马铃薯‘青薯168’块茎浅层和深层损伤愈伤能力的比较.pdf

p园艺学报， 2018， 45 5 908– 918. Acta Horticulturae Sinica 908 nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp;doi 10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0602； http //www. ahs. ac. cn 收稿日期 2018– 01– 21； 修回日期 2018– 04– 26 基金项目 国家自然科学基金项目（ 31460412， 31540046） ；甘肃农业大学盛彤笙科技创新基金项目（ GSAU-STS-1432） nbsp;* 并列第一作者 nbsp;** 通信作者 nbsp;Author for correspondence（ E-mail ） nbsp;马铃薯‘青薯 168’块茎浅层和深层损伤愈伤能力的比较 nbsp;姜 nbsp; 红1,2,*，王 nbsp; 毅2,*，王 nbsp; 斌2，张静荣2，郑晓渊2，毕 nbsp; 阳2,**（1甘肃农业大学园艺学院，兰州 nbsp;730070；2甘肃农业大学食品科学与工程学院，兰州 nbsp;730070） nbsp;摘 nbsp;要 以‘青薯 168’为试材，用不锈钢刀片在块茎中部表面切出 2 cm 见方， 0.3 0.5 mm 深（浅层损伤）和 3.0 3.2 mm 深（深层损伤）的伤口，之后置于常温（ 20 25 ℃，相对湿度 70 80）黑暗条件下进行愈伤，通过评价质量损失率和发病率、木质素与聚酯软木脂（ SPA）积累的变化、苯丙烷代谢途径关键酶活性及产物的积累量，分析浅层和深层损伤对块茎愈伤效果的影响。结果表明，浅层和深层损伤对块茎愈伤期间的质量损失率无显著影响， 但浅层损伤块茎的发病率显著低于深层损伤， 愈伤 14 d时仅为深层损伤的一半。愈伤期间浅层损伤块茎的木质素与 SPA 沉积速率明显大于深层损伤。愈伤 14 d时，浅层损伤的木质化细胞层厚度高出深层损伤 107.5。浅层损伤块茎在愈伤期间表现出较高的苯丙氨酸解氨酶（ PAL）活性， 5 h 时高出深层损伤 34.3。愈伤前 7 d 内的木质素和总酚含量也高于深层损伤，愈伤 5 d 时，分别高出深层损伤 24.8和 12.1。虽然浅层损伤在愈伤初期的类黄酮含量显著高于深层损伤，但在中后期两者之间无显著差异。相关性分析结果表明，愈伤块茎的发病率与木质化细胞层厚度及木质素的积累呈显著负相关，而 PAL 活性与木质化细胞层厚度、总酚和类黄酮含量呈显著正相关。浅层损伤比深层损伤块茎具备更好的愈伤能力及更高的苯丙烷代谢活性。 nbsp;关键词 马铃薯；块茎；损伤；愈伤；苯丙烷代谢 nbsp;中图分类号 S 632 nbsp; nbsp; nbsp; 文献标志码 A nbsp; nbsp; nbsp; nbsp;文章编号 0513-353X（ 2018） 05-0908-11 A Comparison Study of Healing Ability of Shallow and Deep Wounds in Potato Tubers‘ Qingshu 168’ nbsp;JIANG Hong1,2,*， WANG Yi2,*， WANG Bin2， ZHANG Jingrong2， ZHENG Xiaoyuan2， and BI Yang2,**（1College of Horticulture， Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070， China；2College of Food Science and Engineering， Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070， China） nbsp;Abstract In order to investigate the influence and difference of shallow and deep wounds on healing ability of potato tubers， the cultivar‘ Qingshu 168’ was used as material in this study. The epidermal tissues were removed from the tubers with stainless steel blade， with a square of 2 cm， 0.3– 0.5 mm depth（ shallow wounded） and 3.0– 3.2 mm depth（ deep wounded） . The wounded tubers were healed at ambient temperature（ 20– 25 ℃， relative humidity 70– 80） in darkness. The influence of shallow and nbsp;姜 nbsp; 红，王 nbsp; 毅，王 nbsp; 斌，张静荣，郑晓渊，毕 nbsp; 阳 . 