東魁楊梅肉蔥病果實礦質元素和內源激素的變化分析

包日在， 俞浙萍， 張淑文， 戚行江， 孫鸝， 任海英*

(1.浙江省農業科學院 園藝研究所，浙江 杭州 310021； 2.泰順縣農業農村局特產站，浙江 泰順 325500)

楊梅[Myricarubra(Lour.)s. et Zucc]為原產于中國的亞熱帶果樹，是我國南方特色水果，浙江為全國最集中的產區。楊梅肉蔥病，俗稱楊梅火、楊梅虎、肉柱分離癥、肉柱壞死癥。浙江楊梅的株發病率達20%以上，多的達40%～50%，是楊梅果實上發生率較高的一種生理病害[1]。該病已成為楊梅主要病害，尤其是現在主栽品種東魁楊梅發病嚴重，對產量和外觀品質影響較大。但是到目前為止仍沒有有效的防控方法。明確肉蔥病的發病機理是開發有效防控方法的基礎。

楊梅屬于核果類水果，果肉由外果皮發育而成，楊梅肉蔥病也是一種裂果現象，主要是由果皮的生理失調導致[2]，大部分核果類水果都存在裂果現象，目前在荔枝[2-4]、桃[5-6]、李[7]、杏[8]、甜櫻桃[9-11]、棗[12-13]、石榴[14-16]等都有研究報道。遺傳因素、水分、植物激素、礦質營養、果皮力學性能及果皮強度、氣候因子、農藝措施等多種因素都與裂果密切相關[17-18]。前人對楊梅肉蔥病的發病特點、規律和相關防治方法作了部分研究[19-21]，幼果期噴施赤霉素[19,21]可以減輕發病，而多效唑[19-20]則加重發病，噴施B、Ga、K、Mg、Zn、Mo[20-21]能減輕發病，然而對該病的發生原因和機理尚未見研究報道。本試驗通過跟蹤檢測對比肉蔥病果和正常果的礦質元素和內源激素的變化情況，分析其對發病的影響，為進一步探尋綜合防治的有效方法提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

以浙江省泰順縣泗溪鎮西溪村12年生東魁楊梅樹作為試材。果園環境條件為典型的緩坡山地，海拔460 m左右，土壤為酸性黃壤，采用常規管理。選擇長勢一致的楊梅各3株，每株為1次重復。分別于2019年5月19日(發病初期)、5月29日(發病盛期)和6月5日(發病末期)采集楊梅果實，從樹冠外圍東、西、南、北4個方向隨機采樣，每個方位各采集肉蔥病果和健康果50顆，其中各處理一半用自來水沖洗干凈，去離子水復洗3次，在烘箱中經105 ℃殺青15～20 min，帶回實驗室70 ℃烘干，用于測定營養元素含量[22]，另一半迅速放入-18 ℃冰凍后帶回實驗室用于測定內源激素。

1.2 檢測方法

樣品中N含量采用改良式凱氏定氮法測定，P、K、Ca、Mg、Fe、Zn、B含量采用電感耦合等離子體發射光譜法測定[23]。根據營養元素的測定結果，選擇發病初期和發病盛期樣品進行激素水平的測定。生長素(IAA)、赤霉素(GA)、脫落酸(ABA)、玉米素核苷(ZR)的含量采用酶聯免疫吸附測定法(ELISA)測定[24]，5次重復，剔除異常。

1.3 數據分析

試驗數據使用Excel 2010和SPSS 17.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 礦質元素

從果實礦質元素含量分析結果看(表1)，發病初期肉蔥病果中Mg和B含量分別比CK高26.066 7 mg·kg-1和0.730 0 mg·kg-1，差異顯著；Ca比CK高26.433 4 mg·kg-1，N、P分別比CK高0.166 g·kg-1、0.007 g·kg-1，K、Fe、Zn分別比CK低0.043 4 g·kg-1、1.200 0 mg·kg-1、0.366 7 mg·kg-1，與CK相比較沒有顯著性差異。在發病盛期，病果中N、P、K、Ca、Zn、Mg的含量均顯著高于CK，Fe、B的含量也高于CK，處于一種富營養狀態。發病末期病果中N、Ca、Mg的含量顯著高于CK，P、K、Fe、Zn的含量高于CK但差異不顯著，B含量顯著低于CK。整個發病過程中病果Mg的含量均顯著高于CK，發病盛期和末期Ca顯著高于CK。

