关键词：苹果轮纹病;皮孔;酚类物质
Resistance Identification and Mechanism Study of
Different Apple Varieties（Lines） to Botryosphaeria dothidea
3.College of Agronomy and Plant Protection， Qingdao Agricultural University， Qingdao 266109， China）
Key words Botryosphaeria dothidea; Lenticel; Phenolic compound
苹果轮纹病菌（Botryosphaeria dothidea）危害苹果果实和枝干，造成烂果和树势衰弱，是严重影响苹果生产的重要病害之一。‘富士’、‘红星’和‘金冠’等主栽苹果品种都易感染轮纹病，随树龄增大，危害加重[1]。培育抗病品种是防治苹果病害的有效方法。筛选抗轮纹病苹果资源和揭示苹果对轮纹病的抗性机理对培育抗病品种具有重要意义。
通过田间自然发病调查和人工接种试验来评价抗病性是筛选抗病资源最基础和直观的方法。在抗病性鉴定中，植物的形态结构以及一些次生代谢物质经常被用作抗性评价指标。比如，植物的角质层、木栓层和蜡质层等构成了植物防御病原菌入侵的物理屏障。李广旭等[2]首次证实皮孔是轮纹病菌最主要的侵入途径。皮孔开裂早晚及有无完整充分木栓化的木栓组织，是决定苹果品种对枝干轮纹病抗性强弱的主要因素[3，4]。同时，补充细胞和其下面的皮层细胞的层数以及排列紧密度也是阻碍病菌侵入和扩展的关键因素[5]。目前受伤植物体抵御病原体侵染反应中产生的酚类化合物[6]是抗病性研究的重点，其中阿魏酸、咖啡酸、绿原酸等都对微生物活性具有抵御作用，并抑制病原菌侵染植物体产生的细胞壁降解酶活性，从而提高植物抗病能力[7]。有研究表明绿原酸、表儿茶素类、根皮素配糖体、如根皮素-2′-木糖苷、3-羟基根皮苷、槲皮苷配糖体是苹果多酚的主要功能成分[8]。赵晓芳[9]的研究也表明，在植物次生代谢物中，如没食子酸、绿原酸、咖啡酸、儿茶酚、单宁酸、芦丁和香豆酸等酚类化合物都参与了抗病反应。植物抗病性与组织中总酚含量有相关性，如锥栗抗病品种树皮和叶片中总酚含量都比感病品种高[10]。酚类化合物能影响细胞膜透性和ATP形成，也能被PPO和POD催化氧化形成醌类化合物，作为杀菌剂在植物抗病中发挥重要作用[11]。 确定苹果轮纹病抗性鉴定的组织结构和生理生化指标，可提高杂种选择效率，缩短育种周期。笔者拟在前人关于苹果轮纹病抗性机制研究的基础上，进一步研究确定较准确可行的抗性评价指标，用于筛选抗病种质资源和杂交后代的早期选择。
1 材料与方法
1.1 材料
2010年11月5日统计喷雾接种发病部位5 cm长茎段内的皮孔数和被侵染皮孔数，计算皮孔发病率;并测量该茎段内10个病瘤的纵横径。
2 结果与分析
2.1 人工接种不同苹果品种（系）发病情况比较
2.2 不同抗性苹果品种皮孔组织结构比较
如图2所示，高抗品种鸡冠木栓层充分木栓化，形成完整的封闭层，破裂的补充细胞残留少，减少了病原菌生长所需的养分供应。抗病品系95-76的封闭层破裂，但有7～10层排列紧密的皮层细胞。切片用0.1%苯胺蓝乳酚油染色，可将细胞核染成蓝色，而95-76的部分皮层细胞没有染上蓝色，推测其部分木栓化。易感病品系95-41皮孔开裂，有5～6层排列较紧密的皮层细胞，但开口下无排列紧密的封闭层，破裂的补充组织未完全脱落，残留较多。高感品种富士没有明显的封闭层，皮层细胞排列疏松。
表1 不同苹果品种（系）对枝干轮纹
病抗性鉴定结果
品种（系）代号 品种（系） 发病率（%） 病瘤直径（mm）
1 鸡冠 39.01 0.80
2 94-9-21 39.63 0.79
3 94-11-5 41.68 1.66
5 94-1-35 43.13 1.19
8 94-2-20 50.50 1.03
9 94-1-13 50.60 0.80
13 新红星 56.74 1.15
14 95-76 59.11 0.81
16 嘎拉 60.95 1.13
23 95-53 66.42 1.10
24 95-40 67.07 0.94
25 94-11-11 67.97 1.13
27 特拉蒙 68.36 1.34
28 95-22 69.25 1.49
30 Jan-95 70.14 1.16
31 95-136 70.55 1.16
32 7-c-19 70.59 1.61
33 95-42 70.92 1.89
34 95-118 71.07 1.10
