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第48卷第2期 2025年3月 河北农业大学学报 JOURNAL OF HEBEI AGRICULTURAL UNIVERSITY Vol 48 No 2 Mar 2 0 2 5 壳聚糖对甜瓜白粉病抗性的影响 曹艳霞 刘海河 张彦萍 朱立保 郑海强 刘梦泽 康凯伦 祁泽阳 河北农业大学 园艺学院 河北 保定 071000 摘 要 为探究壳聚糖对甜瓜白粉病抗性的影响及其作用机制 以易感白粉病甜瓜品种 105 为试材 待幼苗长 至三叶一心时叶面喷施4 个浓度的壳聚糖400 800 1 200 1 600 mg L 在处理后24 h 通过喷雾接种白粉病病 原菌的方法 研究了壳聚糖对甜瓜植株白粉病抗性的影响 并分析了处理后甜瓜叶片抗氧化系统 苯丙烷代谢和 叶绿素荧光参数的变化 结果表明 相较于对照 800 mg L 壳聚糖处理的甜瓜叶片病情指数显著降低39 79 相对防效为62 00 最大光化学效率和光合性能指数显著增加 超氧化物歧化酶 过氧化物酶 过氧化氢酶 多酚氧化酶 苯丙氨酸解氨酶活性分别显著提高53 22 17 97 62 11 64 15 54 24 同时 壳聚糖处 理可以降低超氧阴离子产生速率及丙二醛含量 提升脯氨酸 可溶性糖 总酚 类黄酮含量 相关性分析表明 病情指数与光合效率 抗氧化能力 渗透调节物质和苯丙烷代谢密切相关 主成分分析表明 800 mg L 壳聚糖处 理的甜瓜幼苗得分高于对照 且其综合得分最高 表明其抗病性最好 综上 叶面喷施800 mg L 壳聚糖可通过 降低甜瓜叶片的活性氧积累 促进苯丙烷代谢和增强光合能力 进而提高甜瓜叶片对白粉病的抗性 关 键 词 甜瓜 白粉病 壳聚糖 防御酶 抗病性 中图分类号 S652 9 开放科学 资源服务 标志码 OSID 文献标志码 A Effect of chitosan on melon resistance to powdery mildew CAO Yanxia LIU Haihe ZHANG Yanping ZHU Libao ZHENG Haiqiang LIU Mengze KANG Kailun QI Zeyang College of Horticulture Hebei Agricultural University Baoding 071000 China Abstract To explore the influence of chitosan on the resistance of melon to powdery mildew and its underlying mechanisms the susceptible melon variety 105 was selected as the experimental material When the seedlings reached the three leaves stage and one heart shaped leaf stage they were sprayed with chitosan at four concentrations 400 800 1 200 and 1 600 mg L Twenty four hours after the chitosan treatment the powdery mildew pathogen was inoculated onto the leaves using a spray method The study investigated the effects of chitosan on the resistance of melon plants to powdery mildew and analyzed the changes in the antioxidant system phenylpropanoid metabolism and chlorophyll fluorescence parameters of the treated melon leaves The results showed that compared with the control the disease index of melon leaves treated with 800 mg L chitosan