全 文 ：植物生理学报 Plant Physiology Journal 2014, 50 (7): 909~916　　doi: 10.13592/j.cnki.ppj.2013.0468 909
收稿 2014-02-23　　修定 2014-05-22
资助 国家自然基金项目(31000891和31272001)、现代农业产
业技术体系建设专项(CARS-28)、山东省科技攻关计划
(2010GNC10918)和山东省“泰山学者”建设工程专项。
* 通讯作者(E-mail: baohuali_qdau@163.com; Tel: 0532-
88030480)。
腐烂病菌侵染对苹果愈伤组织防御酶活性及丙二醛含量的影响
王彩霞, 陈晓林, 李保华*
青岛农业大学农学与植物保护学院, 山东省植物病虫害综合防控重点实验室, 山东青岛266109
摘要: 以苹果树腐烂病菌LXS080601、感病苹果品种‘富士’和抗病砧木‘平邑甜茶’愈伤组织为材料, 测定腐烂病菌侵染后,
愈伤组织内过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、超氧化物歧化酶(SOD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性及丙二醛(MDA)
含量的动态变化。结果显示, 接种LXS080601后, ‘富士’愈伤组织的发病严重度和病情指数均明显大于‘平邑甜茶’; 感病品
种MDA含量上升速度快, 于接种后3 d增幅为28.02%, 且变幅较大, 为–0.32%~36.39%, 而抗病砧木MDA含量变化较小, 仅
为–2.17%~7.46%。同时, 腐烂病菌侵染提高了愈伤组织内4种防御酶活性, 接种后1~2 d, PPO和POD酶活性达到高峰, 接种
后3~4 d, PAL和SOD酶到达活性高峰; 除PPO外, ‘平邑甜茶’ PAL、SOD和POD酶活性变化均明显高于‘富士’, 且整个侵染
过程酶活性维持在较高水平, 而‘富士’体内3种酶活性快速下降至对照水平, 表明‘平邑甜茶’通过提高抗氧化酶活性减少体
内活性氧的积累, 降低膜脂过氧化产物MDA的形成, 增强了对腐烂病菌侵染的抗性。
关键词: 苹果树腐烂病菌; 愈伤组织; 防御酶; 丙二醛
Effects of Valsa mali var. mali Infection on Defense Enzymes Activity and MDA
Content in Apple Callus
WANG Cai-Xia, CHEN Xiao-Lin, LI Bao-Hua*
Key Lab of Integrated Crop Pest Management of Shandong, College of Agronomy and Plant Protection, Qingdao Agricultural
University, Qingdao, Shangdong 266109, China
Abstract: In this study, susceptible cultivar (‘Fuji’) and resistant rootstock (Malus hupehensis) were used to in-
vestigate the dynamic changes of defense enzymes activity and MDA content in the callus infected with V. mali
isolate LXS080601. After inoculation, apple callus disease index, MDA content and activities of defense en-
zymes including phenylalanine ammonia lyase (PAL), polyphenol oxidase (PPO), superoxide dismutase (SOD)
and peroxidase (POD) were determined. The results showed that, the disease severity and infection index of
‘Fuji’ callus were significantly higher than M. hupehensis infected with LXS080601. MDA content increased in
the callus inoculated with LXS080601. Specially, MDA content increased from –0.32% to 36.39% in ‘Fuji’ cal-
lus, the changes of which were more noticeable than those in the resistant rootstock from –2.17% to 7.46%. In
addition, four kinds of defense enzymes activities increased in callus after LXS080601 infection. PPO and POD
activities peaked at one to two days post inoculation while PAL and SOD activities reached highest at three to
four days post inoculation. Except for PPO, the activity changes of other three enzymes were significantly high-
er in M. hupehensis than in ‘Fuji’. After reaching the peaks, the activities of PAL, SOD and POD in ‘Fuji’ de-
creased dramatically whereas the enzymes activities in M. hupehensis declined very slowly and maintained
higher activities during the whole infection. The results suggested that M. hupehensis obtained resistance
against V. mali infection in part by reducing the accumulation of reactive oxygen species and the production of
MDA through enhanced antioxidant defense system.