36 特珍 72.51 1.75
38 95-65 74.10 1.50
42 95-155 77.35 1.05
43 95-62 79.07 1.13
45 国光 79.35 1.08
46 95-79 82.05 1.17
47 95-56 84.12 1.58
49 贵妃 88.62 1.37
50 95-41 91.39 1.10
51 95-90 93.58 1.69
注：1～51即表1中品种（系）代号。a和c分别是以嘎拉（16）和富士（35）发病率为基数的相对发病率，即把嘎拉（富士）发病率赋予0，计算差值，负值代表发病率低于嘎拉（富士），正值代表发病率高于嘎拉（富士），相对值越大代表比嘎拉（富士）越低（高）。b和d分别是以嘎拉和富士病瘤直径为基数的相对病瘤直径，计算方法同相对发病率。
图1 不同苹果品种（系）的相对发病率和相对病瘤直径
图2 不同苹果品种（系）皮孔组织结构比较
2.3 不同苹果品种（系）枝皮中酚类化合物含量比较
表2 不同苹果品种（系）酚类化合物含量的测定结果
酚类
化合物
酚类物质含量（mg/g）
没食子酸 0 0 0 0 0 0 0 0
儿茶酚 0 0 0 0 0 0 0 0
咖啡酸 0 0 0 0 0 0 0 0
阿魏酸 0 0 0 0 0 0 0 0
槲皮素 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c 0c
2.4 不同苹果品种（系）枝皮中总酚含量比较
图3 不同苹果品种（系）枝皮中总酚含量
3 讨论与结论
以特拉蒙为亲本的不同杂交组合的后代对苹果枝干轮纹病抗性存在显著差异，其中国光×特拉蒙杂交后代平均感病级次最低，以富士为父本的杂交后代感病级次最高。因此，可选择抗病亲本来提高杂交后代的抗病性。自然发病状况能直观反映苹果品种的抗病性，但轮纹病的发生和流行与气候、树势、品种和栽培管理密切相关[16，17]。苹果枝干轮纹病随着树龄增加病情逐渐加重[18]。
鸡冠是目前调查的所有品种中唯一的免疫品种[20]，其皮孔虽然补充组织和栓内层细胞层数少，但是木栓层完全木栓化，形成完整的封闭层，病原菌难以侵染，抗病性强。95-76补充组织和皮层细胞层厚，排列紧密也起到抗侵染作用。95-41皮孔开口，没有木栓化的封闭层，轮纹病原菌容易从皮孔侵入，其发病率为91.39%，但是其皮层细胞排列较紧密，可限制菌丝扩展，因此其病瘤较小，直径为1.1 mm。富士皮孔开口，没有木栓化的封闭层封闭，加之补充组织和皮层细胞层数少，排列疏松，难以抵挡病原菌侵染，因此发病率高且病瘤直径大。
参 考 文 献：
[2] 李广旭，高艳敏，杨华，等. 轮纹病菌在苹果枝干上侵入途径的扫描电镜观察[J].果树学报，2005，22（2）：169-171.
[4] 于秋香. 抗轮纹病苹果砧木的筛选及其与抗性相关因子的研究[D].保定：河北农业大学，2010.
[5] 陈建中，盛炳成，刘克钧. 苹果品种对轮纹病菌皮孔侵染的抗性机制[C].园艺学论文集，1995：94-100.
[6] Vermerris W， Nicholson R. Phenolic compound biochemistry[M]. The Netherlands：Springer-Verlag New York Inc.，2006.
[8] Lu Y R， Foo Y. Identification and quantification of major polyphenol in apple pomace[J]. Food Chemistry， 1997， 59： 187-194.
[9] 赵晓芳. 鸭梨果实抗性物质与轮纹病菌互作关系研究[D].郑州：河南农业大学，2008.
[10]冯丽贞， 陈友吾， 郭文硕. 植物次生物质与锥栗对栗疫病抗性之间的关系[J].福建林学院学报，1999， 19（1）： 81-83.
[11]余叔文，汤章城. 植物生理与分子生物学[M].北京：科学出版社，1999：770-779.
[16]曹若彬. 果树病理学[ M ].北京：中国农业出版社，1997.
[20]李广旭，沈永波，高艳敏，等. 皮孔组织结构及密度与苹果枝干粗皮病发生的关系[J].果树学报，2004，21（4）：350-353.
[22]刘海英，李川，范永山，等.影响苹果果实轮纹病抗性的寄主因素及相关性分析[J].河北农业大学学报，2003，26（1）：56-60.
[24]王伟，阮妙鸿，邱永祥，等. 甘薯抗薯瘟病的苯丙烷类代谢研究[J].中国生态农业学报，2009，17（5）：944-948.