was significantly reduced by 39 79 with a relative control effect of 62 00 The maximum photochemical efficiency and photosynthetic performance index were significantly increased The activities of superoxide dismutase peroxidase catalase polyphenol oxidase and phenylalanine ammonia lyase were significantly increased by 53 22 17 97 62 11 64 15 and 54 24 收稿日期 2024 12 04 基金项目 国家西甜瓜产业技术体系资助项目 CARS 26 25 河北省现代种业科技创新专项资助项目 21326306D 河 北省农 业科技成果转化资金专项资助项目 冀科农函 2024 1 号 第一作者 曹艳霞 1997 女 山西临汾人 硕士研究生 主要从事甜瓜栽培及生理研究 E mail 1123542556 通信作者 刘海河 1965 男 河北邯郸人 博士 教授 主要从事蔬菜栽培及生理研究 E mail 13733381068 本刊网址 文章编号 1000 1573 2025 02 0046 08 DOI 10 13320 ki jauh 2025 002347 曹艳霞 等 壳聚糖对甜瓜白粉病抗性的影响 第2期 甜瓜作为全球广泛种植的重要经济作物 其产 量和品质受多种病害的影响 其中白粉病尤为突 出 1 白粉病是影响瓜类生产的主要真菌病害 主 要由白粉菌引起 该病害主要通过侵染甜瓜的叶片 茎蔓和果实 导致植株生长受阻 叶片变黄 枯萎 果实畸形 腐烂 导致作物产量下降 2 还严重影 响果实的外观和品质 最终造成巨大的经济损失 长期以来 人们主要依赖于化学药剂防治方法来控 制甜瓜白粉病的发生 这不仅产生了抗药性问题 还对环境和人们的健康构成了威胁 3 抗药性和农 残问题日益受到关注 因此 生物防治方法逐渐成 为研究热点 壳聚糖作为一种天然多糖 因其良好的生物相容 性 生物降解性和生物安全性 近年来在植物病害防 治中备受关注 4 Gonz lez Pe a 等 5 研究发现 壳聚糖通过抑制烟草疫霉菌菌丝生长 能够提高番茄 对烟草疫霉菌的抗性 张静静等 6 研究表明 壳聚 糖通过提高小麦幼苗抗氧化酶活性 减轻细胞膜脂质 的过氧化程度 有效缓解镉胁迫对小麦幼苗生长的毒 害作用 Zhang 等 7 通过 RNA seq 和代谢组学分析 揭示了壳聚糖能够降低活性氧的积累 诱导防御相关 基因表达 激活参与苯丙烷代谢的关键酶活性 从而 提高生姜对根腐病的抗性 此外 Wang 等 8 研究发 现 施用壳聚糖可激活与苯丙烷代谢途径相关基因的 转录 促进病程相关蛋白的表达以及黄酮类和总酚类 物质的积累 增强了木薯根的抗性 但目前有关壳聚 糖对甜瓜白粉病抗性影响的研究尚未见报道 本研究采用叶面喷施壳聚糖和接种白粉病病菌 的方法 研究了壳聚糖对甜瓜白粉病的防治效果 并通过测定甜瓜叶片叶绿素荧光参数 抗氧化酶活 性以及苯丙烷代谢相关酶活性等生理生化指标 进 行相关性分析和主成分分析 探究壳聚糖提高甜瓜 白粉病抗性的作用机制 以期为壳聚糖在甜瓜生产 上的应用提供理论依据 1 材料和方法 1 1 试验材料 本试验于2024 年 4 6 月在河北农业大学教学实 习基地日光温室内进行 供试厚皮甜瓜选用易感白 粉病品种 105 由河北农业大学甜瓜课题组提供 供试药剂为85 壳聚糖 购自 Sigma 公司 1 2 试验设计 甜瓜种子催芽后播种于穴盘 常规管理 生长 至两叶一心时移栽至营养钵中 于甜瓜三叶一心时 选取长势一致的幼苗 用人工喷雾器将壳聚糖溶液 对叶片进行喷施 试验共设5 个处理 浓度依次为 400 T1 800 T2 1 200 T3 和 1 600 mg L T4 对照喷施清水 CK 设置3 次重复 每 重复15 盆 喷施时以叶片正反面充分着药而不滴药 为宜 24 h 后进行白粉病菌接种 接种7 d 后调查 发病情况并采样 样品液氮速冻保存至超低温冰箱 试验期间正常管理 不使用其他药剂防治病害 接种所用的白粉病病菌孢子采集于田间发病的 甜瓜白粉病病叶 并按照方明雅等 9 的方法配制成 2 10 5 个 mL 