蓟马为害对不同品种苜蓿体内可溶性蛋白和丙二醛含量的影响

景康康　师尚礼　王小珊　胡桂馨　王茹芳

摘要：以10个不同抗性级别的苜蓿品种为材料，以牛角花齿蓟马初孵若虫为试虫，在苜蓿三叶期和六叶期，接入蓟马若虫任其为害，5 d后取样测定苜蓿植株的可溶性蛋白、丙二醛含量，结果表明：各苜蓿品种可溶性蛋白的含量在三叶期受害后下降，六叶期受害后升高。在三叶期和六叶期，抗性品种的含量均显著高于感虫品种和高感品种；各苜蓿品种的丙二醛含量在三叶期和六叶期受害后均显著升高，感虫品种植株体内积累的丙二醛的量显著高于抗虫品种。可能是抗虫品种体内膜脂过氧化作用发生推迟或蓟马为害诱导植株产生的防御性化学物质刺激了植株的酶促反应，从而增强了苜蓿对牛角花齿蓟马为害的抗性。

关键词：牛角花齿蓟马；苜蓿品种；可溶性蛋白；丙二醛

牛角花齿蓟马（Odontothrips loti）是我国北方苜蓿（Medicago sativa）生产上的重要害虫之一，以取食花和幼嫩组织为害，严重影响苜蓿的产量与质量[1]。对蓟马的防治主要依靠化学农药，但由于蓟马具有发育历期短、世代重叠严重、个体小、取食隐蔽、对杀虫剂极易产生抗药性等特点，单一的化学防治措施难以取得理想的控制效果，而且滥用化学农药会导致苜蓿和环境农药残留严重[2-4]。

植物在受到昆虫取食胁迫后，其体内生理代谢的许多方面发生变化，如次生代谢途径的关键酶活力升高，次生代谢物质增加，光合效率和呼吸效率以及蛋白质组分的变化等，这些变化都将会影响到与植物相联系的昆虫[5-7]。同时，植物体内活性氧代谢系统平衡受到破坏，产生大量活性氧，多余的活性氧可引起体内膜脂过氧化和膜脂脱脂作用启动，从而破坏膜结构[8，9]。丙二醛是植物细胞膜脂过氧化的重要指标之一[10]，能与细胞内各种成分发生反应，从而导致蛋白质、核酸、多糖和膜脂分子的氧化破坏[11]。可溶性蛋白作为植物体内重要的渗透调节物质，与植食性害虫的寄主选择行为有关，植物中可溶性蛋白含量升高，害虫的存活率、生长发育速度及生殖力会相对提高[12]。

在害虫综合治理3大要素（农药、品种抗耐虫性、自然控制）中[13]，利用抗虫品种来控制其危害是探索从根本上解决蓟马危害的有效途径之一。但有关牛角花齿蓟马对紫花苜蓿不同生长

时期危害的抗逆性指标变化鲜见报道。此次研究用田间筛选的10个不同抗性级别的苜蓿品种[14]，比较不同抗性苜蓿品种在牛角花齿蓟马为害后植株体内可溶性蛋白和丙二醛含量的变化，揭示蓟马为害对苜蓿的伤害机理，阐明苜蓿对蓟马为害胁迫的抗性机制，对进一步选育抗蓟马紫花苜蓿新品种提供可以借鉴的理论依据。

1 材料和方法

1.1 供试牛角花齿蓟马虫源

供试1龄若虫： 直径10 cm的培养皿中辐射状放置数片感蓟马品种Site苜蓿新展开叶片，叶柄用湿润棉球保湿，再接入数头牛角花齿蓟马的雌成虫，用扎有小孔的保鲜膜封住培养皿，置于24.5±1 ℃，光周期为L∶D=16∶8 h的光照培养箱中，任牛角花齿蓟马雌虫在苜蓿叶片上产卵，1 d后移去蓟马成虫，保湿苜蓿叶片，待卵孵化备用。

1.2 供试苜蓿品种

选取苜蓿大田牛角花齿蓟马抗性鉴定品种中的10个不同抗性级别苜蓿品种，试验所用种子与大田抗性评定苜蓿为同一批种子，10个苜蓿品种来源甘肃农业大学（表1）。

1.3 苗期牛角花齿蓟马为害处理

在10×7 cm营养钵中播入以上品种，每杯1株，分别于三叶1心期和六叶期选取长势一致的植株，接入刚孵化的牛角花齿蓟马若虫，每株3头，每品种处理50株，待其为害5 d后移去蓟马（牛角花齿蓟马若虫只在1、2龄期取食为害，室温下从其1、2龄经历5 d），取样后液氮保存，以备测定。

1.4 测定方法

1.4.1 可溶性蛋白含量测定

参照文献[15，16]的方法，称取1 g叶片，加10 mL 0.05 mo1/L磷酸缓冲液，pH 7.8和少量石英砂，快速匀浆，10 000 r/min离心15 min，得上清液即为可溶性蛋白质。取上清液0.1 mL，加5 mL考马斯亮蓝染色液，充分摇匀后测定595 nm 波长下的OD值。

1.4.2 丙二醛含量测定

参照文献[15，16]，取1 g叶片，加10 mL 0.05 mo1/L磷酸缓冲液，pH=7.8和少量石英砂，低温下研磨提取，匀浆于10 000 r/min离心15 min，取上清液2 mL，加0.4 mL磷酸缓冲液（pH=7.0），4 mL 0.5%硫代巴比妥酸，沸水浴30 min后，置于冷水中冷却，2 000 r/min离心5min，取上清液测450、532、600 nm波长下的OD值。以磷酸缓冲液代替提取液作空白对照。