马铃薯‘青薯 168’块茎浅层和深层损伤愈伤能力的比较 . 园艺学报， 2018， 45 5 908– 918. nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp;909 deep wounds on healing effects were compared by weight loss rate and incidence， the changes of the lignin and suberin poly aliphatic（ SPA） deposition， the activity of key enzyme and the contents of metabolites of phenylpropanoid pathway. The results showed that no significant difference was observed in weight loss rate between shallow and deep wounded tubers， however， the incidence of shallow wounded tubers was significantly（ P lt; 0.05） lower than the deep wounded， with only a half of the deep-wounded after 14 days of healing. The shallow wounded tubers accumulated more lignin and suberin than the deep wounded during healing. The thickness of lignified cell layers of shallow wounded tubers were 107.5 higher than that of the deep wounded after 14 days of healing. Moreover， a higher phenylalnine ammonialyase（ PAL）activity was observed in the shallow wounded tubers during healing， with 34.3 higher than that in the deep wounded after 5 h of healing. Meanwhile， the shallow wounded tubers deposited more lignin and total phenolic during the first 7 days of healing， the content of lignin and total phenolic were 24.8 and 12.1 higher than that in the deep wounded after 5 days of healing. Although a significant difference was observed in flavonoids content between shallow and deep wounded tubers at early stage of healing， there was no obvious difference at mid and late stage of healing. The correlation analysis demonstrated that the incidence of tubers negatively correlated with the thickness of lignified cell layers and lignin content. PAL activity positively correlated with the thickness of lignified cell layers， total phenolic and flavonoids. It is suggested that the shallow wounded tubers possess better healing ability and more phenylpropanoid metabolic activities. Keywords potato； tuber； wound； wound healing； phenylpropanoid metabolism 马铃薯块茎在采收、分级、包装和运输过程中易受不同程度的碰伤、擦伤和切伤（ Lulai， 2007） ，表面形成的机械伤口可成为致腐病原物的侵染通道，从而导致多种采后病害的发生，其中以由多种镰刀菌引起的干腐病最为普遍（ Li et al.， 2009） 。干腐病不仅造成块茎的经济损失，而且会在块茎体内积累真菌毒素，存在潜在的食用安全隐患（ Xue et al.