黃瓜對(duì)2個(gè)品種黃瓜抗生物質(zhì)的影響

黃瓜對(duì)2個(gè)品種黃瓜抗生物質(zhì)的影響

誘導(dǎo)抗蟲(chóng)是植物受害者時(shí)激活的防御機(jī)制。被飼養(yǎng)的植物影響植物的行為，或減少它們的喜好。這是一種類(lèi)似于免疫反應(yīng)的抗逆現(xiàn)象。誘導(dǎo)抗蟲(chóng)性只有在外界因子刺激下,如機(jī)械損傷、植食者取食或病原菌侵染時(shí)才得以表現(xiàn)。植物受到昆蟲(chóng)取食后,受損傷的葉片中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及一些次生物質(zhì)的含量會(huì)發(fā)生改變,這些物質(zhì)的改變直接影響植物對(duì)昆蟲(chóng)的抗性。李慶等研究認(rèn)為,游離脯氨酸和絲氨酸含量與植物抗蚜性呈極顯著或顯著負(fù)相關(guān)。小麥葉片中可溶性糖、游離脯氨酸等重要生化物質(zhì)與小麥對(duì)禾谷縊管蚜的抗性也有密切的關(guān)系。目前有關(guān)黃瓜抗蚜性的研究尚比較少,季春梅等研究認(rèn)為,黃瓜抗蚜性與植株體內(nèi)總酚含量密切相關(guān),但蚜蟲(chóng)取食后,黃瓜抗生物質(zhì)如何變化以及這些變化在不同抗性品種之間有何差異目前研究較少。蚜蟲(chóng)是黃瓜上的重要害蟲(chóng),其中瓜蚜(AphisgossyPii)為優(yōu)勢(shì)種。目前,瓜蚜的防治主要采用化學(xué)措施,由此造成的農(nóng)藥殘留是無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)的重要障礙。有研究表明,不同黃瓜品種之間存在明顯的抗蚜性差異,因此篩選和利用黃瓜的抗蚜性可有效實(shí)施黃瓜蚜蟲(chóng)的非化學(xué)控制,而闡明黃瓜對(duì)蚜蟲(chóng)的抗性機(jī)制是抗蟲(chóng)品種篩選和利用的前提和基礎(chǔ)。本研究以抗蚜品種早二N和感蚜品種四川寸金為試驗(yàn)對(duì)象,探討黃瓜對(duì)蚜蟲(chóng)的抗性類(lèi)型和抗性機(jī)制,為黃瓜抗蚜品種的利用提供理論依據(jù)。1黃瓜葉片抗氧化指標(biāo)的測(cè)定1)黃瓜品種:早二N、四川寸金,由揚(yáng)州大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院提供,其中,早二N對(duì)瓜蚜中抗,四川寸金對(duì)瓜蚜為感蟲(chóng)。黃瓜用穴盤(pán)育苗,定植在孔徑0.246mm防蟲(chóng)網(wǎng)的網(wǎng)室內(nèi),2個(gè)品種種植成2個(gè)小區(qū),中間用防蟲(chóng)網(wǎng)隔離。2)瓜蚜:采自田間自然發(fā)生的感蟲(chóng)黃瓜品種上。選無(wú)翅成蚜供試,試驗(yàn)前饑餓4h。1)黃瓜樣品前處理:每品種、各處理選生長(zhǎng)基本一致的黃瓜20株,每株選中部3張葉片接蟲(chóng)。將瓜蚜接到黃瓜葉片背面,接蟲(chóng)量分別為50、100、200頭·葉-1,待瓜蚜穩(wěn)定取食2h后開(kāi)始計(jì)時(shí),并定為取食0h,此后每24h取樣1次,共取樣4次(24、48、72、96h),樣品立即放入液氮中冷凍,置于一80℃超低溫冰箱中保存,用于物質(zhì)含量測(cè)定。以不接蟲(chóng)為對(duì)照。試驗(yàn)重復(fù)3次。2)黃瓜葉片中可溶性糖含量測(cè)定:采用蒽酮比色法測(cè)定。將黃瓜葉片放入三角瓶中,加入10mL沸水,在沸水浴中煮沸10min,過(guò)濾定容至25mL,取5mL二次定容到50mL為待測(cè)液。取待測(cè)液1mL,加蒽酮試劑4mL顯色,在沸水浴中煮沸10min,冷卻后于波長(zhǎng)620nm處測(cè)定D值。