孢子悬浮液 用于甜瓜白粉病喷雾接种 1 3 测定项目及方法 1 3 1 发 病 情 况 统 计 接种后7 d 调查病情指数 参照史琳烨 10 的方法进行甜瓜白粉病病情分级 计算病情指数及防治效果 每个处理重复 3 次 病情指数 s n N S 100 注 s 为各 级病情级别 n 为各级别病叶数 N 为调查总叶数 S 为最高病情级别 相对防效 对照区病情指数 处理区 病情指数 对照区病情指数 100 1 3 2 叶绿素荧光参数测定 采用便携式叶绿素荧 光仪 PEA plus version 1 0 英国 测定叶绿素荧 光参数 叶片经暗适应处理30 min 后 测定叶片光 系统 II PSII 最大光化学效率 Fv Fm 及光合性 respectively Meanwhile chitosan treatment could reduce the production rate of superoxide anion and the content of malondialdehyde while increasing the contents of proline soluble sugars total phenols and flavonoids Correlation analysis indicated that the disease index was closely related with photosynthetic efficiency antioxidant capacity osmotic adjustment substances and phenylpropanoid metabolism Principal component analysis showed that muskmelon seedlings treated with 800 mg L chitosan scored higher than the control with the highest composite score indicating the best disease resistance In summary foliar application of 800 mg L chitosan can enhance the resistance of muskmelon leaves to powdery mildew by reducing the accumulation of reactive oxygen species promoting phenylpropanoid metabolism and enhancing photosynthetic capacity Keywords melon powdery mildew chitosan defense enzymes disease resistance48 第 48 卷 河北农业大学学报 能指数 PI 1 3 3 抗氧化系统指标测定 超氧化物歧化酶 SOD 活性 过氧化物酶 POD 活性 过氧化 氢酶 CAT 活性分别采用氮蓝四唑光还原法 愈 创木酚法 分光光度法测定 11 参照曹建康 12 的 方法测定超氧阴离子产生速率 采用硫代巴比妥酸 法测定丙二醛 MDA 含量 11 参照高俊凤 13 的方法测定脯氨酸及可溶性糖含量 1 3 4 苯丙烷代谢指标测定 采用邻苯二酚法 11 测定多酚氧化酶 PPO 活性 苯丙氨酸解氨酶 PAL 活性采用苯丙氨酸比色法 12 测定 参照曹建康 12 的方法测定总酚和类黄酮含量 1 4 统计分析 本研究采用 Excel 2016 进行统计分析 采用 IBM SPSS 25 进行单因素方差分析 相关性分析和 主成分分析 2 结果与分析 2 1 壳聚糖对甜瓜白粉病的防治效果 由表1 可知 不同浓度的壳聚糖均显著降低了 病情指数 病情指数和相对防效随壳聚糖浓度的增 加均呈现先降低后上升的变化趋势 其中病情指数 在壳聚糖浓度为800 mg L T2 时降至最低 较 CK 降低39 79 与 CK 相比 其它浓度壳聚糖处 理下甜瓜植株的相对防效均明显升高 T2 处理达最 高值 62 00 可知 喷施适宜浓度壳聚糖能有 效抑制甜瓜植株白粉病的发展 提高其白粉病防效 表 1 不同浓度壳聚糖处理对甜瓜白粉病的防治效果 Table 1 Control effect of different concentrations