， 2014） 。块茎表面的伤口可自动修复，即通过形成一层完整的愈伤周皮，抑制水分蒸腾和病原物侵染（ Vishwanath et al.， 2015） 。然而，不同的损伤深度或程度对块茎和块根的愈伤能力存在较大的影响。马铃薯、胡萝卜和甘薯受损后，木质素和软木脂的积累过程存在差异，木栓化先于木质化（ Artschwager， 1927； Fugate et al.， 2016） 。损伤深至髓部的马铃薯块茎愈伤速率显著低于表面浅层损伤的（ Bland et al.， 1987） 。此外，深层损伤块茎的愈伤启动速率也明显慢于浅层损伤（ Lulai amp; Orr， 1995） 。 nbsp;尽管已有不同损伤深度影响马铃薯块茎愈伤速率的报道，但多是通过测定失水率或测定组织成分及定位来评价愈伤效果，未见通过发病率评价愈伤效果，以及苯丙烷代谢是否参与马铃薯块茎愈伤的研究报道。 nbsp;本试验中以西北马铃薯产区的主栽品种‘青薯 168’为试材，人工模拟浅层和深层损伤后，在常温（ 20 25 ℃，相对湿度 70 80）黑暗条件下进行愈伤，通过测定质量损失率和发病率来评价愈伤效果，观察木质素和软木脂积累的差异，分析苯丙烷代谢关键酶活性及其产物积累的变化，从而揭示不同损伤深度下块茎愈伤能力存在差异的可能原因，以期为马铃薯块茎愈伤提供理论依据和参考方法。 nbsp;Jiang Hong， Wang Yi， Wang Bin， Zhang Jingrong， Zheng Xiaoyuan， Bi Yang. A comparison study of healing ability of shallow and deep wounds in potato tubers‘ Qingshu 168’ . 910 nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp;Acta Horticulturae Sinica， 2018， 45 5 908– 918. 1 nbsp;材料与方法 nbsp;1.1 nbsp;材料及其创伤处理 nbsp;供试马铃薯‘青薯 168’于 2016 年 10 月采自甘肃省渭源县会川镇，块茎装入网袋后当天运抵甘肃农业大学食品学院采后生物学与技术实验室，于常温（ 20 25 ℃） ，相对湿度 70 80下贮藏备用。供试硫色镰刀菌（ Fusarium sulphureum）由甘肃省农业科学院植物保护研究所提供，用 PDA培养基保存待用。 nbsp;块茎创伤参考姜红等（ 2017）的方法并作修改。选取外观形态大小一致，无病虫害，无机械伤的马铃薯块茎，用 2的次氯酸钠消毒清洗晾干后，用不锈钢刀片在块茎中部表面切出 3 处 2 cm 见方， 0.3 0.5 mm 深（浅层损伤）和 3.0 3.2 mm 深（深层损伤）的伤口。每个处理块茎 50 个，重复 3 次。 nbsp;1.2 nbsp;愈伤处理及其愈伤效果评价 nbsp;将损伤后的块茎装入打孔的聚乙烯保鲜袋中（ 膜厚度 0.02 mm，袋大小 25 cm 40 cm） ，置于常温（ 20 25 ℃） ，相对湿度 70 80的黑暗条件下进行愈伤。通过测定质量损失率和发病率评价愈伤效果。每个处理共用块茎 40 个，重复 3 次。质量损失率（ ） （块茎愈伤前质量–块茎愈伤后质量） /块茎愈伤前质量 nbsp; 100。 nbsp;发病率的测定参照 Yin 等（ 2010）的方法。在培养了 7 d 的 F. sulphureum 培养皿中加入含 0.01 Tween-80 的无菌水，用涂布器将培养基表面的孢子刮下， 4 层纱布过滤，振荡 20 s 后采用血球计数板计数，制备成 1 106 cfu mL-1的孢子悬浮液后封口待用（即配即用） 。在不同创伤处理块茎愈伤5 h、 3 d、 5 d、 7 d、 14 d 时，将已配制好的病菌孢子悬浮液均匀喷洒于块茎表面，晾干后装入打孔的聚乙烯保鲜袋中（膜厚度 0.02 mm，袋大小 25 cm 40 cm） ，于黑暗条件下贮藏，观察并统计发病率。发病率（ ） 发生干腐病的块茎个数 /总块茎个数 nbsp; 100。 nbsp; 1.3 nbsp;木质素及软木脂沉积观察 nbsp;木质素的沉积观察用不锈钢刀片垂直于愈伤块茎创伤表面切出 0.3 0.4 mm 厚的薄片，蒸馏水冲洗 3 次后，置于载玻片上，滴加 10 g L-1间苯三酚溶液及浓盐酸，染色 1 min，于光学显微镜（ CX21FSIC 型，奥林巴斯工业有限公司）下观察拍照。 nbsp;聚酯软木脂（ suberin poly aliphatic， SPA）的沉积观察用不锈钢刀片垂直于块茎愈伤表面切出约 0.3 mm 厚的薄片， 蒸馏水冲洗 3 次后进行染色观察。 先用 500 mg L-1的甲苯胺蓝染液染色 45 min，其间轻微振荡使其染色均匀，再分别用 75乙醇、蒸馏水冲洗 3 次，将染料脱去后吸取中性红染液复染 1.5 min，然后分别用 75乙醇、蒸馏水冲洗 3 次，除去染料。将染色好的切片置于载玻片上，滴上清水加盖盖玻片，在荧光显微镜（ BX61， OLYMPUS）下观察拍照。 