用葡萄糖繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。3)黃瓜葉片中游離脯氨酸含量測(cè)定:①脯氨酸提取。將黃瓜葉片剪碎,混勻后稱(chēng)取0.5g,置于大試管中,向試管中加入5mL3%磺基水楊酸溶液,沸水浴中提取10min,冷卻后過(guò)濾于干凈的試管中,濾液即為游離脯氨酸提取液。②游離脯氨酸含量測(cè)定。采用茚三酮顯色法測(cè)定,參照文獻(xiàn)略有改動(dòng)。吸取2mL提取液于具塞試管中,加入2mL冰醋酸及2mL2.5%酸性茚三酮試劑,在沸水浴中加熱30min,溶液呈紅色。冷卻后加入4mL甲苯,搖蕩30s,靜置片刻,取上層液至10mL離心管中,3000r·min-1離心5min。用吸管輕輕吸取上層脯氨酸紅色甲苯溶液于比色杯中,以甲苯溶液為空白對(duì)照,于波長(zhǎng)520mm處測(cè)定D值。用脯氨酸繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。4)黃瓜葉片中可溶性蛋白質(zhì)含量測(cè)定:參照文獻(xiàn)方法,略有改動(dòng)。葉片剪碎混勻,稱(chēng)取0.2g,加入5mL蒸餾水,研磨,4000r·min-1離心10min,上清液倒入10mL容量瓶中,再向殘?jiān)屑尤?mL蒸餾水,搖勻懸浮后二次離心10min,合并上清液,定容。取上清液0.1mL,加入0.9mL蒸餾水及5mL考馬斯亮藍(lán)G-250蛋白試劑,混勻,顯色后于波長(zhǎng)595nm處測(cè)定D值。用牛血清蛋白繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。5)黃瓜葉片中酚類(lèi)化合物含量測(cè)定:參照文獻(xiàn)方法,略有改動(dòng)。取新鮮黃瓜葉片0.5g,加入3mL95%乙醇研磨成勻漿狀,再加入5mL95%乙醇過(guò)濾,用25mL乙醇定容至25mL,以?xún)翰璺幼鰳?biāo)準(zhǔn)曲線。樣品測(cè)定:取2mL待測(cè)液于10mL離心管中,再加入2mL福林試劑,搖勻3min后加入10%碳酸鈉溶液2mL,震蕩。靜置1h后于波長(zhǎng)700nm處比色測(cè)定,以2mL蒸餾水代替待測(cè)液作為空白,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算總酚含量。6)黃瓜葉片中黃酮類(lèi)化合物含量測(cè)定:①樣品前處理。將新鮮黃瓜葉片洗凈,晾干,置于恒溫干燥箱中80℃下干燥,取出制成干粉。稱(chēng)取葉片干粉0.5g,置于100mL具塞錐形瓶中,加入70%乙醇20mL,浸泡24h,超聲波提取1h,過(guò)濾,洗滌,濾液用70%乙醇定容于50mL容量瓶中,待測(cè)。②樣品測(cè)定。分別吸取提取液1.0mL,置于100mL容量瓶中,加水至2.4mL,加入5%亞硝酸鈉溶液0.4mL,混勻,靜置6min。加入10%硝酸鋁溶液0.4mL,混勻,靜置6min。加入4.3%氫氧化鈉溶液4.0mL,再加水至刻度,搖勻,靜置15min。以試劑空白為參比,用紫外分光光度計(jì)于波長(zhǎng)500nm處測(cè)定D值。用蘆丁繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。1.3統(tǒng)計(jì)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)用DPS統(tǒng)計(jì)分析軟件分析,并利用Duncanny新極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。