Key words: Valsa mali var. mali; callus; defense enzymes; MDA
苹果树腐烂病(Valsa canker of apple)是一种主
要的枝干病害, 我国几乎所有苹果产区均有发生,
可造成树皮腐烂与溃疡, 甚至主干及整树死亡。
自1916年苹果树腐烂病在我国辽宁发现以来, 该
病在我国已有过4次大流行, 造成了严重的经济损
失(陈策2009)。苹果产业体系2008年调查发现, 全
植物生理学报910
国范围内腐烂病的病株率为52.7%, 2011年, 腐烂
病在山东烟台苹果产区再次大发生, 我国正面临
腐烂病第5次大流行的威胁(曹克强等2009; 王彩霞
等2012a; 李保华等2013)。目前, 对于苹果树腐烂
病的研究在病原学、发生规律及生防菌筛选等方
面已有较多报道(刘福昌等1979; Wang等2011; 王
彩霞等2012b), 但有关该病菌与寄主的互作机制尚
缺乏系统研究, 而寄主与病原菌互作是揭示病害
发生和寄主抗性机制的重要内容(梁军等2008)。
本研究以感病苹果品种‘富士’和抗病砧木‘平邑甜
茶’愈伤组织为材料, 测定苹果树腐烂病菌侵染对
两者防御酶活性和MDA含量的影响, 以明确腐烂
病发生与寄主抗性的互作关系, 为进一步揭示苹
果树腐烂病菌的致病机理及其与寄主的互作机制
提供有价值的参考。
材料与方法
1 供试植物材料和病原菌
‘富士’苹果(Malus domestica Borkh) 1年生健
康枝条采集自青岛农业大学试验田, 砧木‘平邑甜
茶’ (Malus hupehensis)休眠芽采自青岛市农业科学
院品种园。苹果树腐烂病菌(Valsa mali var. mali)
菌株LXS080601分离自山东省苹果主产区栖霞的
商品富士苹果园, 由本实验室成员分离鉴定并保
存, 致病力测定为强致病力菌株(陈晓林等2012)。
2 方法
2.1 离体植株和愈伤组织培养
分别以‘富士’茎段和‘平邑甜茶’休眠芽为外
殖体, 经自来水冲洗晾干后, 将枝条剪成带有1~2
个腋芽的茎段。在无菌条件下先用0.1%升汞消毒
30 s或用0.5%次氯酸钠消毒3~5 min, 无菌水反复
冲洗后用75%乙醇处理3 min, 最后用无菌水冲洗4
次, 将茎段和剥离外鳞片的休眠芽接种于腋芽和
不定芽诱导培养基上(MS+BA 2.0 mg·L-1+IBA 0.1
mg·L-1+VC 1.0 g·L-1+PVP 4.0 g·L-1, pH 5.8), 获得离
体植株后, 在继代培养基(MS+BA 1.0 mg·L-1+IBA
0.1 mg·L-1+VC 1.0 g·L-1+PVP 4.0 g·L-1, pH 5.8)上进
行扩繁和保存。
以离体植株的叶片为外殖体进行愈伤组织的
诱导, 剪取离体植株3~6节位叶片, 将其沿垂直中
脉方向横切, 叶片正面朝上接种到愈伤组织诱导
培养基上, 其配方为: MS基本培养基中附加TDZ
1.0 mg·L-1, IBA 0.2 mg·L-1, 2,4-D 0.8 mg·L-1, VC和
PVP的用量同离体植株培养基。在黑暗条件下进
行愈伤组织的诱导, 待伤口处产生淡黄色、质地紧
密的愈伤组织时转移至继代培养基(激素含量减半,
其余成分均与其诱导培养基相同), 每4周继代一次,
待愈伤组织长至1.2~1.5 cm时即可进行实验。
离体植株和愈伤组织的培养条件为 : 温度
(25±1) ℃, 湿度75%, 光照时间16 h, 光照强度为20
µmol·m-2·s-1。
2.2 腐烂病菌的接种与取样
采用菌丝块接种法, 选择生长势及大小均一
的愈伤组织, 无菌条件下置于2%水琼脂平板上(直
径90 mm), 每皿均匀摆放5块。腐烂病菌菌株
LXS080601在PDA平板上活化培养3 d后, 在菌落
边缘打取直径6 mm菌饼并接种于愈伤组织上, 25
℃恒温暗培养。以接种PDA培养基的愈伤组织作
