松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)是国际上公认的重要检疫性有害生物，其引起的松材线虫病是一种毁灭性森林病害。该病自20世纪初在日本首次发现以来，已从北美扩散蔓延至亚洲、欧洲等多个国家，造成大批松树死亡(Fielding et al., 1996)。松树感病后1~3个月内即可全株枯死，造成严重损失。为此，国内外学者对松材线虫病的病原物、媒介昆虫、病害发生发展规律和防治等方面作了大量的研究(Shaheen et al., 1984；Mamiya, 1985；Kuroda et al., 1988；Oku et al., 1990；Fukuda et al., 1992a；李兰英等，2006；胡霞等，2007；谢立群等，2007；刘洪剑等，2007)。

目前对松材线虫与寄主互作中的生理生化变化及其与病害发展的内在联系研究则较少，且主要集中在人工接种状态下，对黑松(Pinus thunbergii)和马尾松(P. massoniana)的幼苗或离体枝条进行的组织结构、有机酸含量、含水量、酚类和酶类等部分生理生化指标的研究(陈玉惠等，2005；2006；谈家金等，2008；Tan et al., 2011)。本文选取20年生左右的黑松和马尾松，研究其在自然条件下感染松材线虫病后，针叶含水量变化、色素含量变化以及部分抗氧化酶活性变化，旨在了解这些变化在松材线虫病发生发展中的作用及其与病害发生发展的内在联系，同时与人工接种的试验结果相比较，为进一步探究松材线虫病发病机制提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 样树选择及病株分级标准

样树选择：2009年8月，分别选取浙江省平湖市乍浦林场的自然感病黑松(胸径15~20 cm)和余姚市牟山自然感病的马尾松(胸径10~15 cm)作为研究对象。所选黑松和马尾松均为20年生。

病株分级标准参照谈家金等(2000)的分级标准并有所改进，主要根据植株外观和流脂情况，结合松材线虫分离情况，将病株分为6级：健康期(healthy wood，HW)；感病初期(initial phase，IP)；感病轻期(early phase，EP)；感病中期(middle phase，MP)；感病重期(serious phase，SP)；感病晚期(terminal phase，TP)。各阶段选取样树6株，共36株。

1.2 采样方法

从不同阶段的样树上、中、下3个冠层，按东、西、南、北4个方位依次采集1束针叶，将其混匀后分成2份，其中一份于室内低温保鲜箱中保存，待测色素及含水量；另一份于室内液氮罐中冷冻保存，待测抗氧化酶活性。

1.3 测定方法

针叶含水量测定、过氧化氢酶(CAT)活性测定和超氧化物歧化酶(SOD)活性测定参见文献(郑炳松，2006)；针叶色素含量测定参见文献(李得孝等，2005)；过氧化物酶(POD)活性测定参见文献(王学，2006)。

2 结果与分析 2.1 松材线虫自然侵染对黑松、马尾松针叶含水量(鲜质量)的影响

黑松和马尾松受松材线虫侵染后，不同感病阶段针叶含水量结果见图 1。从中可以发现在感染松材线虫后，2种松树针叶含水量在感病初期较健康期均略有上升，随着感病程度的加深，均呈现下降趋势。相比之下黑松含水量下降速度略快于马尾松，这与2种松树的个体差异相关。

2.2 松材线虫自然侵染对松树针叶色素含量的影响

松材线虫侵染黑松、马尾松后，不同感病阶段寄主针叶色素含量变化见表 1，2种松树叶绿素a/b值总体呈下降趋势，且相对较缓，黑松在感病重期后下降明显，类胡萝卜素含量在早期阶段剧烈下降。但2种松树在感病前期，叶绿素a/b值及类胡萝卜素含量较健康阶段均增大，随后出现持续下降的趋势。

2.3 松材线虫自然侵染对松树针叶POD、SOD、CAT 3种酶活性影响

黑松和马尾松受松材线虫感染后，导致2种松树的抗氧化酶系统活性发生变化。结果表明：黑松和马尾松针叶CAT活性和SOD活性出现持续下降(图 2-a, b)，即随感染时间的延长，受松材线虫感染松树体内清除活性氧的能力下降，细胞膜损伤加重(陈玉惠等，2002)。但马尾松下降速度更加迅速。2种松树的POD活性则在感病初期略有升高，随后持续下降(图 2-c)。

3 结论与讨论

松材线虫侵染黑松和马尾松后，都会导致2者针叶含水量和叶绿素含量下降，但在2种松树感病初期含水量和叶绿素含量均升高，而后逐渐下降，类胡萝卜素含量变化与叶绿素含量变化相一致，这些可能与植物对环境因子具有补偿和超补偿效应有关。针叶含水量变化是引起松树萎蔫的原因，有研究表明松材线虫侵入植株后会逐渐导致松树体内水分输导受阻，进而导致水分亏缺(谈家金等，2009)，本研究中松树表现出萎蔫的症状，针叶含水量也下降，与Melakeberhan等(1990；1991)和Fukuda等(1992b)研究结果相一致，也进一步证明了松树感染松材线虫后水分传导受阻的结论。植物叶绿素含量与水分状况有密切关系，严重的水分胁迫会使叶绿体的片层结构受损，导致叶绿素含量下降，本试验与前人研究结论相符(蒋明义等，1994)。植物类胡萝卜素主要起光保护作用，本试验表明：在感病初期黑松和马尾松均对松材线虫的侵入发生了一定的防御作用。

黑松和马尾松受松材线虫侵染后，针叶SOD、CAT的活性下降，表明其清除自由基的能力逐渐减弱，即两者的自我防御能力下降，这可能与松材线虫的侵入导致两者的细胞结构破坏，薄壁细胞死亡有关，从而导致细胞不能发挥正常的作用。POD含量在松材线虫侵染初期有所升高，表明黑松和马尾松在感病初期均有自我保护的反应，但随着病程的推进，松材线虫大量繁殖，进入植物组织结构，破坏细胞，植物正常的生理活动被破坏，最终导致死亡。本试验树为自然感病状态下20年生左右的大树，研究结果与前人研究植物生理变化有相似之处，但2种松树在感病初期含水量、色素和POD含量均有所上升，这可能是植物对胁迫的一种防御反应和补偿机制，同时可能与本试验样树为20年生左右的大树有关。本研究结果表明：针叶叶绿素、类胡萝卜素和POD均参与了松树对病害胁迫的防御反应和补偿作用，但松材线虫在细胞结构上是如何影响黑松和马尾松光合作用变化和相关生理指标的机制还有待进一步研究。