of chitosan treatment on melon powdery mildew 处理 Treatment 病情指数 Disease index 相对防效 Relative control effect CK 61 32a 0 00 T1 40 00bc 38 82 T2 36 92c 62 00 T3 37 93c 40 45 T4 50 91b 35 48 注 同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 P 0 05 下 同 2 2 壳聚糖对甜瓜叶片叶绿素荧光参数的影响 由图1 可知 不同浓度壳聚糖处理后叶片 Fv Fm 和 PI 较 CK 均有所升高 其中 T2 处理的 Fv F m 和 PI 差异最显著 分别提高了10 19 72 14 与 CK 相 比 T1 T3 T4 处理 Fv Fm 分别升高了 8 30 9 22 7 55 但差异不显著 T1 T2 T3 处理 PI 较 CK 升高49 01 72 41 和 61 09 T5 处理 PI 升高 较 CK 升高20 21 但未达显著 水平 表明喷施适宜浓度壳聚糖可以缓解白粉病对 甜瓜的光合抑制 提高叶片的光合效率 壳聚糖处理 Chitosan treatment CK T1 T2 T3 T4 CK T1 T2 T3 T4 最大光化学效率 Fv Fm 光合性能指数 PI 0 9 0 8 0 7 0 6 0 5 3 0 2 4 1 8 1 2 0 6 0 0 壳聚糖处理 Chitosan treatment A B 注 不同小写字母表示处理间差异显著 P 0 05 下同 图 1 不同浓度壳聚糖处理对甜瓜叶片叶绿素荧光参数的影响 Fig 1 Effects of different concentrations of chitosan treatment on chlorophyll fluorescence parameters of melon leaves 2 3 壳聚糖对甜瓜叶片抗氧化系统的影响 2 3 1 壳聚糖对甜瓜叶片抗氧化酶活性的影响 由 表 2 可知 与 CK 相比 不同浓度壳聚糖处理下抗 氧化酶活性均显著上升 其中 T2 处理优于其它处理 较 CK 相比 T2 处理 SOD POD CAT 活性分别提 高了53 22 17 97 和 62 11 由此可知 喷施 适宜浓度壳聚糖可以提高甜瓜叶片抗氧化酶活性 从而增强甜瓜叶片清除活性氧的能力 提高甜瓜植 株对白粉病的抗性 49 曹艳霞 等 壳聚糖对甜瓜白粉病抗性的影响 第2期 表 2 不同浓度壳聚糖处理对甜瓜叶片抗氧化酶活性的影响 Table 2 Effects of different concentrations of chitosan treatment on antioxidant enzyme activities in melon leaves 处理 Treatment 超氧化物歧化酶活性 U g min 1 SOD activity 过氧化物酶活性 U g min 1 POD activity 过氧化氢酶活性 U g min 1 CAT activity CK 61 95 2 28b 85 68 5 86c 75 67 6 51c T1 89 15 4 15a 92 65 1 13b 97 00 7 81b T2 94 92 6 16a 101 08 1 39a 122 67 5 51a T3 89 87 5 03a 99 78 2 63ab 94 00 7 55b T4 85 80 6 06a 94 45 5 36ab 87 33 5 51bc 2 3 2 壳聚糖对甜瓜叶片活性氧和膜脂过氧化的 影响 由表3 可知 不同浓度壳聚糖处理下 甜瓜 叶片的超氧阴离子产生速率及 MDA 含量均明显低 于 CK 与其它处理相比 T2 处理超氧阴离子产生 速率和 MDA 含量较 CK 下降幅度最大 分别降低 了 11 94 和 13 75 表明喷施适宜浓度的壳聚 糖处理可以降低甜瓜叶片活性氧水平 降低 MDA 含量 减轻细胞膜脂过氧化 缓解活性氧对甜瓜植 株的伤害 表 3 不同浓度壳聚糖处理对甜瓜叶片超氧阴离子产生速率 和 MDA 含量的影响 Table 3 Effects of different concentrations of chitosan treatment on superoxide anion