2.1瓜改對(duì)黃瓜可溶性糖和脯氨酸含量的影響1)對(duì)可溶性糖含量的影響:由表1可知,瓜蚜取食后,黃瓜葉片中可溶性糖含量逐漸上升,取食72h時(shí)可溶性糖含量最高,此后逐漸下降,取食96h時(shí)與取食前水平接近。如在品種早二N上,以50頭,葉-1蟲(chóng)口密度的瓜蚜取食24、48、72、96h后,黃瓜葉片中可溶性糖含量分別為對(duì)照的7.98%、16.21%、20.18%、0.01%。由表1還可知,當(dāng)瓜蚜取食時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),蟲(chóng)口密度對(duì)黃瓜葉片中可溶性糖含量有一定的影響。如在品種四川寸金上取食72h后,以100、200頭·葉-1蟲(chóng)口密度取食時(shí),可溶性糖含量較50頭·葉-1蟲(chóng)口密度的分別高3.90%和7.79%,而在早二N上取食72h后,以100、200頭·葉-1蟲(chóng)口密度取食時(shí),可溶性糖含量分別較50頭·葉-1蟲(chóng)口密度的高6.67%和10.00%。2)對(duì)游離脯氨酸含量的影響:由表2可知,瓜蚜取食后,黃瓜葉片中游離脯氨酸含量逐漸上升,取食48h時(shí)游離脯氨酸含量最高,此后游離脯氨酸含量開(kāi)始下降,取食96h時(shí)與取食前水平基本一致。如在品種早二N上,以50頭·葉-1蟲(chóng)口密度的瓜蚜取食24、48、72、96h后,黃瓜葉片中游離脯氨酸含量與對(duì)照相比分別高11.31%、19.92%、14.98%、6.77%。由表2還可知,瓜蚜蟲(chóng)口密度對(duì)黃瓜葉片中游離脯氨酸誘導(dǎo)的影響與黃瓜品種有關(guān)。如在品種早二N上取食48h后,以100和200頭·葉-1蟲(chóng)口密度取食時(shí),游離脯氨酸含量較50頭·葉-1蟲(chóng)口密度的分別高6.95%和10.07%,而在四川寸金上取食48h后,以100、200頭·葉-1蟲(chóng)口密度取食時(shí),可溶性糖含量較50頭·葉-1蟲(chóng)口密度的分別高3.44%和5.00%。瓜蚜取食后,2個(gè)不同抗性的黃瓜品種葉片中游離脯氨酸含量均發(fā)生變化,與對(duì)照相比,相對(duì)變化率無(wú)明顯差異。如在早二N上瓜蚜取食24、48、72、96h后游離脯氨酸含量分別上升19.42%、32.00%、22.86%、11.31%,而四川寸金則分別上升20.36%、33.74%、18.04%、8.45%,在相同的蟲(chóng)口密度和取食時(shí)間后,2個(gè)品種中游離脯氨酸含量上升的比例無(wú)明顯差異。2.2瓜改對(duì)黃瓜酚類(lèi)化合物含量的影響1)對(duì)酚類(lèi)化合物含量的影響:由表3可知,瓜蚜取食后,黃瓜葉片中酚類(lèi)化合物含量下降,且隨著蟲(chóng)口密度的加大,下降幅度增大,取食48h后上升且高于對(duì)照,取食96h時(shí)恢復(fù)到對(duì)照水平。如在品種早二N上,以50頭·葉-1蟲(chóng)口密度取食24h后,酚類(lèi)化合物含量為185.43μg·g-1,較對(duì)照(201.09μg·g-1)下降8.45%,取食72h后,酚類(lèi)化合物含量又迅速上升到227.49μg·g-1,較對(duì)照上升13.13%,取食96h后,酚類(lèi)化合物含量又降低到195.84μg·g-1,與對(duì)照基本一致。由表3還可知,隨著瓜蚜蟲(chóng)口密度的提高,取食24h時(shí)黃瓜葉片中酚類(lèi)化合物含量明顯下降,取食48h后迅速上升。如在品種早二N上,以50、100和200頭·葉-1密度取食48h后,酚類(lèi)化合物含量分別為212.30、233.93和245.66μg·g-1,較對(duì)照分別上升5.57%、16.33%和22.16%。