馬 艷 ，鄧彩萍 ，劉 靜 ，劉隨存 ，劉賢謙

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，山西太谷 030801；2.山西省林業(yè)科學(xué)研究院，山西太原 030012）

近年，在山西中南部棗區(qū)發(fā)現(xiàn)一種棗果新病害——棗黑頂病，其使棗果失去食用和商品價值，造成紅棗豐產(chǎn)不豐收，且每年造成直接經(jīng)濟損失幾億元，嚴(yán)重阻礙了棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[1]。劉賢謙等[2-3]研究發(fā)現(xiàn)，該病是一種由氟污染引起的非侵染性病害，大氣氟污染是引起棗黑頂病的主要原因。

抗氧化酶系統(tǒng)是活性氧（reactive oxygen species，ROS）的重要清除劑[4-5]。過氧化氫酶（catalase，CAT）、過氧化物酶（peroxidase，POD）和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）是植物體內(nèi)重要的抗氧化酶[6-7]，它們能有效地抑制ROS對植物細(xì)胞膜、DNA和蛋白質(zhì)的侵害[8-10]，維持體內(nèi)氧化代謝的平衡，從而保證植物的健康生長[11]。

本試驗以壺瓶棗為材料，研究棗黑頂病不同發(fā)病程度與棗抗氧化酶系統(tǒng)生理指標(biāo)變化的關(guān)系，旨在為棗樹的健康生長提供一定理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

在太谷縣的四卦、里美莊及清徐的杜村，選擇有代表性的棗園，采集新鮮的5個不同病級的壺瓶棗果，每個級別各取10個棗果作為測試樣品。棗果病斑分級標(biāo)準(zhǔn)[12]列于表1。

四卦棗園附近1 000 m內(nèi)有5座磚廠，里美莊棗園附近1 000 m內(nèi)有3座磚廠，杜村棗園附近1 000 m內(nèi)無磚廠及排氟廠礦。經(jīng)測定，3個棗園的氟濃度分別為13.39，3.85，2.52 μg/（dm2·d）。

表1 棗黑頂病發(fā)病程度分級標(biāo)準(zhǔn)

1.2 試驗方法

POD活性測定采用愈創(chuàng)木酚法[13-14]，以每分鐘吸光值變化0.01為1個過氧化物酶單位；SOD活性測定采用核黃素法[14]；CAT活性測定采用紫外吸收法[15]；MDA活性測定用硫代巴比妥酸法[15]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行分析，計算各采集地生理指標(biāo)的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 棗黑頂病發(fā)病級數(shù)與POD的關(guān)系

從圖1可以看出，隨著發(fā)病程度的加深，棗果中POD活性呈先增后減的趨勢。其中，杜村在0，1，2病級下，酶活性雖然逐漸增強，但差異不顯著（P＞0.05），而四卦棗果隨著病級的加重，酶活性增加，差異顯著（P＜0.05）。當(dāng)發(fā)病程度達到3級時，不同采集地棗果酶活性均為最大值，說明病級的加深，使棗果產(chǎn)生了較多的有毒物質(zhì)，需要POD來分解，故POD活性迅速增強并達到最大值；當(dāng)發(fā)病程度達到最高級時，3個采集地棗果的POD活性反而降低，與病級3相比，差異極顯著（P＜0.01），這可能是棗果被脅迫到一定程度，POD活性遭到破壞的原因。另外，由于四卦離氟污染源最近，黑頂病嚴(yán)重，所以，在發(fā)病盛期，POD活性均比其他2個采集地高。

2.2 棗黑頂病發(fā)病級數(shù)與SOD的關(guān)系

在細(xì)胞抗氧化酶系統(tǒng)中，SOD的作用是清除超氧自由基，從而對高等植物體內(nèi)活性氧傷害、器官衰老起到防御作用。從圖2可以看出，在整個發(fā)病過程中，棗果SOD活性呈現(xiàn)先增后減的趨勢。病級為0時，由于棗果未發(fā)病，3個采集地棗果酶活性處于較低的同一水平。隨著發(fā)病程度的加深（1～3級），酶活性逐漸增強，說明氟污染對棗果的傷害越重，內(nèi)部產(chǎn)生的有害物質(zhì)越多，就需要較多的保護酶來清除它。當(dāng)發(fā)病程度達到4級時，部分棗果組織已壞死，保護與防御系統(tǒng)也被破壞，所以，SOD活性降低。

