全 文 ：第 36卷 第 5期 东　北　林　业　大　学　学　报 Vol.36 No.5
2008年 5月 JOURNALOFNORTHEASTFORESTRYUNIVERSITY May2008
杨树单宁含量与青杨天牛危害的关系 1)
　　　　　　　　　　　孙　萍　　　　 郭树平　李海霞
(东北林业大学 ,哈尔滨 , 150040)　　　　(黑龙江省林业科学研究所)
　　摘　要　根据青杨天牛的发生规律 ,通过对不同杨树品系木质部和韧皮部在生长期与休眠期单宁含量的变化
规律的分析 , 研究了杨树中次生代谢物质单宁含量与青杨天牛危害的关系。结果表明 ,青杨天牛对不同杨树品系
的危害率有较大的差异;生长期的健康韧皮部和被害木质部的单宁含量与被害率有较强的负相关性;杨树各品系
之间单宁含量差异显著;生长期内健康与被害的木质部和韧皮部单宁含量差异显著;在休眠期只有被害木质部单
宁含量与被害率有较强相关性;生长期和休眠期之间木质部单宁含量变化不显著 , 韧皮部单宁含量变化显著。
关键词　杨树;单宁;青杨天牛
分类号　Q969.511.4RelationshipbetweenTanninContentofPoplarandDamageofSaperdapopulnea/SunPing(ColegeofForestry,NortheastForestryUniversity, Harbin150040, P.R.China);GuoShuping, LiHaixia(HeilongjiangForestryResearchInstitute)//JournalofNortheastForestryUniversity.-2008, 36(5).-51 ～ 52AnexperimentwasconductedtostudytherelationshipbetweentannincontentofpoplaranddamageoftheSaperdapopulneaaccordingtotheoccurrenceruleofSaperdapopulneaandthevaryingregularityoftannincontentsinxylemandphloemofdiferentpoplartreesbetweengrowingperiodandrestperiod.ResultshowsthatthereisabigdiferenceinthedamagerateofSaperdapopulneaamongdifferentpoplartrees.SignificantlynegativecorrelationswerefoundbetweenthetannincontentsofthehealthyphloemandthedamagedxylemandthedamageoftheSaperdapopulneaduringgrowingperi-od.Thedifferenceintannincontentisprominentamongdiferentpoplarstrainsaswellasbetweenthehealthyphloemandthedamagedxylemofdiferentpoplartreesduringgrowingperiod.Duringtherestperiod, thereisanobviouscorrelationonlybetweentannincontentofdamagedxylemanddamagerate.Thedifferenceintannincontentofthexylembetweengrowingperiodandrestperiodisnotmarkedly, whilethatofthephloemisnotably.Keywords　Poplar;Tannins;Saperdapopulnea
　　青杨天牛(Saperdapopulnea)是我国北方地区杨树的主要
蛀干害虫之一 , 主要危害杨柳科植物 , 在幼树干髓危害 ,可使
整株死亡。 2006年 , 仅大庆地区青杨天牛的发生面积就达到
了 5.73万 hm-2(大庆市 5年生以下的幼林总面积 7.73万
hm-2), 最严重的林地有虫株率达 80%以上。植物受到害虫
的攻击后 , 它不是被动的受害 , 而是主动地 、积极地产生一系
列生理生化反应 [ 1-2] 。单宁为多元酚类物质 , 可与蛋白质分
子结合而形成稳定的交叉链 , 抑制酶的活性 , 又可与淀粉等结
合 , 影响昆虫对淀粉等营养物质的取食和消化。试验证明它
是一类有效的化学防御物质 , 可作为树种抗性的标志 [ 3-4] 。
本研究选取 5种对天牛的抗性具有明显差异的杨树树种 , 对
其单宁含量进行比较分析 , 以期为杨树的抗天牛机理的研究
以及抗天牛树种的早期选育提供理论依据。
1　材料与方法
1.1　青杨天牛的危害调查与样品采集
于 2007年 5月在黑龙江省苇河林业局青山种子园进行采
样。样方面积 20m×20m,大约 200棵左右 3年生幼苗 , 品种
或无性系为 1344、银中杨、小黑 14、迎春 5号和施 ×斯。对每
木用标杆测定树高 ,用游标卡尺测其胸径, 并调查被害率。在
样地中分别随机成段采集健康木和青杨天牛被害木枝干 ,每个