production rate and MDA content in melon leaves 处理 Treatment 超氧阴离子产生速率 nmol min g 1 Superoxide anion production rate 丙二醛 mmol g 1 MDA CK 0 75 0 04a 10 23 0 58a T1 0 72 0 03ab 10 10 0 51a T2 0 65 0 02c 9 01 0 39b T3 0 69 0 01bc 9 39 0 41ab T4 0 72 0 01ab 9 99 0 50a 2 4 壳聚糖对甜瓜叶片渗透调节物质含量的影响 由图2 所知 不同浓度壳聚糖处理后脯氨酸和 可溶性糖含量较 CK 均有所提高 除 T2 处理外 其它处理脯氨酸含量较 CK 均无显著差异 与 CK 相比 T2 处理脯氨酸含量提高了45 45 T1 T2 处理可溶性糖含量较对照分别显著提高17 45 和 22 36 表明适宜浓度的壳聚糖可以提高脯氨酸和 可溶性糖等渗透调节物质的含量 增强甜瓜叶片的 渗透调节能力 壳聚糖处理 Chitosan treatment 壳聚糖处理 Chitosan treatment CK T1 T2 T3 T4 CK T1 T2 T3 T4 可溶性糖含量 mg g 1 Soluble sugar content 脯氨酸含量 mg g 1 Proline content 100 0 80 0 60 0 40 0 20 0 0 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 0 A B 注 A 脯氨酸 B 可溶性糖 图 2 不同浓度壳聚糖处理对甜瓜叶片脯氨酸和可溶性糖含量的影响 Fig 2 Effects of different concentrations of chitosan treatment on the content of proline and soluble sugar in melon leaves 2 5 壳聚糖对甜瓜叶片苯丙烷代谢的影响 2 5 1 壳聚糖对甜瓜叶片苯丙烷代谢关键酶活性的 影 响 如图3 所示 与 CK 相比 不同浓度壳聚糖 处理下 PPO 和 PAL 活性均明显上升 且随浓度的增 加呈先升后降的趋势 T2 处理 PAL 活性上升幅度最 大 较 CK 提高了54 24 T1 T2 T3 处理 PPO 活性均显著高于 CK 分别高于 CK 对照37 73 64 15 52 83 T4 处理与 CK 无差异 表明喷 施适宜浓度壳聚糖能够提高苯丙烷代谢关键酶 PPO 和 PAL 活性 50 第 48 卷 河北农业大学学报 2 5 2 壳聚糖对甜瓜叶片总酚和类黄酮含量的影 响 如图4 所示 不同浓度壳聚糖均提高了总酚和 类黄酮含量 且随浓度的增加呈先上升后下降的趋 势 在 T2 处理达到最高 较 CK 分别增加了76 5 和 59 8 差异达显著水平 综上 喷施壳聚糖可 增加甜瓜叶片的总酚和类黄酮含量 提高甜瓜对白 粉病的抗性 壳聚糖处理 Chitosan treatment CK T1 T2 T3 T4 PPO 含量 U g min 1 PPO activity 0 9 0 6 0 3 0 0 壳聚糖处理 Chitosan treatment CK T1 T2 T3 T4 PAL 含量 U g min 1 PAL activity 150 0 100 0 50 0 0 0 A B 注 A PPO 活性 B PAL 活性 图 3 不同浓度壳聚糖处理对甜瓜叶片 PPO 和 PAL 活性的影响 Fig 3 Effects of different concentrations of chitosan treatment on PPO and PAL activities in melon leaves 壳聚糖处理 Chitosan treatment CK T1 T2 T3 T4 总酚含量 mg g 1 Total phenol content 5 6 5 2 4 8 4 4 4 0 A B 壳聚糖处理 Chitosan treatment CK T1 T2 T3 T4 类黄酮含量 mg g 1 Flavonoid content 5 6 5 2 4 8 4 4 4 0 注 A 总酚 B 类黄酮 图 4 不同浓度壳聚糖处理对甜瓜叶片总酚和类黄酮含量的影响 Fig 4 Effects