1.5 数据统计

采用Excel 2003进行数据处理和图表绘制，并采用DPS 3.1软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 牛角花齿蓟马为害前后植株可溶性蛋白含量

2.1.1 三叶期牛角花齿蓟马为害前后植株可溶性蛋白含量

三叶期，苜蓿各品种在牛角花齿蓟马为害后其植株的可溶性蛋白含量均急剧下降（表2），高感品种S和DB的蛋白含量减少量显著低于其他抗性品种（P<0.05），抗性品种Ta在蓟马为害后蛋白含量减少量最低，且二者之间无差异。从各品种植株的可溶性蛋白含量上看，在蓟马为害后抗性品种的可溶性蛋白含量显著高于其他抗级品种（P<0.05），而高感品种的可溶性蛋白含量在所有参试品种中是最低的。蓟马为害后感虫品种G3和XJ苜蓿植株的可溶性蛋白含量及减少量仅次于抗性品种Ta和TS苜蓿。

2.1.2 六叶期牛角花齿蓟马为害前后植株可溶性蛋白含量

牛角花齿蓟马为害后，各苜蓿品种植株的可溶性蛋白含量急剧上升。抗性品种Ta苜蓿在蓟马为害后可溶性蛋白含量最高，且显著高于其他抗级品种（P<0.05），而高感品种S和DB苜蓿的含量是所有品种最低的（表3）。

蓟马为害后可溶性蛋白的增加量也基本一致，除中抗品种GN1之外，抗性品种Ta苜蓿的增加量极显著高于其他抗级品种，高感品种极显著低于其他抗级品种的增加量。

2.2 不同苜蓿品种在牛角花齿蓟马为害后丙二醛含量变化

2.2.1 三叶期不同苜蓿品种在牛角花齿蓟马为害后丙二醛含量变化

在蓟马为害之前，各品种植株丙二醛含量不同，高感品种S和抗性品种Ta的含量低于其他品种。受害后，高感品种S和DB苜蓿植株丙二醛的含量在含量最高，显著高于其他抗级品种（P<0.05），而抗性品种Ta和TS的丙二醛含量最低（表4）。受害后植株中丙二醛含量的增长率和含量情况一致，这说明3叶期在蓟马为害对抗性品种Ta和TS苜蓿的细胞膜受损程度最低，而高感品种的细胞膜受损程度最大。

2.2.2 六叶期不同苜蓿品种在牛角花齿蓟马为害后丙二醛含量变化

六叶期在牛角花齿蓟马为害之前，各品种植株丙二醛含量Ta苜蓿含量最低，GN1苜蓿的含量最高，和其他品种显著差异（P<0.05），其他品种植株丙二醛含量无显著差异。在蓟马为害之后，各为害苜蓿品种植株较健康的丙二醛含量均明显上升，其中，S含量最高，显著高于其他品种，而Ta苜蓿的丙二醛含量最低，显著低于其他品种的含量（P<0.05）。从丙二醛含量的增加可以看出，高感品种增加程度最大，而抗性品种最小，中间品种之间无显著差异。说明感虫品种受蓟马为害后植株细胞膜结构受损程度大，而抗虫品种植株膜结构受损程度最小。

3 讨论与结论

植物与昆虫在长期的协同进化过程中，建立了以植物次生代谢物质为媒介的化学联系。当植物遭受害虫攻击时，将激活相应的防御信号，启动一系列防御相关物质的合成以及释放挥发物，形成直接和间接的防御植食性昆虫危害的响应方式[5]。植物防御物质主要来源于不同生物合成途径的植物次生代谢物质，植物与植食性昆虫相互作用导致虫害诱导的植物防御物质具有多样性和可变性特点[17]。

苜蓿植株中的可溶性蛋白在不同叶龄表现不一致，在苜蓿斑蚜为害后，苜蓿植株中的总蛋白含量下降[18]；本研究发现苜蓿大龄苗的可溶性蛋白含量高于幼龄植株的含量，但蓟马为害后，幼龄植株的可溶性蛋白含量下降，而大龄植株的可容蛋白含量急剧上升。从植株抗蓟马的表现上看，大龄植株的抗性高于幼龄植株，内在因素可能与蓟马为害后所诱导产生的大量可溶性蛋白有关。

丙二醛是植物膜脂过氧化的最终产物，其含量多少可代表膜损伤程度大小[19]。受盐胁迫后，美国引种的NHC牧草（New Hy Crested wheatgrass）和景天三七丙二醛含量均随盐浓度的增加而增加[20，21]。在牛角花齿蓟马为害后，所有供试品种植株体内丙二醛含量均显著增加，且高感品种丙二醛含量均显著高于抗性品种，六叶期苜蓿各品种受害后的丙二醛含量均低于三叶期，说明六叶期苜蓿植株的抗蓟马能力提高，苜蓿植株细胞膜结构损害程度小，其受害程度较三叶期轻。苜蓿在蓟马为害后，抗性植株体内丙二醛的含量极显著低于高感品种和感虫品种的含量，可以明确地解释和说明抗性苜蓿品种对蓟马的抗性程度，可以作为一个评价苜蓿品种抗蓟马指标。

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