2.3 棗黑頂病發(fā)病級數(shù)與CAT的關(guān)系

過氧化氫酶（CAT）是一種酶類清除劑，它可促使過氧化氫分解為分子氧和水，清除體內(nèi)的過氧化氫，從而使細(xì)胞免受其毒害，是果實防御體系的關(guān)鍵酶之一[16]。從圖3可以看出，CAT的變化趨勢與POD，SOD一致，也是先增后降。但四卦棗園比杜村、里美莊棗園污染重，在1，2，3病級情況下，其CAT的活性相應(yīng)也高，差異顯著（P＜0.05），3個棗園棗果的CAT活性順序為：杜村＜里美莊＜四卦，說明離污染源近的棗園，病情嚴(yán)重，CAT活性也相應(yīng)較高。

2.4 棗黑頂病發(fā)病級數(shù)與MDA的關(guān)系

植物器官衰老或在逆境下遭受傷害，往往會發(fā)生膜質(zhì)過氧化作用，丙二醛（MDA）是膜質(zhì)過氧化的最終分解產(chǎn)物，其主要作用是破壞植物細(xì)胞膜系統(tǒng)[17]。從圖4可以看出，隨著棗果發(fā)病程度的加重，棗果的細(xì)胞膜透性不斷增大。就0，1病級來看，3個樣地MDA活性差異不顯著，說明棗果受到的氟影響還沒有明顯表現(xiàn)出來；當(dāng)病級達到2級時，酶活性開始升高，四卦尤其明顯，并與其他2個樣地差異顯著（P＜0.05）；當(dāng)病級達到3，4級時，雖然MDA含量繼續(xù)升高，但同一樣地棗果在這2個病級情況下比較，差異均不顯著，說明棗果細(xì)胞膜已受到最大傷害。另外，四卦樣地在后期的MDA含量明顯高于里美莊和杜村，這進一步說明了四卦受氟污染嚴(yán)重，棗果病情也重。

3 結(jié)論與討論

本研究表明，隨著棗果發(fā)病程度的加重，POD，SOD，CAT保護酶活性會隨之增強，即棗果受到病害脅迫時，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的有害物質(zhì)大量積累，相應(yīng)的保護酶為了分解清除有害物質(zhì)而大幅度增加，從而降低受害程度。當(dāng)病級達到最大值時，保護酶活性反而降低，說明棗果受到一定程度脅迫時，酶活性受到破壞，失去防御作用。對于同一樣地不同發(fā)病程度，酶活性變化差異均顯著（P＜0.05）；不同樣地同一發(fā)病程度，四卦與里美莊、杜村棗果酶活性相比，差異顯著（P＜0.05）；四卦棗果酶活性普遍要比里美莊、杜村高。說明離污染源越近，棗果發(fā)病越嚴(yán)重，細(xì)胞內(nèi)自由基的產(chǎn)生量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于清除量，致使平衡遭到破壞，需要大量的酶對棗果細(xì)胞組織實施保護，維持正常生長，這與張承林等[18]的研究結(jié)果相一致。

丙二醛（MDA）含量的多少可反映植物體細(xì)胞膜的傷害程度[19]，其含量與植物體細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)損害程度呈正相關(guān)。膜脂中含有的不飽和脂肪酸易被過氧化分解而造成整體膜的破壞，膜脂過氧化的最終產(chǎn)物丙二醛（MDA）會嚴(yán)重?fù)p傷生物膜。因此，MDA的積累一定程度上反映了體內(nèi)自由基活動的狀況。本研究表明，由于四卦受氟污染嚴(yán)重，棗果細(xì)胞膜受到的傷害程度大，MDA含量高于其他2個樣地，與楊淑慎等[20]研究結(jié)果一致。

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