of different concentrations of chitosan treatment on the content of total phenols and flavonoids in melon leaves 2 6 不同指标间的相关性分析 对甜瓜幼苗的14 个指标进行了 Pearson 相关性 分析 结果如表4 所示 甜瓜幼苗指标间存在不同 程度的相关性 病情指数与氧化损伤指标 MDA 和 超氧阴离子产生速率 之间均正相关 且病情指数 与超氧阴离子产生速率呈极显著正相关 P 0 01 与 MDA 呈显著正相关 P 0 05 相关系数分别 为 0 811 0 632 病情指数与叶绿素荧光参数 Fv Fm 和 PI 抗氧化酶 SOD POD CAT 渗 透调节物质 脯氨酸和可溶性糖 苯丙烷代谢指 标 PPO PAL 总酚和类黄酮 均呈负相关 其 中病情指数与叶绿素荧光参数 抗氧化酶 可溶性糖 苯丙烷代谢酶 PPO 和 PAL 均呈极显著负相关 相关系数在 0 814 0 771 与次生代谢产物 总 酚 类黄酮 呈显著负相关 相关系数分别为 0 600 和 0 561 表明壳聚糖处理可通过提高光合效率 增强抗氧化能力 减少氧化损伤以及促进渗透调节 和苯丙烷代谢 降低甜瓜幼苗的病情指数 提高其 抗病性 51 曹艳霞 等 壳聚糖对甜瓜白粉病抗性的影响 第2期 2 7 主成分分析和综合评价 2 7 1 甜瓜幼苗指标的主成分分析 采用最大方差 法进行主成分分析 根据特征值大于1 的原则选取 前3 个主成分 特征值分别为 9 549 1 225 1 040 累积贡献率为84 383 表明前3 个主成分能够有 效地反映指标的主要信息 如表5 和表6 所示 主 成分1 的方差贡献率为68 205 其中 PI PPO CAT PAL Fv Fm 的载荷值较大 分别为0 862 0 856 0 830 0 726 和 0 712 反映主成分1 主要代 表甜瓜幼苗光合效率 抗氧化能力和苯丙烷代谢能 力 主成分2 的方差贡献率为8 747 类黄酮 总 酚 POD 贡献率较高 载荷值均在0 700 以上 表 明主成分2 主要反映了甜瓜幼苗的次生代谢产物合 成 主成分3 的方差贡献率为7 431 脯氨酸和可 溶性糖的贡献率较高 载荷值分别为0 871 和 0 658 表明主成分3 主要反映了甜瓜幼苗的渗透调节能力 表 5 特征值 方差贡献率及累积贡献率 Table 5 Eigenvalue variance contribution rate and accumulative contribution rate 主成分 Principal component 特征值 Eigen value 方差贡献率 Variance contribution rate 累积贡献率 Accumulative contribution rate 1 9 549 68 205 68 205 2 1 225 8 747 76 952 3 1 040 7 431 84 383 表 6 旋转后主成分载荷矩阵 Table 6 Principal component load matrix after rotation 指标 Index 主成分1 Principal component 1 主成分2 Principal component 2 主成分 3 Principal component 3 病情指数 0 796 0 319 0 371 最大光化学效率 Fv Fm 0 712 0 470 0 303 光合性能指数 PI 0 862 0 214 0 308 超氧化物歧化酶 SOD 0 622 0 496 0 425 过氧化物酶 POD 0 458 0 665 0 442 过氧化氢酶 CAT 0 830 0 361 0 210 丙二醛 MDA 0 248 0 442 0 724 超氧阴离子产生速率 0 682 0 598 0 082 脯氨酸 Proline 0 238 0 262 0 871 可溶性糖 0 648 0 114 0 658 多酚氧化酶 PPO 0 856 0 285 0 149 苯丙氨酸解氨酶 PAL 0 726 0 276 0 448 总酚 0 250 0 790 0 412 类黄酮 0 260 0 884 0 089 2 7 2 壳聚糖处理抗病性综合评价 将 3 个主成分 分别用 PC1 PC2 和 PC3 表示 根据方差贡献率为 