梨缺鐵黃化葉片生理生化分析及其嫁接反應研究

摘 要：本試驗以鴨梨為試材，通過揭示鴨梨正常葉片和黃化葉片在活性鐵、全鐵、葉綠素、檸檬酸等物質的含量、Fe3+還原酶活性以及FRO2和CS2基因相對表達量的差異，并采用嫁接鴨梨黃葉病枝條到杜梨砧木的方法觀察鴨梨葉片黃化發生情況，旨在為制訂有效的防治措施提供依據。結果表明：與正常葉片相比，黃化葉片的活性鐵含量明顯降低，全鐵含量無明顯差異，葉綠素含量明顯降低，Fe3+還原酶活性、檸檬酸含量升高，FRO2、CS2基因相對表達量均顯著上調，B、P元素含量均上升，Mn、Ca、K元素含量均下降；與嫁接正常枝條鴨梨苗相比，嫁接黃化枝條鴨梨苗葉色恢復正常，葉片活性鐵、葉綠素、檸檬酸含量和Fe3+還原酶活性無明顯變化，除Mn、Cu元素含量外，其它營養元素無明顯變化。

關鍵詞：梨；缺鐵黃化；嫁接；防治

中圖分類號：S436.612.1+1 文獻標識碼：B DOI編碼：10.19440/j.cnki.1006-9402.2024.03.004

我國是世界上梨種植栽培面積最大，產量最多的國家[1]，而鴨梨是河北省梨的主要栽培品種，常用于出口[2]。由缺鐵引起的黃葉病是梨產區存在的重要生理病害之一，在生產上發生比較普遍[3]。黃葉病對梨樹的生長發育和梨的果實品質均會產生嚴重的影響[4]。

為了能系統地認識梨黃葉病的發生機理及防治方法，加強梨缺鐵黃葉病的研究顯得尤為重要。本試驗以鴨梨為試材，對鴨梨正常葉片和黃化葉片中的活性鐵、全鐵及其他營養元素、葉綠素、檸檬酸等物質含量，Fe3+還原酶以及FRO2、CS2基因相對表達量的差異進行分析，采用嫁接鴨梨黃葉病枝條的方法觀察其葉片黃化的發生情況，旨在為制訂有效的防治措施提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 田間試驗：供試材料為六年生黃葉病鴨梨；嫁接試驗：供試材料為嫁接鴨梨正常枝條和黃化枝條的嫁接苗。

1.2 試驗設計 田間試驗：選取具有黃化葉片和正常葉片的黃葉病鴨梨，5株為一小區，重復3次。每間隔30 d，從每株鴨梨新梢上部隨機采取各10片正常葉片和黃化葉片帶回實驗室留存備用；嫁接試驗：分別將鴨梨正常枝條和黃化枝條嫁接到杜梨砧木上，常規管理，觀察葉片黃化發生情況。

1.3 測定指標和方法 黃化指數調查：參照徐連生[5]的分級標準進行分級計算；葉綠素含量測定：參照蘇律[6]的方法；葉片Fe3+還原酶活性測定：參照葉凌霄[7]的方法；檸檬酸含量測定：參照徐玉濤[8]的方法；活性鐵含量測定：參照Takkar[9] 的方法；全鐵及其它元素含量測定：參照司躍騰[7]的方法；實時熒光定量PCR：根據TIANGEN的RNAprep Pure Plant Kit使用說明書提取RNA，根據TIANGEN的FastQuant RT Kit（with gDNA）的說明進行反轉錄，以持家基因 -actin作為內參基因，檢測轉錄水平上鐵吸收轉錄相關基因相對表達水平，根據已獲得的鐵吸收代謝基因序列，按照實時熒光定量PCR引物設計原則，設計基因的實時熒光定量PCR引物，實施熒光定量PCR在Mastercycler ep realplex4實施熒光定量PCR儀（Eppendorf，Germany）上進行，熒光染料使用TRAN公司的TransStart Top Green qPCR SuperMix，計算方法為 Ct法，熒光定量引物序列見表1。

2 結果與分析

2.1 黃化葉片與正常葉片的對比分析

2.1.1 活性鐵和全鐵含量 由表2可以看出，5-9月，鴨梨正常葉片中活性鐵含量均高于黃化葉片，說明葉片活性鐵含量可能是影響葉片黃化的一個重要因素。此外，黃化葉片和正常葉片的全鐵含量均明顯高于活性鐵含量，全鐵含量無明顯差異。

2.1.2 葉綠素含量 如表3所示，5-9月，正常葉片葉綠素含量分別是黃化葉片的2.27、1.67、1.84、1.71、1.60倍，在每個時期黃化葉片的葉綠素含量均明顯低于正常葉片，與葉片黃化癥狀相符。

