīng)的砧木。當(dāng)前,國內(nèi)外在獼猴桃抗病機理方面的相關(guān)研究較少,并且其所選擇的抗性評價機制也存在一定的差別,這就導(dǎo)致獼猴桃的抗性鑒定指標(biāo)并不完善。為了對獼猴桃生理指標(biāo)與抗性之間的關(guān)系進行更進一步的分析研究,并優(yōu)選與之相適應(yīng)的抗病性砧木,通過對獼猴桃的實生苗擴繁后代進行病菌侵染、抗病性分級以及篩選抗性砧木,對侵染前后獼猴桃的生理參數(shù)進行對比分析,進而優(yōu)選抗病能力強的獼猴桃品種。
試驗所選用的獼猴桃品種為“徐香”和“布魯諾”兩種,其中,2個品種的獼猴桃實生苗均有13個株系,苗齡均為2個月。所選用的抗性鑒定病原菌為青枯假單孢桿菌,主要是通過LB培養(yǎng)基進行培養(yǎng),整個培養(yǎng)過程均正常。
為了降低實驗過程中其他因素的影響,要盡可能確保獼猴桃實生苗的整體情況相似,在“徐香”和“布魯諾”兩個品種中篩選長勢情況相近的獼猴桃實生苗植株各3株,并采用109cfu/ml的病菌菌液分別對其葉片進行直接的活體接種,確保植株能夠順利地感染上病菌。為了確保接種質(zhì)量,選用的接種方法為針刺法,具體操作為:在每株獼猴桃實生苗中篩選5片面積較大的葉片,分別在其上用針頭扎4次,針扎的位置要盡可能遍布整個葉片,避免針扎位置過于集中,影響后續(xù)的感染對比分析。完成所有植株的接種后,將組培苗移至組培室進行下一步的培養(yǎng)感染,同時,還要注重為獼猴桃實生苗提供適宜的生長環(huán)境,將溫度控制在(25±2)℃,光周期為16 h/8 h(光/暗),濕度需要結(jié)合植株的生長情況進行有針對性的調(diào)節(jié)控制。連續(xù)培養(yǎng)14 d,在整個培養(yǎng)過程中要連續(xù)觀察獼猴桃實生苗植株的染病情況,最后統(tǒng)計相應(yīng)的病情指數(shù),其具體的計算公式為:
2個品種的獼猴桃實生苗各13個株系并且每個株系的3株獼猴桃葉片接種病原菌之后的5d,分別選取具有一定代表性的若干葉片,摘取對其中的CAT和POT酶活性進行測定。同時,為了更好地進行對比分析,從未感染病菌的其余株系中選取3株長勢與實驗組相近的獼猴桃植株,對其中的酶活性進行測定。
1.3.1 酶液的提取
分別稱取健康和染病獼猴桃葉片鮮樣0.5g,放在預(yù)先冷卻好的研缽中進行充分的研磨處理。研磨前需要加入2 mL提取液(pH為7.8的磷酸緩沖液)和0.01 g的PVPP,在冰浴的作用下將葉片研磨成均勻的漿液,以其中不含葉片小塊為宜,再將研磨好的漿液移至離心管中,同時采用清水對研缽進行清洗,一同倒入離心管中,確保最后離心管中的液體為10 mL,在6 000 r/min的轉(zhuǎn)速下離心15 min,完成后取上清液備用。
1.3.2 CAT酶活性測定
向試管中加入2 mL濃度為50 mmol/L的PBS(pH控制在 7.0),再加入 5 μL的濃度為 30%的 H2O2和50 μL的酶液,最后再加入1 mL濃度為50 mmol/L的PBS進行充分地混合。同時,取3 mL濃度為50 mmol/L的PBS作為空白組用于調(diào)零處理。為了盡可能減少誤差,需要對其中的OD240進行快速檢測,每間隔60 s進行一次讀數(shù),連續(xù)測量4 min。CAT酶活性的計算公式如下所示:
式中:V——酶液總體積,mL;a——測定的酶液體積,mL;w——樣品鮮質(zhì)量,g。
1.3.3 POD酶活性測定