权重计算综合得分 计算公式为 F 0 808 PC1 0 104 PC2 0 088 PC3 F 值越大 表明其抗病性越强 反之越弱 如表 7 所示 在 PC1 和 PC3 得分中 T2 得分均为最高 分别为1 29 0 20 PC2 得分最高 为 T1 1 38 T2 综合得分最高 1 08 排名第 一 在主成分1 和 3 的得分值较高 其次是 T3 在 表 4 不同指标之间的相关性分析 Table 4 Correlation analysis between different indicators 指标 Index 1 2 3 4 5 6 7 1 病情指数 1 000 2 最大光化学效率 0 814 1 000 3 光合性能指数 PI 0 882 0 796 1 000 4 超氧化物歧化酶 0 646 0 746 0 504 1 000 5 过氧化物酶 0 721 0 729 0 700 0 657 1 000 6 过氧化氢酶 0 840 0 908 0 819 0 679 0 596 1 000 7 丙二醛 0 632 0 718 0 564 0 679 0 818 0 510 1 000 8 超氧阴离子产生速率 0 811 0 870 0 769 0 685 0 744 0 849 0 590 9 脯氨酸 0 496 0 646 0 468 0 650 0 632 0 433 0 761 10 可溶性糖 0 752 0 683 0 756 0 608 0 468 0 668 0 592 11 多酚氧化酶 PPO 0 855 0 749 0 876 0 454 0 592 0 811 0 463 12 苯丙氨酸解氨酶 0 771 0 787 0 853 0 533 0 644 0 781 0 585 13 总酚 0 600 0 639 0 493 0 561 0 782 0 506 0 586 14 类黄酮 0 561 0 646 0 500 0 600 0 600 0 537 0 475 指标 Index 8 9 10 11 12 13 14 8 超氧阴离子产生速率 1 000 9 脯氨酸 0 424 1 000 10 可溶性糖 0 526 0 627 1 000 11 多酚氧化酶 0 784 0 318 0 649 1 000 12 苯丙氨酸解氨酶 0 644 0 707 0 720 0 761 1 000 13 总酚 0 576 0 704 0 309 0 442 0 633 1 000 14 类黄酮 0 760 0 379 0 281 0 567 0 415 0 696 1 00052 第 48 卷 河北农业大学学报 主成分1 表现最好 第三为 T1 在主成分2 中表现 较为优异 CK 综合得分最低 1 26 由此反映 出壳聚糖处理可能通过提高光合效率和抗氧化能力 促进渗透调节能力和苯丙烷代谢 从而有效降低甜 瓜幼苗白粉病的发生 因此 选择适宜的壳聚糖浓 度处理 以提高相关指标 将有助于提升甜瓜幼苗 的白粉病抗性 其中以 T2 效果最佳 表 7 不同浓度壳聚糖处理的主成分得分和综合得分 Table 7 Principal component scores and comprehensive scores of different concentrations of chitosan treatment 处理 Treatment 主成分1 PC1 主成分 2 PC2 主成分 3 PC3 综合得分 F 位次 Rank CK 1 58 0 06 0 17 1 26 5 T1 0 01 1 38 0 14 0 12 3 T2 1 29 0 16 0 20 1 08 1 T3 0 55 0 39 0 32 0 38 2 T4 0 25 1 21 0 09 0 32 4 3 结论与讨论 已有研究表明 壳聚糖可以诱导芦笋茎枯病抗 性 降低病原菌对其造成的伤害 14 本研究发现 800 mg L 壳聚糖处理后甜瓜植株白粉病病情指数显 著降低 相对防效得到有效提高 说明适宜浓度的 壳聚糖可以诱导甜瓜植株的白粉病抗性 病原菌侵染能够抑制植物 PSII 的光化学反应 严重影响植物光合作用的运行 叶绿素荧光基本参 数的变化能够反映光合机制的受损情况 有研究发 现 在镉胁迫下 壳聚糖处理增加了玉米中 Fv Fm 和 PSII 避免了过度的光损伤并保持了较高的 PSII 活性 提高了玉米的叶绿素含量和光合作用 15 