2.1.3 Fe3+還原酶活性 如圖1所示，5月和8月，黃化葉片的Fe3+還原酶活性明顯高于正常葉片，分別是正常葉片的1.37、2.00倍。而6月、7月、9月，黃化葉片的Fe3+還原酶活性低于正常葉片。

2.1.4 檸檬酸含量 如表4所示，5-8月，黃化葉片的檸檬酸含量高于正常葉片，黃化葉片的檸檬酸含量分別是正常葉片的1.03、1.42、1.21、1.13倍。

2.1.5 其他營養元素含量 如圖2所示，微量元素方面，整個生長期正常葉片Mn含量明顯高于黃化葉片，生長前期正常葉片Cu含量低于黃化葉片，生長后期差異不明顯；整個生長期正常葉片B含量明顯低于黃化葉片；生長前期正常葉片Zn含量低于黃化葉片，生長后期正常葉片Zn含量明顯高于黃化葉片。中量元素方面，整個生長期正常葉片Ca含量明顯高于黃化葉片；除了8月，Mg含量無明顯差異。大量元素方面，整個生長期正常葉片K含量明顯高于黃化葉片，P元素含量低于黃化葉片。

2.1.5 FRO2和CS2基因相對表達量 由圖3-A可知，與正常葉片相比，黃化葉片FRO2基因相對表達量在每個時期均明顯上調，分別是正常葉片的3.89、1.93、1.72、2.40、2.33倍；由圖3-B所示，正常葉片和黃化葉片CS2基因相對表達量的變化趨勢相似，均是先降低再升高，黃化葉片的CS2基因相對表達量一直明顯高于正常葉片。

2.2 枝條嫁接對葉片黃化發生情況的影響

2.2.1 葉片黃化情況 如圖4所示，在前3周，嫁接黃化枝條鴨梨苗的黃化指數略低于嫁接正常枝條鴨梨苗，自3周開始，嫁接黃化枝條鴨梨苗的黃化指數略微上升，在整個處理期間，嫁接黃化枝條鴨梨苗與嫁接正常枝條鴨梨苗黃化指數無明顯差異。

2.2.2 活性鐵和全鐵含量 如表5所示，嫁接正常枝條和黃化枝條鴨梨苗葉片活性鐵含量差0.51 mg/kg，活性鐵含量差異不明顯；與嫁接正常枝條的鴨梨苗葉片相比，嫁接黃化枝條的鴨梨苗葉片全鐵含量明顯下降，下降幅度為40.87%。

2.2.3 葉綠素含量 如圖5所示，在第0至第5周，嫁接正常枝條和黃化枝條鴨梨苗葉片葉綠素含量分別相差0.21、0.12、0.04、0.29、0.36、0.50 mg/dm2，差值較小，葉綠素含量無明顯差異。

2.2.4 Fe3+還原酶活性和檸檬酸含量 嫁接正常枝條和黃化枝條的鴨梨葉片Fe3+還原酶活性分別為0.36和0.32 mol/g/h，兩處理間差值較小，無明顯差異；檸檬酸含量分別為609.10和651.00 g/g€稦W，與嫁接正常枝條的鴨梨苗葉片相比，嫁接黃化枝條的鴨梨苗葉片檸檬酸含量上升，上升幅度幅度較小，約為6.87%。

2.2.5 營養元素含量 如表6所示，與嫁接正常枝條鴨梨苗葉片相比，在微量元素方面，嫁接黃化枝條鴨梨苗葉片的Mn、Cu元素含量明顯上升，上升幅度分別為21.73%和29.74%，B、Zn元素含量上升，上升幅度分別為4.50%和8.26%，上升幅度較小；中量元素方面，兩處理Ca、Mg元素含量之間的差值分別為0.33、0.07 g/kg，差異較小；在大量元素方面，K、N元素含量下降，下降幅度分別為7.16%、12.73%，P元素含量上升，上升幅度為17.24%。

3 結論與討論

通過對鴨梨正常葉片和黃化葉片對比分析和嫁接反應試驗的研究，結果表明：1）鴨梨黃化葉片中活性鐵含量明顯低于正常葉片，說明葉片活性鐵含量可能是影響葉片黃化的一個重要因素；2）陳棟等研究表明，礦質元素能影響植物對鐵的吸收，但各元素的作用不同[10]。本試驗中，在整個生長期，正常葉片的Mn、Ca、K元素含量都高于黃化葉片，B、P元素含量低于黃化葉片，說明鴨梨缺鐵黃化可能與Mn、Ca、K元素含量過低和B、P元素含量過高有關系；3）黃化葉片的Fe3+還原酶活性明顯高于正常葉片，且FRO2基因相對表達量高于正常葉片，黃化葉片檸檬酸含量明顯高于正常葉片，且CS2的基因表達量高于正常葉片，說明葉片黃化程度增加，FRO2基因表達量增加引起Fe3+還原酶活性的增加，CS2基因表達量的增加引起檸檬酸含量的增加，葉片吸收鐵和轉運鐵的能力增強；4）采取將鴨梨黃化枝條嫁接到杜梨砧木上的手段能使鴨梨黃化枝條復綠。

綜上所述，鴨梨黃化葉片和正常葉片內的活性鐵及其它營養元素含量、Fe3+還原酶活性、檸檬酸含量以及鐵吸收和轉運相關基因的相對表達量有明顯的差異，這些生理生化指標的變化可以為制訂缺鐵黃葉病有效防治措施提供一定的依據。

參考文獻

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