李安優(yōu)+曾桂萍+趙致+李忠

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.13.034[HT9.]

摘要：研究了正茬、連作1～4年對太子參根腐病的發(fā)生及防御酶系活性的影響。結(jié)果表明，正茬、連作2 年、連作4 年地塊的太子參根腐病發(fā)病率和病情指數(shù)分別為2.00%和0.50、36.67%和14.16、46.00%和17.33；寄主防御酶活性出現(xiàn)不同變化，太子參葉片過氧化氫酶（CAT）、多酚氧化酶（PPO）、過氧化物酶（POD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性總體呈發(fā)病前較高、發(fā)病后降低的趨勢，而超氧化物歧化酶（SOD）活性則出現(xiàn)發(fā)病后升高；太子參塊根收獲期，隨種植年限的增加，各連作地太子參葉片PPO、PAL、SOD活性呈先降后增的趨勢，CAT活性呈先增后降趨勢，POD活性呈逐年降低趨勢。

關鍵詞：太子參；連作；根腐??；防御酶；過氧化氫酶；多酚氧化酶；過氧化物酶；苯丙氨酸解氨酶

中圖分類號： S435.675文獻標志碼： A[HK]

文章編號：1002-1302（2017）13-0123-03[HS）][HT9.SS]

收稿日期：2016-12-13

基金項目：貴州省藥用植物繁育與種植人才基地建設項目（編號：黔人領發(fā)[2013]15號）；貴州省中藥材現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系建設項目（編號：GZCYTX2015-0202）；貴州省施秉縣中藥材產(chǎn)業(yè)科技合作（編號：施中藥科合專項[2014]03號）；貴州大學研究生創(chuàng)新基金（編號：研農(nóng)2016027號）。

作者簡介：李安優(yōu)（1990—），女，貴州安順人，碩士研究生，從事植物病害綜合治理研究。E-mail：1148687357@qq.com。

通信作者：李忠，博士，教授，碩士生導師，從事植物病害防治教學及科研。E-mail：zhongzhongligzu@163.com。

[ZK）]

太子參[Pseudostellaria heterophylla （Miq.）Pax ex Pax et Hoffm.]別稱孩兒參、童參、雙批七、四葉參或米參，《中華人民共和國藥典》2000年版規(guī)定，太子參的原植物為石竹科植物異葉假繁縷。太子參以塊根入藥，是一種珍貴的中藥材，有補氣健脾、生津潤肺、養(yǎng)陰益血之功效[1]，為常用的藥食兩用植物和傳統(tǒng)的清補藥物，有重要的中醫(yī)臨床學價值，是民間常用強壯滋補品[2]。貴州省施秉縣自20世紀90年代引種太子參，目前種植面積超過0.67萬hm2，成為全國主要產(chǎn)地。由于種植年限長，太子參連作障礙問題非常突出，特別是連作導致的根腐病發(fā)病嚴重，太子參產(chǎn)量和品質(zhì)下降，給太子參生產(chǎn)造成重大損失。

植物抗病反應機理涉及植物體內(nèi)一系列復雜的生理生化變化。有研究表明，寄主植物和病原物之間抗病和親和性互作感病的反應中，過氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）、超氧化物歧化酶（SOD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）等植物體內(nèi)較重要的保護酶和防御酶與植物抗病性密切相關[3-5]。目前，有關太子參防御酶酶活性和根腐病抗性方面的研究相對較少。本試驗以連作0～4年的太子參為材料，分別在根腐病發(fā)生前采集長勢一致的葉片、收獲期采集塊根，測定太子參葉片和塊根防御酶的活性及塊根發(fā)病情況，為進一步揭示太子參抗根腐病的生理生化機制奠定基礎。

1材料與方法

1.1種植基地概況

試驗在貴州省施秉縣城關鎮(zhèn)新橋村中藥材種植基地進行，屬亞熱帶季風濕潤氣候區(qū)，年平均氣溫14.6 ℃，無霜期255～394 d，年降水量1 200 mm，日照時數(shù)1 195 h；地勢為緩坡；土壤為黃壤，偏酸性，肥力中等。選用連作0～4年的田塊，于2015年12月種植從福建省柘榮縣引進的柘參3號太子參，按照當?shù)胤N植習慣進行常規(guī)起壟栽培，廂面寬1 m，溝寬約15 cm，溝深約10 cm。

1.2供試樣品采集

供試樣品分2次進行采集，每次按5點采樣并混勻。第1次采集葉片，在2016年5月19日太子參塊根膨大期（A期）進行采集；第2次采集塊根，在2016年7月28日塊根收獲期（B期）進行采集，洗凈塊根，晾干備用。

1.3 太子參根腐病發(fā)病調(diào)查

收獲不同連作地的太子參塊根，洗凈晾干，分級調(diào)查根腐病的發(fā)病情況，計算根腐病的發(fā)病率、病情指數(shù)。以病斑占單個塊根面積的百分率進行病害分級，共分為5級。0級：無病斑；1級：感病面積占整個塊根面積的10%以內(nèi)；2級：感病面積占整個塊根面積的11%～30%；3級：感病面積占整個塊根面積的31%～50%；4級：感病面積占整個塊根面積的51%以上。