2)對(duì)黃酮類(lèi)化合物含量的影響:由表4可知,瓜蚜取食后,黃瓜葉片中黃酮類(lèi)化合物含量迅速上升,取食48h后達(dá)到最高點(diǎn),隨后含量開(kāi)始下降,取食96h后仍高于取食前水平。如在品種早二N上,瓜蚜取食24、48、96h后,黃酮類(lèi)化合物含量分別為2.63、2.98和2.67mg·g-1,較對(duì)照(2.35mg·g-1)分別上升11.91%、26.81%和13.62%。由表4還可知,瓜蚜取食后,2個(gè)不同抗性黃瓜品種葉片中黃酮類(lèi)化合物含量的相對(duì)變化率沒(méi)有明顯的差異。瓜蚜蟲(chóng)口密度對(duì)黃瓜葉片中黃酮類(lèi)化合物含量也沒(méi)有明顯的影響。3瓜改對(duì)黃瓜抗菌材料的誘導(dǎo)植物的化學(xué)防御體系包括植物體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、次生代謝物質(zhì)和某些不利于昆蟲(chóng)對(duì)食物進(jìn)行消化的成分等,其中對(duì)昆蟲(chóng)有重要影響的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要有可溶性糖、氨基酸和礦物質(zhì)等,次生代謝產(chǎn)物主要包括酚類(lèi)化合物、萜類(lèi)化合物和含氮化合物等幾大類(lèi)。Painter研究認(rèn)為,缺乏某些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及有效營(yíng)養(yǎng)成分的不平衡都可引起植物對(duì)植食性昆蟲(chóng)的抗生作用?？扇苄蕴呛陀坞x氨基酸是昆蟲(chóng)重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),在一般情況下,它與昆蟲(chóng)的發(fā)育速率呈正相關(guān)。但是,對(duì)大多數(shù)同翅目昆蟲(chóng)來(lái)說(shuō),食料中過(guò)高的糖會(huì)造成昆蟲(chóng)營(yíng)養(yǎng)失衡,對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生不利影響,雖然這類(lèi)昆蟲(chóng)往往以排泄蜜露的方式排出多余的糖,以增加對(duì)其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收量,但增加了能量消耗。因此,糖含量相對(duì)較低而氮含量相對(duì)較高的作物品種一般抗蚜性較強(qiáng)。酚類(lèi)化合物和黃酮類(lèi)化合物是重要的抗性物質(zhì),酚類(lèi)化合物和黃酮類(lèi)化合物與抗蚜性呈正相關(guān)。本試驗(yàn)選用的2個(gè)品種經(jīng)抗蚜性測(cè)定,早二N對(duì)瓜蚜為中抗,四川寸金為感蟲(chóng),因此,推斷這2個(gè)品種黃瓜在組成抗性中酚類(lèi)化合物和黃酮類(lèi)化合物起主導(dǎo)作用。植物在受到害蟲(chóng)為害時(shí)能作出生理應(yīng)激反應(yīng),其體內(nèi)化學(xué)成分的種類(lèi)及數(shù)量會(huì)發(fā)生變化,這些變化包括營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量改變以及次生代謝加強(qiáng);產(chǎn)生抗性物質(zhì)諸如黃酮、單寧、總酚等對(duì)昆蟲(chóng)有防御作用,阻止害蟲(chóng)進(jìn)一步為害。本研究發(fā)現(xiàn),瓜蚜取食后,黃瓜葉片中酚類(lèi)化合物和黃酮類(lèi)化合物含量迅速上升,但取食48～72h后酚類(lèi)化合物含量下降,一般于取食96h后恢復(fù)到取食前水平,而黃酮類(lèi)化合物含量仍