表1 楊梅果實礦質營養元素含量

表2表明，與CK相比，肉蔥病發病初期病果的N/K比值升高但差異不顯著，K/Mg比值顯著降低，Ca/B、K/Ca和Ca/Mg比值降低但差異不顯著；發病盛期N/K、K/Mg、K/Ca比值降低但差異不顯著，Ca/B和Ca/Mg比值升高但差異不顯著。結果說明，礦質元素平衡失調可能是誘發肉蔥病的因素之一，特別是病果Mg的含量顯著升高。

表2 楊梅果實相關礦質營養元素間比值

2.2 內源激素

表3表明，肉蔥病發病初期病果中ABA、IAA、ZR、GA的激素含量均顯著比CK低，分別低26.909 6 ng·g-1、6.833 5 ng·g-1、1.125 5 ng·g-1、1.084 4 ng·g-1。發病盛期病果和CK相比ABA、IAA沒有顯著性差異，但是病果ZR、GA的含量顯著比CK降低。發病盛期病果中ABA含量比初期升高5.031 0 ng·g-1，比CK高9.221 9 ng·g-1。

表3 楊梅果實內源激素含量

為進一步研究各激素之間的關系，對肉蔥病果和健康果激素比值進行計算，結果顯示(表4)，肉蔥病發病初期病果的IAA/ABA、ZR/ABA、GA/ABA和(IAA+ZR+GA)/ABA的比值均顯著高于CK，發病盛期病果的IAA/ABA、ZR/ABA、GA/ABA和(IAA+ZR+GA)/ABA的比值均顯著低于CK，與發病初期相反，主要原因是隨著果實發育，健康果ABA含量顯著降低，而病果則增加，健康果生長類激素含量比病果高。以上結果說明肉蔥病的發病過程伴隨著激素水平的明顯變化。

表4 楊梅果實內源激素比值

3 討論

本研究主要分析楊梅肉蔥病發生過程中礦質元素和植物內源激素含量的變化。

3.1 礦質營養元素的影響

本研究發現，楊梅肉蔥病病果的礦質元素基本處于一種富營養狀態，特別是Mg的含量顯著升高，據此推測肉蔥病發病與礦質元素平衡失調有較大的相關性。

以往研究結果表明，荔枝裂果果皮中Ca的含量顯著低于健康果[3]，外源補Ca可明顯提高甜櫻桃果實中的Ca含量而裂果顯著減少[25]，葉面噴Ca可減少石榴裂果[14-16,26-27]。幼果期噴Ca可以延緩和減輕杏果裂果的時期和程度[28]；杏果中Ca含量與裂果指數呈現顯著的負相關，而與Zn、Mn相關性較低，與Fe、K、Mg、Cu等元素相關性極低[8]。荔枝健康果皮中Mg、B含量明顯低于裂果果皮，而含Ca量明顯高于裂果果皮[29]。健康棗果皮中的B和Ca含量顯著高于裂果果皮[30]；棗裂果中Ca含量顯著低于健康果，N、P、K、Mg、Fe、Mn、Zn和Cu的含量差異不顯著[31]。抗裂果的木棗葉片中Ca、Fe、Mn、Cu等元素含量比易裂果的團棗高，而K元素適量[32]。臍橙內裂果的果皮和果肉Ca含量均顯著低于健康果，P、K、Mg、N和S含量差異不顯著[33]。葉面噴施Zn有增加蘋果裂果的趨勢，而Mg則可減少裂果[34]。還有研究表明，葉面噴施Zn和B可減輕石榴裂果[35]，葉面施用KNO3也可減少石榴裂果[15]。