为对照。
接种腐烂病菌后每间隔24 h定期取样, 方法参
考梁军等(2008)报道, 用直径8 mm的打孔器从愈伤
组织中央制备圆柱体, 在其上端切取愈伤组织, 每
0.5 g作为一个样品, 所有样品保存于–80 ℃冰箱中
备用。每次随机取3个愈伤组织块的混合样为一
个重复, 实验重复3次。
2.3 愈伤组织的发病情况
愈伤组织接种病原菌后, 定期观察记录腐烂
病菌菌丝生长情况及愈伤组织的症状变化, 参照
梁军等(2008)的分级标准, 结合本研究的实际情况,
将愈伤组织接种病原菌后的受害程度分为5级(表
1), 并用病情指数表示愈伤组织的发病严重度。
表1 愈伤组织受害程度分级标准
Table 1 The classification standards for disease state of
apple callus
分级 代表值 特征
I 0 愈伤组织上无菌丝生长, 保持原状
II 1 菌丝生长至愈伤组织面积的1/2以下, 轻微褐变
III 2 菌丝生长至愈伤组织面积的1/2~2/3, 局部水渍化
IV 3 整块愈伤组织都有菌丝生长, 较稀疏, 愈伤组织
变浅褐色
V 4 整块愈伤组织覆盖致密菌丝, 愈伤组织水渍化,
严重褐变

王彩霞等: 腐烂病菌侵染对苹果愈伤组织防御酶活性及丙二醛含量的影响 911
病情指数公式=100×Σ(各级发病愈伤组织数×
各级代表值)/(调查总愈伤组织数×最高级代表值)
2.4 丙二醛(MDA)含量的测定
MDA含量采用硫代巴比妥显色法进行测定,
参考葛秀春等(2000)的报道, 略作改进: 定期采集
的愈伤组织样品0.2 g, 加入10%三氯乙酸溶液(含
1% PVP, pH 7.0) 4 mL充分研磨 , 4 ℃条件下,
1 500×g离心10 min。取上清液2 mL加入等体积
0.6%硫代巴比妥(W/V), 沸水浴中15 min, 冷却并低
速离心, 测定OD532、OD600和OD450吸光值, 按相应
公式进行计算, 以μmol·g-1 (FW)表示。
2.5 防御酶活性测定
定期采集的愈伤组织样品, 用液氮研磨后按
1:10 (W/V)加入50 mmol·L-1磷酸缓冲液, 冰上静置
30 min后, 10 000×g, 4 ℃离心20 min, 上清液即为
测定防御酶活性的粗酶液。POD活性测定采用愈
创木酚法(Moerschbacher等1988), PAL活性测定方
法参照陈建中等(2004)报道, SOD和PPO活性测定
分别采用氮蓝四唑(NBT)光还原法和邻苯二酚法
(高伟等2012)。以接种后天数为横坐标, 各接种处
理与对照的酶活性值为纵坐标作图。
2.6 数据处理
用Excel 2007绘图, 采用SPSS统计软件进行统
计分析和Duncan’s氏多重差异分析, P<0.05为具有
显著性差异。
实验结果
1 腐烂病菌接种后愈伤组织的症状变化
‘富士’和‘平邑甜茶’愈伤组织接种PDA培养
基后, 均未出现任何受害症状, 愈伤组织始终保持
黄绿色的健康状态(图1-A和G)。接种腐烂病菌
LXS080601后2 d内, ‘富士’和‘平邑甜茶’愈伤组织
上均未观察到任何菌丝生长及褐变现象; 接种后3
d, 首先在‘富士’愈伤组织接种点附近观察到少量
菌丝生长, 并伴随轻微的褐变(图1-B), 随后菌丝迅
速扩展, 且褐变程度逐渐加重(图1-C~E), 接种后11
d时, 大部分愈伤组织被厚厚的菌丝覆盖, 并呈现
水渍化和腐烂状(图1-F)。LXS080601在‘平邑甜
茶’愈伤组织上的扩展相比在‘富士’愈伤组织上平
均滞后4 d (图1-H和I), 接种后7 d, 可见轻微的褐变
和水渍化症状, 但菌丝的生长仅局限于接种点附
近(图1-J), 随后水渍化逐渐加重, 但菌丝扩展和褐
图1 愈伤组织接种腐烂病菌LXS080601后的发病症状观察