nbsp;块茎损伤表面的木质化细胞层厚度根据 van Oirschot 等（ 2006）的方法通过 IS Capture 图像软件计算，软木脂总荧光强度根据韩晶等（ 2009）的方法通过 Imagine J 图像软件进行测量计算。 nbsp;1.4 nbsp;苯丙烷代谢关键酶活性及产物含量的测定 nbsp;参照包改红等（ 2013）的方法，取损伤表面 2 3 mm 厚的愈伤组织 2 g，锡箔纸包装，液氮冷冻，存于– 80 ℃超低温冰箱中待用。 nbsp;姜 nbsp; 红，王 nbsp; 毅，王 nbsp; 斌，张静荣，郑晓渊，毕 nbsp; 阳 . 马铃薯‘青薯 168’块茎浅层和深层损伤愈伤能力的比较 . 园艺学报， 2018， 45 5 908– 918. nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp;911 苯丙氨酸解氨酶（ phenylalnine ammonialyase， PAL）活性测定参照 Wang 等（ 2015）的方法。称取愈伤组织 2 g，用 3 mL 0.05 mol L-1的硼酸缓冲液（含 1 PVPP， 5 mmol L-1β–琉基乙醇，pH 8.8）冰浴条件下研磨成匀浆， 4 ℃、 15 000 g 离心 30 min，上清液为粗酶液。取 500 μL 粗酶液加入 0.05 mol L-1的硼酸缓冲液中（ pH 8.8）孵育 10 min，再加入 20 mmol L-1的 L–苯丙氨酸，37 ℃下保温 30 min，立即加入 200 μL 6 mol L-1HCl 终止反应。充分混匀后在 290 nm 下测定吸光值，对照组以硼酸缓冲液代替酶液。以每小时 OD290 nm变化 0.01 为 1 个 PAL 活性单位（ U） ，表示为 U g-1FW。测定重复 3 次。 nbsp;木质素含量的测定参照 Hamerschmidt（ 1984） 的方法。 取 2 g 块茎愈伤组织于预冷的 3 mL 95乙醇中研磨， 4 ℃、 14 000 g 条件下离心 30 min，弃去上清液，用 95乙醇冲洗 3 次，再用乙醇 ︰ 正己烷 nbsp; 1︰ 2（体积比）冲洗 3 次，收集沉淀并干燥，再将干燥物溶于 1 mL 25溴化乙酰冰醋酸溶液中， 70 ℃恒温水浴 30 min， 加入 1 mL 2 mol L-1NaOH 中止反应。 再加 2 mL 冰醋酸和 100 μL 7.5 mol L-1羟胺盐酸，于 4 ℃、 12 000 g 条件下离心，取上清液 0.5 mL，用冰醋酸定容至 5 mL，280 nm 下测定样品吸光度值。总酚及类黄酮含量的测定参照 Burgos 等（ 2013）的方法。取 2 g 块茎愈伤组织， 加入 5 mL 预冷的 1 HCl甲醇溶液， 冰浴条件下研磨， 于 4 ℃、 12 000 g 离心 30 min。取上清液分别于 280 nm 和 325 nm 测定吸光值，代表总酚和类黄酮含量。总酚含量用 OD280 g-1FW表示，类黄酮含量表示为 OD325 g-1FW。测定重复 3 次。 nbsp;2 nbsp;结果与分析 nbsp;2.1 nbsp;浅层和深层损伤对马铃薯块茎愈伤期间质量损失率和发病率的影响 nbsp;如图 1 所示，马铃薯块茎愈伤期间，浅层损伤和深层损伤的质量损失率均逐渐上升，二者之间无显著差异；发病率逐渐降低， 5 h 3 d 无显著差异， 5 d 之后浅层损伤的发病率显著低于深层损伤，14 d 时仅为深层损伤的一半。 nbsp;图 1 nbsp;浅层和深层损伤块茎愈伤期间质量损失率和发病率的变化 nbsp;不同字母表示差异显著（ P lt; 0.05） 。 nbsp;Fig. 1 nbsp;Change in weight loss rate and decay rate of shallow and deep wounded potato nbsp;tubers during the period of healing Values followed by the different letters were significantly different at P lt; 0.05. Jiang Hong， Wang Yi， Wang Bin， Zhang Jingrong， Zheng Xiaoyuan， Bi Yang. A comparison study of healing ability of shallow and deep wounds in potato tubers‘ Qingshu 168’ . 912 nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp;Acta Horticulturae Sinica， 2018， 45 5 908– 918. 2.2 nbsp;浅层和深层损伤对块茎创口组织愈伤期间木质素和聚酯软木脂积累的影响 nbsp;浅层与深层损伤块茎创口表面的木质素沉积随愈伤时间的延长而不断增加 （图 2） 。 在愈伤前期，浅层损伤的木质化细胞较小，排列规则。