以上研究結果表明，裂果與果實中礦質營養密切相關，特別是Ca含量。本試驗分析結果，肉蔥病發病初期病果中N、P、K、Ca、Fe、Zn、Mg的含量與CK差異不顯著，Ca含量比CK高但差異不顯著，這點與前人研究結果不一致；除Ca、B外，其他礦質元素分析結果與前人在杏[8]、棗[31]、臍橙[33]、柚[36]上的研究結果基本一致；Mg含量比CK高，可能對肉蔥病有影響，這與前人對荔枝[29,37]和棗[38-39]的裂果研究結果一致；Zn和K含量比CK低差異不顯著；B含量顯著高于CK，這與前人在荔枝[29,37]、柚[36]上的研究結果一致，Mg和B對肉蔥病的影響有待進一步研究。

本研究結果顯示，肉蔥病發病初期病果的N/K比值比健康果高但差異不顯著，與前人在荔枝[29]上的研究結果一致；K/Mg比值顯著低于CK，K/Ca比值低于CK，與前人在錦橙[40-41]、石榴[42]上的研究結果一致，Ca/B比值比CK低，則與前人在錦橙[40]研究結果相反。

綜上，肉蔥病可能與果實中Mg、B含量和K/Mg比值相關，但發病末期病果中礦質元素都比健康果實含量高，基本處于一種富營養狀態，據此推測礦質元素的平衡失調可能是引起楊梅肉蔥病的原因之一，特別是Mg影響更大，具體機制需要深入研究。

3.2 內源激素的影響

本研究發現，楊梅肉蔥病病果的內源激素含量顯著低于健康果，初步認為，肉蔥病與內源激素變化密切相關。

以往研究結果表明，果實裂果與內源激素變化相關。棗裂果部位果皮GA3含量極顯著低于非裂果部位果皮，而裂果部位果肉中IAA含量極顯著高于非裂果果肉[43]。甜櫻桃裂果果肉中內源激素的含量高于健康果，且ABA含量越大裂果率越高[9]。抗裂品種果肉及種子中ABA含量顯著高于易裂品種，而易裂品種棗果肉中的IAA含量較多，易裂品種果肉及種子中(GA3+IAA+ZT)/ABA的比值也較高[44]。石榴裂果果皮中ABA含量高于健康果，IAA含量低于正常果[45]。香梨裂果中GA3和ABA含量均高于健康果，而GA3/ABA則低于健康果[46]。玉環柚果中高含量的GA和IAA可刺激子房發育成果實，而高含量的C2H4和ABA可能引起子房中激素的不平衡，加速果皮衰老[47]。外源激素GA3處理可以明顯降低桃[6]、棗[13]、荔枝[48]、石榴[15,27,49]、李[50]、梨[51]的裂果率和楊梅肉蔥病發病率[19,21]。此外，在果實生長期噴施ABA可以降低櫻桃裂果率[10-11]。

本研究分析結果顯示，肉蔥病發病初期的病果ABA、IAA、ZR、GA的含量均顯著低于健康果，與上述棗[39]、甜櫻桃[9]、香梨[46]的研究結果不一致，這可能與樹種及裂果時期不同有關。發病初期病果的IAA/ABA、ZR/ABA、GA/ABA和(IAA+ZR+GA)/ABA的比值均顯著高于健康果，蘋果幼樹生長勢越強，葉片IAA/ABA和(IAA+GA+ZR)/ABA比值越大[52]，東魁楊梅樹冠上部、外圍和樹勢強的樹肉蔥病發病率低且輕[19]，可以推測生長勢強則生長類激素含量高而肉蔥病發病率低，這與本研究結果基本一致。本研究結果顯示，發病初期病果ABA、IAA、ZR、GA的含量均也顯著低于健康果，ABA差異極顯著，到發病盛期ABA、IAA顯著性差異消失，但是ZR、GA的顯著性差異仍然存在，這與前人在李[53]上試驗配合施用乙烯利與GA3可防止裂果的結果具有相似性。以往研究結果表明，Mg毒害可通過激活ABA信號通路誘導ABA積累，進而抑制植物的生長發育[54]。本研究結果顯示，發病盛期病果中ABA含量比初期升高，而CK為極顯著降低，可能較高的Mg抑制了病果中ABA下降。綜合以上分析，肉蔥病與內源激素變化相關，與ABA、GA、ZR的變化更為密切，內源激素的失衡可能是引起楊梅肉蔥病的原因之一。