Fig.1 Observation of the symptoms on callus inoculated by V. mali LXS080601
A~F: ‘富士’愈伤组织。A: 接种PDA对照; B: 接种腐烂病菌后3 d, 轻微褐变, 少量菌丝生长; C: 接种后5 d, 菌丝快速扩展; D: 接种后7 d, 褐变程
度和菌丝生长面积进一步增大; E: 接种后9 d, 覆盖一层稀薄菌丝; F: 接种后11 d, 严重褐变, 呈现腐烂状。G~L: ‘平邑甜茶’愈伤组织。G: 接种PDA
对照; H和I: 接种腐烂病菌后3 d和5 d, 无菌丝生长; J: 接种后7 d, 轻微褐变和水渍化; K: 接种后9 d, 少量菌丝生长, 局部水渍化; L: 接种后11 d, 愈伤
组织表面水渍化加重。
变速度较缓慢(图1-K和L)。
苹果愈伤组织接种腐烂病菌LXS080601后病
情指数的变化与其受害程度相吻合, 表现为随着
腐烂病菌的侵染和扩展, 病情指数呈现出不断上
升的趋势, ‘富士’愈伤组织病情指数上升幅度始终
高于‘平邑甜茶’ (表2)。接种LXS080601后5 d时,
‘富士’愈伤组织的病情指数已达43.8, 而‘平邑甜
茶’愈伤组织此时尚未见任何发病症状, 病情指数
植物生理学报912
为0; 从接种LXS080601后9 d开始, ‘平邑甜茶’愈伤
组织病情指数上升较缓慢, 接种腐烂病菌后15 d,
病情指数仅为64.4, 而‘富士’愈伤组织病情指数已
达到95.6。
2 腐烂病菌侵染对愈伤组织MDA含量的影响
‘富士’和‘平邑甜茶’愈伤组织接种PDA培养
基后不同时间, MDA含量没有明显变化, 但‘平邑
甜茶’中MDA含量显著高于富士; 接种苹果树腐烂
病菌LXS080601后不同时间, 两者MDA含量变化
存在明显差异 (表 3 )。 ‘富士 ’愈伤组织接种
LXS080601后1 d, MDA含量相比对照增加了
9.26%; 随接种时间延长, MDA含量增加率逐渐升
高 , 接种后3 d时 , MDA含量相比对照增加了
28.02%; 接种后4 d出现一个小的波动, 于接种后5
d, ‘富士’愈伤组织中MDA含量达到高峰为9.37
µmol·g-1 (FW), 增加率高达36.39%, 随后MDA含量
和增减率均显著降低, 接种后6 d时, MDA含量和
增加率分别仅为7.47 µmol·g-1 (FW)和11.33%。相
比‘富士’, ‘平邑甜茶’接种LXS080601后, MDA含
量和增加率虽有小幅波动, 但总体呈现上升趋势,
均于接种后6 d达到高峰为9.51 µmol·g-1 (FW)和
7.46%, MDA含量与‘富士’相当, 但增加率远小于
‘富士’。该研究结果表明苹果树腐烂病菌侵染对
抗病砧木‘平邑甜茶’愈伤组织细胞膜的损害影响
表2 腐烂病菌侵染后苹果愈伤组织的病情指数
Table 2 The infection index of apple callus after inoculation with V. mali LXS080601
苹果品种
接种腐烂病菌后时间/d
1 3 5 7 9 11 13 15
‘富士’ 0 15.0 43.8 60.8 73.1 86.9 90.1 95.6
‘平邑甜茶’ 0 0 0 18.7 36.2 49.9 58.1 64.4

表3 苹果树腐烂病菌接种后愈伤组织内MDA含量的变化
Table 3 The changes of MDA content in apple callus after inoculation with V. mali LXS080601
接种后 ‘富士’ ‘平邑甜茶’
时间/d 接种组/µmol·g-1 (FW) 对照组/µmol·g-1 (FW) 增加率/% 接种组/µmol·g-1 (FW) 对照组/µmol·g-1 (FW) 增加率/%
0 6.28±0.34de 6.30±0.26 –0.32 8.78±1.04b 8.74±0.28 0.46