1.4太子參防御酶系的測定

防御酶的提取參照 Moerschbacher等的方法[6]略作改進：取0.5 g樣品，加入5 mL pH值為5.5～8.8、含1%聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的0.1 mol/L 磷酸緩沖液，冰浴，充分研磨，4 ℃保存；10 000 r/min離心20 min，上清液即為酶粗提取液，-20 ℃ 冰柜中保存。PPO、POD活性參照喬富廉的方法[7]測定，PPO活性以1 min D410 nm 變化0.01為1個酶活性單位，POD活性以1 min D470 nm變化0.01為1個酶活單位；CAT活性參照高勇等的方法[8]測定，以1 min內(nèi)D240 nm減少0.1的酶量為1個酶活性單位；SOD活性采用氮藍四唑（NBT）光還原法[8-9]測定，以抑制氮藍四唑光還原相對50%的酶量為1個酶活單位；PAL活性參考Qin等的方法[10-11]測定，以1 h D960 nm變化0.01為1個酶活單位。

2結(jié)果與分析

2.1不同連作地的太子參根腐病發(fā)病情況

在貴州省施秉縣，5月份為太子參塊根膨大期，6月初根腐病開始發(fā)生，7月初植株倒苗，7月中旬后逐漸進入采收期，此時根腐病危害達到高峰。由表1可知，隨連作年限的增加，太子參根腐病發(fā)病率和病情指數(shù)逐年加重；正茬種植地的太子參根腐病發(fā)病相對較輕，發(fā)病率和病情指數(shù)分別為200%、0.50；連作2年、連作4年的地塊太子參根腐病發(fā)病率和病情指數(shù)分別為36.67%和14.16、46.00%和17.33。endprint

2.2不同連作太子參葉片防御酶的活性變化

2.2.1過氧化氫酶（CAT）活性由圖1可知，同一種植地太子參根腐病發(fā)病前即塊根膨大期（A期）太子參葉片的CAT活性總體相對較高，采收期葉片CAT活性下降；塊根膨大期（A期），連作2年種植的太子參其葉片CAT酶活性相對最高，為60.627 U/（mg·min）；塊根收獲期（B期），連作0～2年內(nèi)，太子參葉片CAT活性逐年上升，酶活性分別為11.25、22.5、25.18 U/（mg·min），后出現(xiàn)下降。

2.2.2多酚氧化酶（PPO）活性由圖2可知，同一連作地，根腐病發(fā)病前（A期）太子參葉片的PPO活性高于塊根收獲期（B期），這說明葉片PPO活性在發(fā)病前相對高，受到根腐病菌侵染反而導致PPO活性下降；隨連作年限的增加，塊根膨大期、收獲期的太子參葉片PPO活性多呈下降趨勢，這表明連作年限短、根腐病發(fā)病輕的地塊，葉片PPO活性相對較高，而連作年限長、發(fā)病重的地塊PPO活性相對較低，PPO活性與發(fā)病程度密切相關。

2.2.3過氧化物酶（POD）活性由圖3可知，連作不同年份的同一種植地，根腐病發(fā)病前（A期）太子參葉片的POD活性高于塊根收獲期；隨連作年限的增加，根腐病發(fā)病前（A期）太子參葉片的POD活性呈逐年增加趨勢，而塊根收獲期（B期）的POD活性呈逐年下降趨勢，根腐病的發(fā)生與POD活性密切相關。

2.2.4苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性由圖4可知，連作不同年[CM（25]份的同一種植地，根腐病發(fā)生前（A期）太子參葉片的PAL活性高于發(fā)病后（B期），這說明太子參受到病原菌誘導，PAL活性降低；隨連作年限的增加，根腐病發(fā)病前（A期）太子參葉片的PAL活性有一定波動，連作2、4年各出現(xiàn)1個PAL活性峰值，分別為137 950、191 425 U/（g·h）；隨連作年限的增加，塊根收獲期（B期）時太子參葉片的PAL活性呈先降后增的趨勢。

2.2.5超氧化物歧化酶（SOD）活性由圖5可知，連作不同年份的同一種植地，根腐病發(fā)病前（A期）太子參葉片的SOD活性低于塊根收獲期（B期），即受到病原菌侵染，葉片SOD活性升高；隨連作年限的增加，根腐病發(fā)病前太子參葉片的SOD活性整體呈下降趨勢，連作1年的田塊葉片SOD活性相對最高，為122 U/（g·min）；隨連作年限增加，塊根收獲期太子參葉片的SOD活性整體也呈下降趨勢。

3結(jié)論與討論

植物體內(nèi)的超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）、多酚氧化酶（PPO）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）等防御酶都與抗病性有關，其中，SOD、POD、CAT共同組成一個防御體系，能有效清除植物體內(nèi)的自由基和過氧化物[12]。本研究表明，太子參未發(fā)病前，葉片的SOD活性相對較低，太子參感病時，病原菌激發(fā)了植株體內(nèi)SOD活性的提高，SOD響應程度與抗病性呈正相關，這與王戈等的研究結(jié)論[13]類似；根腐病發(fā)病前太子參葉片的PPO活性高于發(fā)病期，發(fā)病輕的田塊PPO活性相對較高，發(fā)病重的田塊PPO活性相對較低；根腐病發(fā)病前太子參葉片的POD、PAL、CAT活性高于發(fā)病后，太子參受到病原菌誘導，導致POD、PAL、CAT活性降低，這與王戈等的研究結(jié)論[13-14]基本一致。

PPO、POD、PAL、CAT和SOD在太子參抗病機制中起著重要作用，其活性可作為該病防治的生理生化指標之一，同時，可在太子參抗根腐病種質(zhì)資源篩選時重點關注。連作對太子參根腐病的發(fā)生影響很大，在生產(chǎn)實踐中應通過輪作換茬方式以減輕太子參根腐病的發(fā)生。另外，在塊根收獲期，太子參根腐病隨連作年限的增加而逐年加重，但各種酶活性并沒有隨種植年限的增加而出現(xiàn)規(guī)律性變化，其具體原因有待進一步研究。

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