甘蔗花葉病對甘蔗葉片葉綠素含量的影響

劉家勇，趙培方，趙 俊，崔 潔，陳學寬，夏紅明，楊 昆，吳才文

（云南省農業科學院甘蔗研究所/云南省甘蔗遺傳改良重點實驗室，開遠 661600）

甘蔗花葉病又名甘蔗嵌紋病，是各產蔗國普遍發生的一類病毒病，此病在許多國家被列為重要病害[1]。近年來，已明確引起甘蔗花葉病的病原至少有3種：甘蔗花葉病毒（ScMV）、高粱花葉病毒（SrMV）和甘蔗線條花葉病毒。其中甘蔗花葉病毒和高粱花葉病毒在我國蔗區普遍分布[1]。本文所述品種感染的是甘蔗花葉病毒。在高等植物中進行光合作用的主要器官是葉片，葉綠體是進行光合作用的基本細胞器[2]。光合作用是產量形成的基礎，高等植物用于光合作用光能吸收和傳遞的主要色素是葉綠素，大多數葉綠素a和全部葉綠素b都參與光能的吸收和傳遞。甘蔗感花葉病后，其癥狀主要表現在葉片上，主要是葉綠素受到破壞或不正常發展而使葉部產生許多與葉脈平行的縱短條紋[3]。甘蔗感病后一般減產10%～40%，同時如出汁率、還原糖、蔗糖分等一些工藝性狀也受到不同程度的影響[3]。病害感染葉片后對葉綠素含量的影響其它作物上報道頗多，結果均造成葉片葉綠素含量的下降[5-8]，有關甘蔗的報道卻鮮見。本文主要以健康葉片為對照研究分析感病葉片葉綠素含量的下降情況及其葉綠素a、b下降幅度的差異。

1 材料與方法

甘蔗大生長期（8月份），以云蔗02-588、云蔗99-601及RB76-5418為材料，分別隨機取健康葉片和感病葉片各30株（+1葉且所取植株株齡相近）進行分析。葉片采回后在105℃溫度下15min殺青，之后在60℃下完全烘干。取葉片中部30cm去葉脈剪碎，混勻后稱取0.5g置于錐形瓶中，加96%乙醇20mL進行葉綠素提取。待樣品葉綠素完全提取（葉片完全變白）后，將提取液定容于50mL容量瓶中。在核酸蛋白分析儀上測定樣品在波長663nm和645nm的光密度OD值，通過相應公式計算葉綠素a、b及葉綠素總含量等。葉綠素含量計算參照《植物生理學實驗指導》[4]一書。數據處理及分析使用Excel2003、SPSS13.0[9]及Origin7.0等軟件完成。

2 結果與分析

2.1 葉綠素a含量

從表1可知，云蔗02-588、云蔗99-601、RB76-5418三個品種健康葉片葉綠a含量平均分別為6.5018mg/g、3.3879mg/g 和 3.6718mg/g，感病葉片平均分別為 4.7625mg/g、2.7651mg/g 和 3.3304mg/g，較健康葉片分別減26.8%、18.4%和9.3%。t檢驗表明，3個品種健康葉片平均葉綠素a含量極顯著地高于感病葉片。說明甘蔗感病后葉綠素a含量下降明顯。

對3個品種健康與感病葉片葉綠素a含量進行排序后作圖（圖1），從圖上可直觀看出，健康與感病葉片葉綠素a含量差異明顯。

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2.2 葉綠素b含量

從表1可看出，3個品種葉綠素b含量平均值健康葉片均高于感病葉片，分別較健康葉片下降26.0%（云蔗 02-588）、37.7%（云蔗 99-601）和 25.8%（RB76-5418）。統計檢驗（t檢驗），健康葉片平均葉綠素 b含量均極顯著地高于感病葉片。表明甘蔗感花葉病后，葉綠素b含量明顯下降。

同樣地，對3個品種健康與感病葉片葉綠素b含量進行排序后作圖（圖2），兩種葉片葉綠素b含量差異明顯。

2.3 總葉綠素含量

葉綠素總含量為葉綠素a和葉綠素b之和。從表1可看出，葉綠素總含量感病葉片較健康葉片低，分別較健康葉片下降 26.6%（云蔗 02-588）、24.3%（云蔗 99-601）、15.2%（RB76-5418）。t檢驗結果表明，健康葉片葉綠素總含量極顯著地高于感病葉片。表明甘蔗感病后，葉綠素總含量呈明顯下降趨勢。

各品種葉綠素總含量排序后作圖（圖3），從圖中可看出3個品種葉綠素總含量曲線，感病葉片均處于健康葉片下方，葉綠素含量明顯低于健康葉片。

從以上分析結果可知，葉片感病后葉綠素a、b及總含量，均呈明顯的下降趨勢。甘蔗感病后云蔗02-588葉綠素a、b含量下降幅度大致相同，均在26%左右，而云蔗99-601和RB76-5418感病后，葉綠素a、b含量下降幅度有較大差異。葉綠素b的下降幅度遠大于葉綠素a，其中以云蔗99-601下降幅度最大。云蔗99-601葉綠素a、b含量分別下降18.4%和37.7%；RB76-5418葉綠素a、b含量分別下降9.3%和25.8%。葉綠素a/b比值也說明了這個問題。以上結果表明感病后，葉綠素a、b含量均在下降，但下降趨勢沒有統一規律，下降幅度可能與感病情況和具體品種有關。

3 討論

3.1 葉綠素分析過程中，所取樣品葉綠素一定要被乙醇提取完全，即稱取的葉片要完全變白，否則將影響最終結果的準確性。

3.2 表1中標有“◆”的葉片，田間取樣時目測其感病面積可能超過60%以上（并進行了標記），感病嚴重。從分析的結果來看，其葉綠素含量也是最低的。

3.3 感病后，與健康葉片相比葉綠素含量均出現明顯下降，這與感病后產量下降的結果相一致[3]。感病后不同品種間的減產幅度不同，除與感病程度嚴重與否有關外，葉綠素a、b含量下降的幅度的不同可能是造成這一差異的原因之一，因為大多數葉綠素a和全部的葉綠素b都參與光能的吸收和傳遞[2]。

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