1 7.08±0.54d 6.48±0.24 9.26 8.62±0.53b 8.57±0.49 0.58
2 7.16±0.51d 6.21±0.33 15.30 9.01±0.35ab 9.21±0.60 –2.17
3 8.36±0.22b 6.53±0.73 28.02 8.83±0.33b 8.64±0.27 2.20
4 7.87±0.07c 6.39±0.16 23.16 8.79±0.17b 8.82±0.16 –0.34
5 9.37±0.66a 6.87±0.66 36.39 9.07±0.40ab 8.81±0.48 2.95
6 7.47±0.32cd 6.71±0.74 11.33 9.51±0.12a 8.85±0.29 7.46
　　同列不同字母在0.05水平存在显著差异。
较小, 而对感病品种‘富士’的影响较大。
3 腐烂病菌侵染对愈伤组织防御酶活性时序变化
的影响
3.1 PAL酶活性
‘富士’和‘平邑甜茶’愈伤组织接种PDA培养
基后的对照样品, PAL酶活性变化不明显, 且两者
酶活性水平没有显著差异(P>0.05); 接种腐烂病菌
LXS080601后, 两者PAL酶活性均呈现先升高后降
低的趋势, 但‘平邑甜茶’酶活性峰值显著高于‘富
士’ (图2)。‘富士’愈伤组织接种LXS080601后1 d,
PAL酶活性[41.75 U·g-1 (FW)·min-1]相比对照已显
著升高, 于接种后3 d达到酶活性高峰是对照酶活
性的1.96倍, 随后酶活性快速下降, 接种后4 d开始
酶活性与对照已无显著差异; ‘平邑甜茶’愈伤组织
接种LXS080601后1 d, PAL酶活性[26.25 U·g-1
(FW)·min-1]与对照相当, 但随后其PAL酶活性迅速
升高, 于接种后3 d达到活性高峰是对照酶活性的
3.09倍, 随后酶活性缓慢下降, 接种后6 d仍为对照
酶活性1.46倍。可见, 腐烂病菌侵染提高了愈伤组
织内PAL酶活性, 且抗病砧木‘平邑甜茶’酶活性峰
王彩霞等: 腐烂病菌侵染对苹果愈伤组织防御酶活性及丙二醛含量的影响 913
值和持续时间显著大于感病品种‘富士’, 表明该酶
活性与寄主抗病性呈正相关。
3.2 PPO酶活性
由图3可见, ‘富士’和‘平邑甜茶’愈伤组织接种
LXS080601后, PPO酶活性变化相比对照有明显差
异, 在病原菌侵染早期PPO酶活性上升且显著高于
对照(P<0.05)。‘富士’愈伤组织接种LXS080601后,
PPO酶活性于接种后2 d达到活性高峰, 是对照酶
活性的2.80倍, 随后酶活性水平急剧下降, 接种后5
d的酶活性甚至显著低于对照, 接种后6 d酶活性水
平略有上升但与对照相比无显著差异。‘平邑甜
茶’愈伤组织接种LXS080601后1 d, 酶活性水平最
高是对照的2.03倍, 于接种后3 d时酶活性已下降至
与对照水平相当, 接种后4 d开始酶活性均显著低
于对照。说明腐烂病菌侵染可在短时间内提高‘富
士’和‘平邑甜茶’愈伤组织内PPO酶活性水平, 但随
着侵染时间的延长, 显著降低了愈伤组织内的PPO
酶活性, 且对‘平邑甜茶’酶活性的抑制作用更显
著。
3.3 SOD酶活性
由图4结果可见, ‘富士’和‘平邑甜茶’愈伤组织
接种PDA培养基后, SOD酶活性均出现小幅波动,
但除接种后3 d外, 其余取样时间前者酶活性均显
著大于后者; 接种LXS080601后, 愈伤组织内SOD
酶活性呈现先升高后降低的趋势, 均于接种后4 d
达到酶活性高峰, 分别是对照酶活性的2.13和2.17
倍。随接种LXS080601时间的延长, ‘富士’愈伤组
织SOD酶活性急剧下降, 接种后6 d的酶活性与对
照水平无显著差异; 但接种病原菌的‘平邑甜茶’愈
伤组织, 其SOD酶活性达到峰值后保持平稳, 接种