除了皮层中含有的木质素外，在皮下栓化层细胞壁上也有木质素的沉积。而深层损伤的木质化细胞较大，排列疏松。其木质素只沉积在皮下栓化层细胞壁上。愈伤 3 d 时，浅层损伤的在表皮以下已形成 2 层木质化细胞，而深层损伤的木质化细胞才开始形成。愈伤 14 d 时，两者间的差异更加明显。浅层与深层损伤块茎的木质化细胞层厚度也随愈伤时间的延长而逐渐增加，浅层损伤的显著大于深层损伤（图 4， A） ， 14 d 时高出深层损伤 107.5。 nbsp;同样，两种损伤块茎表面的 SPA 沉积也随着愈伤时间的延长而不断增加，与 SPA 积累相对应的荧光强度也在不断增加。愈伤 5 h 3 d 时，浅层损伤块茎愈伤组织的荧光细胞层数（图 3）及 SPA荧光强度（图 4， B）大于深层损伤，愈伤 3 d 时，浅层损伤的 SPA 荧光强度高出深层损伤 67.6，之后两者的荧光强度无显著性差异。 nbsp;图 2 nbsp;浅层和深层损伤块茎愈伤期间创口组织木质素的积累变化 nbsp;黑色箭头所指为块茎皮层，红色箭头所指为沉积于皮下栓化细胞壁上的木质素。 nbsp;Fig. 2 nbsp;The change in accumulation of lignin in shallow and deep wounded tissues of tubers during period of healing Black arrows point at tuber epidermis， red arrows point at lignin nbsp;deposited in suberized cell walls. 图 3 nbsp;浅层和深层损伤块茎愈伤期间创口组织 SPA 的积累变化 nbsp;红色箭头所指为发荧光的沉积于栓化细胞壁的 SPA。 nbsp;Fig. 3 nbsp;The change in accumulation of SPA in shallow and deep wounded tissues of tubers during period of healing Red arrows point at fluorescent SPA deposited in suberized cell wall. 姜 nbsp; 红，王 nbsp; 毅，王 nbsp; 斌，张静荣，郑晓渊，毕 nbsp; 阳 . 马铃薯‘青薯 168’块茎浅层和深层损伤愈伤能力的比较 . 园艺学报， 2018， 45 5 908– 918. nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp;913 图 5 nbsp;愈伤期间浅层和深层损伤块茎创口组织中 PAL 活性的变化 nbsp;Fig. 5 nbsp;Change in PAL activity in shallow and deep wounded tissues of tubers during period of healing 图 4 nbsp;浅层和深层损伤块茎愈伤期间创口组织木质化细胞层厚度（ A）和 SPA 荧光总强度（ B）的变化 nbsp;不同字母表示差异显著（ P lt; 0.05） 。 nbsp;Fig. 4 nbsp;Change in the thickness of lignified cell layer（ A） and total fluorescent intensity of SPA（ B） in shallow and deep wounded tissues of tubers during period of healing Values followed by different letters were significantly different at P lt; 0.05. 2.3 nbsp;浅层和深层损伤对块茎创口组织中 PAL 活性以及木质素、总酚和类黄酮含量的影响 nbsp;愈伤期间，浅层损伤的 PAL 活性于前 5 d 明显高于深层损伤， 7 d 和 14 d 时二者接近（图 5） 。在块茎损伤后 5 h，浅层损伤的 PAL 活性高出深层损伤 34.3。 nbsp;愈伤期间，浅层和深层损伤块茎表面的木质素含量均呈持续增加的趋势，在 5 d 和 14 d 时，浅层损伤分别高出深层损伤 24.8和 46.0（图 6， A） 。 nbsp;在愈伤初期和中期，浅层损伤块茎的总酚含量显著高于深层损伤，损伤后 5 d 的含量高出深层损伤 12.1。但在愈伤后期，浅层损伤块茎的总酚含量低于深层损伤（图 6， B） 。 nbsp;损伤后 5 h 时，浅层损伤块茎的类黄酮含量显著高于深层损伤外， 其他时期二者无显著差异 （图6， C） 。 nbsp;Jiang Hong， Wang Yi， Wang Bin， Zhang Jingrong， Zheng Xiaoyuan， Bi Yang. A comparison study of healing ability of shallow and deep wounds in potato tubers‘ Qingshu 168’ . 