张适阳等 16 研究表明 适宜浓度的壳聚糖处理能 提高低温胁迫下柱花草的最大光化学效率和 PSII 活 性 缓解低温胁迫对柱花草的伤害 本研究中800 mg L 壳聚糖处理显著提高了甜瓜叶片的 Fv Fm 和 PI 值 说明其通过促进光合电子传递速率减缓甜瓜 PSII 的损害 提升了光能捕获和转化效率 维持了 较高的光合作用水平 活性氧 ROS 作为防御反应中的重要信号 物质 广泛参与各种胁迫过程 超氧阴离子是植 物体内主要的 ROS 之一 白粉病菌的侵染会诱发 甜瓜植株体内 ROS 的大量积累 导致细胞膜脂 质过氧化和植物膜系统损伤 进而破坏细胞结构 和功能 植物体内的抗氧化系统主要包括 SOD POD CAT 等 这几种酶在抵御活性氧伤害方面 发挥重要作用 SOD 是植物抗氧化防御系统的第 一道防线 其主要功能是将病原菌侵染过程中产生 的过量超氧阴离子转化为过氧化氢和氧气 POD 和 CAT 是植物主要的 ROS 清除酶 可消除因病 害侵染或逆境胁迫产生的过量 ROS 从而避免对 植物自身造成损伤 17 MDA 是细胞膜脂过氧化 的产物 其含量过多会破坏细胞膜功能 18 马 福钦等 19 研究表明 壳聚糖能有效降低草地早熟 禾 MDA 的含量 提高 SOD 等抗氧化酶的活性 缓解其幼苗受低温胁迫危害 陈军等 20 研究发 现 干旱胁迫下适宜浓度壳聚糖能明显提高小麦 SOD POD CAT 活性 增强其抗逆性 本研究发 现 适宜浓度壳聚糖处理降低了超氧阴离子产生速 率及 MDA 含量 抗氧化酶活性均显著增加 其中 以 800 mg L 壳聚糖处理最佳 说明适宜浓度壳聚糖 通过调控抗氧化系统 增强了甜瓜叶片清除 ROS 的 能力 有效抑制了 ROS 的积累 减轻了白粉病引起 的细胞膜脂过氧化 保护了细胞膜的完整性 减轻 了白粉病对甜瓜植株的伤害 从而提高其抗氧化能 力及抗病能力 渗透调节物质主要包括脯氨酸 可溶性糖等 其积累有助于维持细胞渗透压 增强细胞膜稳定性 以及清除活性氧等 从而增强植物对病害的适应能 力 提高植物的抗病能力 在壳聚糖处理后 甜瓜 叶片中脯氨酸及可溶性糖含量明显升高 可能是由 于壳糖处理增强了甜瓜叶片的渗透调节能力 维持 了细胞水分平衡 同时清除了活性氧 从而提高其 抗病性 这与毋悦悦等 21 在盐胁迫下对藜麦的研 究结果一致 病原微生物侵染通常会激活植物体内的苯丙烷 代谢 增强寄主的抗病能力 PAL 和 PPO 是苯丙烷 代谢途径的关键酶 其活性的高低能够有效反映植 物的抗病能力 22 PAL 参与酚类物质等多种次生 代谢物的生物合成 而 PPO 则催化酚类化合物成具 有抗菌活性的醌类化合物 总酚和类黄酮是植物次 生代谢产物 能防止病原菌的扩散 从而抵御病菌 的侵害 23 有研究表明低聚壳聚糖可以提高花椒 中 PAL PPO POD 活性及总酚含量 防治花椒干 腐病 24 壳聚糖可通过促进西番莲果实抗病物质 的生成和积累及提高抗病相关酶活性 增强采后西 番莲果实的抗病性 本研究中 壳聚糖处理提高了53 曹艳霞 等 壳聚糖对甜瓜白粉病抗性的影响 第2期 甜瓜叶片 PAL 和 PPO 活性 总酚和类黄酮含量 壳 聚糖通过调节 PAL 和 PPO 的活性 增强甜瓜的苯丙 烷代谢 诱导酚类化合物 总酚和类黄酮 的合成 和积累 抑制病原菌的生长 提高甜瓜植株的白粉 病抗性 本研究表明 甜瓜叶面喷施800 mg L 壳聚糖可 以通过提高抗氧化酶活性和调节苯丙烷代谢 降低 活性氧水平 增加渗透调节物质的积累 从而缓解 光系统及细胞膜脂过氧化损伤 以提高甜瓜对白粉 病的抗性 参考文献 1 Tian M Yu R Yang W et al E ect of powdery mildew on the photosynthetic parameters and leaf microstructure of melon J Agriculture 2024 14 6 886 2 Candido V Campanelli G Viggiani G et al Melon yield response to the control of powdery mildew by environmentally friendly substances J Scientia Horticulturae 2014 166 70 77 3 王琳 王喜庆 贾云鹤 等 几种生物制剂对西瓜白粉 病的防治效果 J 蔬菜 2024 10