后6 d仍为对照酶活性的2.34倍。结果表明, 腐烂病
菌侵染能够诱导愈伤组织内SOD酶活性提高, 且
‘富士’和‘平邑甜茶’酶活性增加值相当, 但随侵染
时间的延长, 后者酶活性始终维持在较高水平。
图2 腐烂病菌侵染对苹果愈伤组织PAL酶活性的影响
Fig.2 Effects of V. mali LXS080601 infection on the PAL
activity in apple callus
图3 腐烂病菌侵染对苹果愈伤组织PPO酶活性的影响
Fig.3 Effects of V. mali LXS080601 infection on the PPO
activity in apple callus
图4 腐烂病菌侵染对苹果愈伤组织SOD酶活性的影响
Fig.4 Effects of V. mali LXS080601 infection on the SOD
activity in apple callus
3.4 POD酶活性
POD酶活性测定结果显示(图5), ‘富士’和‘平
邑甜茶’愈伤组织接种PDA后, 酶活性变化不明显,
但两者酶活性水平差异显著, 后者酶活性是前者
的1.62~2.20倍。‘富士’愈伤组织接种LXS080601
后, POD酶活性呈现先升高后降低的单峰曲线, 于
接种后2 d酶活性达到高峰, 为对照酶活性的3.30
植物生理学报914
倍, 随后酶活性水平快速下降, 接种后4 d开始酶活
性与对照相当 ; ‘平邑甜茶 ’愈伤组织接种
LXS080601后, 酶活性变化趋势与前者有明显差
别, 接种后1 d酶活性水平与对照相差最大, 是对照
酶活性的4倍, 接种后2~3 d酶活性急剧下降, 随后
保持平稳, 但酶活性水平始终显著高于对照。可
见, 腐烂病菌侵染早期愈伤组织内POD酶活性已
达到活性高峰, 但‘平邑甜茶’酶活性显著高于富士,
且一直维持在较高水平, 表明该酶活性与愈伤组
织抗病水平呈正相关。
讨　　论
诸多研究表明, 丙二醛(MDA)作为脂膜过氧
化作用的终产物, 其含量与细胞膜受损害程度密
切相关, MDA的大量积累可影响电解质外渗, 严重
时甚至可导致细胞死亡(Kuk等2003; Limón-Pache-
co和Gonsebatt 2009; 惠竹梅等2013)。陈艺辉等
(2011)报道拟茎点霉侵染能引起龙眼果实MDA含
量的增加, 王建明等(2001)研究发现西瓜幼苗受到
枯萎病菌侵染后, MDA含量明显增加, 且抗病品种
增减率低于感病品种。本研究结果显示, 感病品
种‘富士’和抗病砧木‘平邑甜茶’愈伤组织接种苹果
树腐烂病菌后, MDA含量变化存在较大差异, ‘富
士’ MDA含量增减率为–0.32%~36.39%, 而‘平邑甜
茶’变化幅度明显小于前者仅为–2.17%~7.46%; 结
合愈伤组织接种病原菌后的症状表现(图1和表2),
‘富士’接种后5 d时愈伤组织已明显褐变且1/2面积
已布满菌丝, 而‘平邑甜茶’此时尚未表现发病症状
其病情指数为0, 表明‘平邑甜茶’具有较强的抗脂
膜过氧化能力, 从而保护了细胞膜结构的完整性,
提高了其抗腐烂病的能力。
PAL是植物莽草酸途径的关键酶和限速酶, 在
木质素、酚类和植保素等抗菌物质的合成中起重
要作用(Cao等2013)。台莲梅等(2010)研究发现, 早
疫病菌侵染马铃薯后, 抗病品种PAL酶活性增幅大
于感病品种。本研究中, 腐烂病菌侵染‘富士’和
‘平邑甜茶’愈伤组织后, PAL酶活性均表现出先升
高后降低的单峰趋势, 但感病品种酶活性下降速
度较快, 而抗病砧木酶活性下降较缓慢, 且抗病砧
木酶活性变化值显著大于感病品种。PPO是酚类
物质氧化的主要酶, 能够将植物体内的酶类物质
氧化成醌。本试验结果表明, 苹果树腐烂病菌侵
染早期(接种后1~2 d), PPO酶达到活性高峰, 其中
‘富士’酶活性增幅显著大于‘平邑甜茶’, 随后酶活