914 nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp;Acta Horticulturae Sinica， 2018， 45 5 908– 918. 图 6 nbsp;愈伤期间浅层和深层损伤块茎创口组织中和木质素（ A） 、总酚（ B）和类黄酮含量（ C）的变化 nbsp;不同字母表示差异显著（ P lt; 0.05） 。 nbsp;Fig. 6 nbsp;Change in contents of lignin（ A） ， total phenolic（ B） and flavonoids（ C） in shallow nbsp;and deep wounded tissues of tubers during period of healing Values followed by different letters were significantly different（ P lt; 0.05） . 2.4 nbsp;损伤块茎发病率与愈伤相关指标之间的相互关系 nbsp;如表 1 所示，损伤块茎的发病率与木质化细胞层厚度及木质素含量呈极显著性负相关。木质化细胞层厚度与 PAL 活性、木质素和类黄酮呈显著或极显著正相关。另外， PAL 活性与总酚和类黄酮含量也呈显著或极显著正相关。表明苯丙烷代谢参与了损伤块茎的木质素和软木脂形成与积累，在增强愈伤组织的抗病性中发挥了积极作用。 nbsp;表 1 nbsp;损伤块茎发病率与愈伤相关指标之间的相互关系 nbsp;Table 1 nbsp;The relationship among incidence and related inds with healing of wounded tubers 参数 nbsp;发病率 nbsp;木质化细胞层厚度 nbsp;PAL 活性 nbsp;总酚含量 nbsp;类黄酮 nbsp;木质素 nbsp;Parameter Incidence Thickness of lignified cells PAL activity Total phenolic Flavonoids Lignin 发病率 nbsp;Incidence 1 – 0.738**– 0.125 – 0.100 – 0.303 – 0.837**木质化细胞层厚度 nbsp;Thickness of lignified cells 1 0.442*0.294 0.562**0.718**PAL 活性 nbsp;PAL activity nbsp; 1 0.592**0.420*0.069 总酚含量 nbsp;Total phenolic nbsp; nbsp;1 0.715**0.055 类黄酮 nbsp;Flavonoids nbsp; nbsp; 1 0.375*木质素 Lignin nbsp;1 注表中数据表示变量间线性回归 Pearson’s 相关系数（ n 30） ， * 表示显著相关， ** 表示极显著相关。 nbsp;Note The table indicated linear regression Pearson’s correlation coefficient. Between variables， * represents significant correlation and ** represents highly significant correlation. 姜 nbsp; 红，王 nbsp; 毅，王 nbsp; 斌，张静荣，郑晓渊，毕 nbsp; 阳 . 马铃薯‘青薯 168’块茎浅层和深层损伤愈伤能力的比较 . 园艺学报， 2018， 45 5 908– 918. nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp;915 3 nbsp;讨论 nbsp;马铃薯块茎遭受损伤后会在其表面积累聚酚软木脂和聚酯软木脂，可作为减少水分蒸发和抵抗病原物入侵的屏障（ Lulai amp; Corsini， 1998） 。当块茎受到较深损伤时，对组织和细胞的损伤程度更大，损伤处营养物质释放较多，容易被病原物利用（ Adamas， 2010） 。试验中发现，浅层损伤的马铃薯块茎木质素和软木脂的积累速率更快，抗病性也强于深层损伤的，这些现象与浅层损伤块茎具有更强的苯丙烷代谢活性相关。 nbsp;马铃薯块茎表面的自然周皮具有防止水分流失和病原物侵染的重要作用（ Lulai amp; Freeman，2001） 。 当块茎受到外界损伤时， 伤诱导的信号被释放， 块茎伤口处会立即栓化 （ Lulai amp; Suttle， 2009） 。山药块根在深层损伤后的 5 10 h 内，大量迁移至损伤表面的淀粉颗粒会在淀粉酶的作用下转化为糖，通过磷酸戊糖途径等为后期栓化组织的底物合成提供原料（ Passam et al.， 1976） 。通常栓化组织的形成过程包括一级成栓过程和二级成栓过程， 栓化完成以后损伤表面会形成封闭层和伤口周皮。创伤位点形成的这层致密的木栓质是由聚酚软木脂和聚酯软木脂通过甘油交联，再填充可溶性蜡质而形成的复杂聚合物。