先在試管中加入2 mL的POD反應(yīng)液,再加入30 μl的酶液,最后加入1 mL的POD反應(yīng)液進行充分混合。同時,取3 mL的POD作為空白組用于調(diào)零處理。為了盡可能減少誤差,需要對其中的OD470進行快速的檢測,每間隔60 s進行一次讀數(shù),連續(xù)測量4 min。其中,POD反應(yīng)液是由0.125 mL愈創(chuàng)木酚+0.255 mL濃度30%的H2O2,用濃度為50 mmol/L的PBS定容至250 mL。POD酶活性的計算公式如下所示:
式中:V——酶液總體積,mL;a——測定的酶液體積,mL;w——樣品鮮質(zhì)量,g。
根據(jù)獼猴桃植株葉片感染程度的不同,將感病程度依次分為0~7級,其中,0級為沒有出現(xiàn)任何感病癥狀;1級為葉片的接種處和其周圍的一定范圍內(nèi)出現(xiàn)了白化病斑;3級為植株葉片呈現(xiàn)嚴(yán)重的黃化病癥,并且伴隨出現(xiàn)較多的褐化病斑;5級為植株整體葉片已經(jīng)出現(xiàn)較大面積的焦枯,而且少量莖部已經(jīng)開始逐漸腐爛;7級為葉片大部分脫落,莖部腐爛嚴(yán)重,甚至植株開始呈現(xiàn)死亡的癥狀。
獼猴桃植株的抗性等級按照以下標(biāo)準(zhǔn)進行評定:
病情指數(shù)<5的植株為高抗品種(HR);5≤病情指數(shù)<15的植株為抗病品種(R);15≤病情指數(shù)<35的植株為耐病品種(T);35≤病情指數(shù)<55的植株為感病品種(S);55≤病情指數(shù)為高感品種(HS)。
對所有參與實驗的徐香和布魯諾獼猴桃植株按照病情指數(shù)對植株的抗性進行評價,結(jié)果如表1所示。
表1 不同株系獼猴桃的病情指數(shù)及抗性評價表Tab.1Diseaseindexandresistanceevaluationofdifferentkiwifruitstrains
根據(jù)上表能夠看出,徐香品種的實生苗整體抗性要優(yōu)于布魯諾品種,而同一品種不同株系內(nèi)的抗病性之間也存在一定的差別。徐香品種內(nèi)主要為高抗、抗病以及耐病等3種耐病等級,不存在感病和高感類型,并且這3種耐病等級分布較為均勻,總體來說,徐香品種的獼猴桃實生苗具有較強的抗性。布魯諾品種的抗病性主要分布為:抗病、耐病以及感病3種類型,不存在高抗品種,而高感品種也僅有1株,總體來說,布魯諾品種的獼猴桃實生苗抗病性較弱。根據(jù)抗病等級,優(yōu)選徐香2號和布魯諾3號實生苗作為抗性砧木進行嫁接,進而確保嫁接苗具有良好的抗病能力。
通過對徐香和布魯諾參與實驗所有植株的CAT和POD酶活性進行系統(tǒng)全面的檢測,結(jié)果如表2所示。由表2能夠看出,相較于健康植株,這兩個品種的獼猴桃實生苗感病之后,其葉片內(nèi)酶活性呈現(xiàn)快速升高的趨勢,并且所呈現(xiàn)的變化趨勢相似。同時,還能看出徐香品種正常植株葉片內(nèi)CAT和POD酶的活性普遍低于布魯諾品種,而徐香品種感病植株葉片內(nèi)CAT和POD酶的活性出現(xiàn)大幅提高,并且普遍高于感病后的布魯諾品種,這就表明CAT和POD酶的活性與獼猴桃的抗性之間存在一定的因果關(guān)系,即感病后酶的活性越高,植株的抗病能力也就越強。
表2 不同獼猴桃品種感染病菌前后CAT和POD活性的變化表Tab.2 Changes of cat and POD activities of different kiwifruit varieties before and after infection with pathogen
總而言之,通過上述的實驗分析,徐香2號和布魯諾3號實生苗的抗病性較強,可以將兩者作為抗性砧木,通過嫁接提高獼猴桃植株的抗病能力。同時,CAT和POD酶的活性能夠用于不同品種砧木的抗性鑒定指標(biāo),通過優(yōu)選酶活性高的砧木就能獲得抗病能力高的砧木品種,進而促進獼猴桃抗病能力的不斷提高。