性急剧下降到对照水平以下, 表明腐烂病菌的侵
染抑制了愈伤组织内PPO酶活性, 且对‘平邑甜茶’
的抑制作用更强。该结果与台莲梅等(2010)的报
道不一致, 但李广旭等(2006)研究发现, 轮纹病菌
侵染苹果枝条后, 抗病品种体内PPO酶活性显著小
于感病品种, 而其他防御酶活性均显著高于感病
品种, 因此推测在其他防御酶发挥作用时, 感病品
种仍需增强体内酚类物质的氧化作用以抑制病原
菌的生长, 而抗病品种在其他防御酶作用下已可
有效抵抗轮纹病菌的侵染, 其PPO酶活性增幅较小
正是品种抗病的有力佐证。本研究中腐烂病菌侵
染前期‘平邑甜茶’体内PPO酶活性增幅显著小于
‘富士’, 及侵染后期病原菌对‘平邑甜茶’酶活性的
抑制作用更强, 其原因与李广旭等(2006)的推测是
否一致尚需进一步证实。
植物与病原菌互作过程中, 体内活性氧迅速
积累从而抑制病原菌侵染和扩展, 与植物的防御
反应及其抗病性密切相关, 是植物与病原菌应答
的最早期防卫反应之一(Desikan等2001; 房保海等
2004; 郑文宇等2013)。正常情况下, 植物体内活性
氧的产生和清除处在动态平衡中, 当植物受到病
原菌侵染时, 可导致活性氧代谢失调和过量积累,
造成细胞膜结构的破坏和功能丧失。SOD和POD
是植物体内活性氧清除系统的主要保护酶, 其协
同作用可抵抗活性氧对植物细胞造成的伤害(Me-
图5 腐烂病菌侵染对苹果愈伤组织POD酶活性的影响
Fig.5 Effects of V. mali LXS080601 infection on the POD
activity in apple callus
王彩霞等: 腐烂病菌侵染对苹果愈伤组织防御酶活性及丙二醛含量的影响 915
hdy 1994; 陈艺晖等2011)。李广旭等(2006)报道,
苹果轮纹病菌侵染后, SOD和POD酶活性先升高后
降低 , 且抗病品种酶活性变化明显高于感病品
种。本研究发现, 苹果树腐烂病菌侵染后, ‘富士’
愈伤组织中SOD和POD酶活性均表现出先升高后
降低的趋势, 其中POD酶在侵染早期(接种后2 d)达
到活性峰值, SOD在侵染中期(接种后4 d)达到酶活
性高峰, 随后酶活性水平急剧降低到对照水平, 表
明随病原菌侵染时间的延长, 即在腐烂病菌侵染
的中后期, 愈伤组织的抗氧化功能随着病害程度
的加重而逐渐下降, 活性氧清除能力的下降直接
导致活性氧的大量积累, 进而加速了膜脂过氧化
作用并破坏细胞膜结构, 降低了‘富士’愈伤组织抵
抗腐烂病菌侵染的能力, 其病情指数从接种后3 d
的15.0上升到接种后5 d的43.8, 这与祝美云等
(2008)和Yi等(2010)的研究结果一致。抗病砧木
‘平邑甜茶’愈伤组织接种腐烂病菌后, SOD和POD
酶活性总体变化趋势与‘富士’类似, 但也存在明显
差别, POD酶在接种后1 d达到活性高峰是对照的4
倍, 尽管随后酶活性短期内快速降低, 但酶活性水
平始终显著高于对照; SOD酶活性达到峰值后虽
略有下降, 但与对照的差值并未降低。由此可见,
在腐烂病菌侵染早期(接种后1~2 d), PPO酶达到活
性高峰, 此时‘平邑甜茶’体内存在极强抗氧化能力,
可能是病原菌刺激愈伤组织活性氧爆发的应激反
应; 随后SOD酶活性逐渐升高并到达峰值(接种后4
d), 且在测定时间内始终维持在较高水平。因此,
‘平邑甜茶’体内抗氧化功能和活性氧清除能力并
未显著降低, 维持了‘平邑甜茶’抵抗腐烂病菌侵染
的能力。
综上所述, 腐烂病菌侵染对感病苹果品种‘富
士’和抗病砧木‘平邑甜茶’愈伤组织防御酶活性和
MDA含量有显著影响, 且品种抗性表现与酶活性
和MDA含量的变化密切相关, 但寄主抗腐烂病的
机制是否与其他因素有关, 各因素之间如何协同
作用等有待深入研究。
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