伤后形成的栓化组织中因含有一些中长链结构的脂肪族化合物以及含亚甲基结构的疏水性化合物，可降低组织水分的渗透，从而为损伤块茎提供一个防止水分散失的保护层（ Bernards， 2002； Dastmalchi et al.， 2015） 。试验中发现，浅层和深层损伤的块茎在愈伤期间的质量损失率无显著性差异，这可能与浅层和深层损伤块茎在愈伤期间形成了相同结构的阻止水分散失的化合物有关。但浅层损伤的块茎发病率显著低于深层损伤，这是因为浅层损伤块茎形成的较厚木质化和木栓化结构及较多酚类和脂肪族化合物能够有效抑制病原物的侵染（ Bostock amp; Stermer，1989； Beckman， 2000） ，从而对病原物产生一定的抗性（ Lulai amp; Orr， 1994； Bernards amp; Razem，2001） 。此外，与愈伤组织相关的木栓质聚酚类化合物和聚酯类化合物也分别具有抵抗细菌和真菌的作用（ Lulai amp; Corsini， 1998） 。 nbsp;马铃薯块茎愈伤组织的形成是多种代谢共同作用的结果 （ Bernards et al.， 1999； Yang amp; Bernards，2007） ，其中包括防卫反应激活、信号转导、能量代谢等（ Chaves et al.， 2009） 。同时，苯丙烷代谢在愈伤过程中发挥了非常重要的作用（ Bernards et al.， 2000； Thomas， 2010） ，该途径的关键酶 PAL催化 L–苯丙氨酸生成反式肉桂酸（ Sanchez-Ballesta et al.， 2000） ，继而启动苯丙烷代谢进程，产生一系列软木脂前体物质如 4–羟基肉桂酸和阿魏酸等，而这些化合物会进一步转化为酚类、木质素和类黄酮等抗菌物质（ Boerjan et al.， 2003； Schreiber et al， 2005） ，也会加固细胞壁，增强愈伤组织的抗性（ Lapierre et al.， 1996） 。 Beckman（ 2000）和 Borchert（ 1978）等认为，块茎栓化过程与PAL 活性具有直接的关系，并且损伤会诱导 PAL 活性及基因表达量的显著升高。本试验观察到，浅层损伤块茎愈伤组织的 PAL 活性在愈伤前期显著高于深层损伤的， 这是导致浅层损伤块茎愈伤组织木质素和软木脂积累更快的重要原因。 块根或块茎损伤后合成的木质素是由木质素单体、 p–香豆醇、咖啡醇和芥子醇等组成的聚合物，可促使伤口部位进一步愈合（ Hawkins amp; Boudet， 1996） 。本试验中浅层损伤的木质素含量在愈伤后期显著高于深层损伤，表明浅层损伤块茎能够更好地阻止表面的水分流失和病原物的侵染。损伤也会诱导酚类化合物的积累， H2O2和过氧化物酶可将这些酚酸类物质转化成的木质素单体结合到聚酚结构域中（ Razem amp; Bernards， 2002） 。酚类化合物的含量由其合成速率与被结合速率共同决定（ Becerra-Moreno et al.， 2015） 。本试验中发现，浅层损伤块茎在愈伤后期的总酚含量低于深层损伤，这说明浅层损伤的块茎在愈伤组织形成过程中被用于合成木质素的酚类物质含量高于深层损伤。此外，愈伤周皮提取物的极性分子中具有较强生物活性的物质，如阿Jiang Hong， Wang Yi， Wang Bin， Zhang Jingrong， Zheng Xiaoyuan， Bi Yang. A comparison study of healing ability of shallow and deep wounds in potato tubers‘ Qingshu 168’ . 916 nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp; nbsp;Acta Horticulturae Sinica， 2018， 45 5 908– 918. 魏酸、阿魏奎宁酸和肉桂腐胺等能够抑制多种病原物的生长（ Dastmalchi et al.， 2016） 。浅层损伤块茎的发病率低于深层损伤块茎与愈伤组织的强氧化性密切相关。类黄酮是另一苯丙烷途径的代谢产物，具有较强的抗氧化特性，而类黄酮具有抑菌的作用也是基于类黄酮不同组成成分的强抗氧化活性（陈嘉景 nbsp;等， 2016） 。本研究中浅层损伤块茎的类黄酮含量在损伤初期显著高于深层损伤，表明愈伤前期浅层损伤块茎已经具备了更强的抵抗病原物的能力。 Thomson 等（ 1995）发现，马铃薯块茎被去除自然周皮后， 4 h 时就在块茎表皮的损伤细胞中检测到了软木脂前体物质和木质素，而马铃薯块茎经过严重碰伤以后， 8 h 时才检测到这些物质。 Rhodes 等（ 2006）认为，不同损伤信号分子的传导部位存在差异，轻微损伤会导致信号分子在韧皮部中传导，而严重损伤则导致在木质部中传导。由此表明，马铃薯块茎受深层、浅层损伤之后形成的愈伤组织存在差异也可能与伤信号的传导部位密切相关，但具体机制尚待进一步研究。 nbsp;综上所述，虽然浅层与深层损伤马铃薯块茎愈伤期间的质量损失率无显著差异/p