树种健康与被害木各采集 9棵 ,每 3棵为 1组 ,样枝长 20cm。
1.2　方法
在实验室将采集到的样枝木质部和韧皮部分开 ,放入鼓风
烘干箱中以 80℃烘干 10 ～ 12h后剪段 ,经浙江奥力中药粉碎
1)国家林业局林业科学技术研究项目(2006-27)。
第一作者简介:孙萍 , 女 , 1980年 7月生 ,东北林业大学林学院 ,
硕士研究生。
通讯作者:郭树平 ,男 ,研究员 ,黑龙江省林业科学研究所。
收稿日期:2007年 9月 12日。
责任编辑:程　红。
机 AK400B粉碎 ,再在 80℃下烘 4 ～ 5h至恒质量, 过 60目分
样筛后, 存放在干燥器中备用。香草醛比色法 [ 5-6]测定单宁含
量 ,其标准溶液配置:准确称取标准单宁酸 0.05g溶于 50 mL
甲醇中, 配制成 1.0g· L-1的标准溶液, 取 5支 10mL刻度试
管 ,编号为 0 ～ 4,按表 1所示加入各试剂, 以 0号作对照。
表 1　配制标准曲线的各试剂加入量
管号 单宁酸溶液 /mL
甲醇 /
mL
4%香草醛甲
醇溶液 /mL
浓盐
酸 /mL
标样质
量 /mg
0 0　 2.0 2.0 1.0 0　
1 0.5 1.5 2.0 1.0 0.5
2 1.0 1.0 2.0 1.0 1.0
3 1.5 0.5 2.0 1.0 1.5
4 2.0 0 2.0 1.0 2.0
　　单宁含量的测定:称取样品 0.5g, 溶于 50mL甲醇中 , 浸
提 2h后 ,取上清液 2.0mL, 加 4%香草醛甲醇溶液 2.0mL, 浓
盐酸 1.0mL, 用铝箔遮光 , 30℃水浴 20min,冷却后在 510nm
下比色 ,以空白作为对照调零 ,以不同质量浓度梯度的单宁酸
溶液为标样绘制标准曲线。单宁质量分数 =C×(V/V1)/W,
式中 C为查标准曲线所得单宁质量;V1为样品提取液总体积(V
1
=50 mL);V为比色时所取提取液体积(V=3mL);W为
样品质量。所有数据采用 SPSS11.5、ForStat2.0统计软件进
行分析。
2　结果与分析
2.1　不同杨树品种或无性系生长期单宁含量
由表 2可见 ,青杨天牛对不同杨树品种或无性系的危害
率差异很大 , 被害率最高的是施 ×斯 , 达 9.70%;被害率最低
的是小黑 14, 为 1.80%。被害率由重到轻的是:施 ×斯 >迎
春 5号 >银中杨 >1344>小黑 14。 小黑 14健康木质部的单
宁质量分数相对较少 , 为 0.23 ×10-3 , 但其被害后增加量最
为明显 , 是危害前 3倍。
表 2　不同杨树品种或无性系单宁含量与天牛危害程度的关系
品种或
无性系
韧皮部单宁 /10-3
健康 被害
木质部单宁 /10-3
健康 被害
被害
率 /%
1344 0.77 0.51 0.34 0.75 3.90
小黑 14 1.06 0.76 0.23 0.70 1.80
迎春 5号 0.69 0.64 0.63 0.68 8.10
施 ×斯 0.49 0.59 0.22 0.42 9.70
银中杨 0.55 0.83 0.30 0.43 6.00
2.2　不同杨树品种或无性系生长期单宁含量与天牛危害程
度的相关分析
被害率分别与健康 、被害的韧皮部 、木质部单宁含量的相
关性分析表明 , 杨树各品种或无性系被害率与健康韧皮部、被
害木质部的单宁含量均成负相关性, 相关系数分别为 -0.87
和 -0.61。即健康韧皮部和被害木质部单宁含量越高被害率
越低 , 说明单宁是抵抗害虫侵害的一种防御性物质。这可能
是由于青杨天牛成虫首先产卵于木质部和韧皮部之间 , 初孵
幼虫先向刻槽 2边的韧皮部侵害 ,后蛀入木质部 [ 7] 324-325。健
康条件下韧皮部单宁含量高则抑制卵孵化量 , 一旦初孵幼虫
进蛀到木质部 , 被害后的木质部单宁含量又直接影响幼虫的
生长发育。天牛幼虫是在木质部中生长发育的 ,主要取食木
质部 , 木质部单宁含量直接影响着天牛的生长发育。不同杨
树品种或无性系之间单宁含量差异显著(PB<0.05、PE<0.05);木质部与韧皮部在生长期里健康和被害条件下单宁含量差异
极显著(PA<0.05、PD<0.05), 即被害前后差异较大(表 3、表 4)。
表 3　不同杨树生长期健康与被害品种或无性系间木质部双因素分析
因子组 平方和 自由度 均方 F值 显著水平
A 0.47 1 0.47 778.22 <0.01
B 0.41 4 0.10 171.57 <0.01
A×B 0.21 4 0.05 86.43 <0.01
残差 0.01 20 0
模型 1.08 9 0.12 201.14 <0.01
校正计 1.10 29
截距 6.55 1
合计 7.65 30
　　注:A为健康木质部与被害木质部 , B为杨树各品系。
表 4　不同杨树生长期健康与被害品种或无性系间韧皮部双因素分析
因子组 平方和 自由度 均方 F值 显著水平
D 0.01 1 0.01 10 541.10 <0.01
E 0.45 4 0.11 78 909.02 <0.01
D×E 0.35 4 0.09 62 470.36 <0.01
残差 0 20 0
模型 0.82 9 0.09 64 006.52 <0.01
校正计 0.82 29
截距 14.24 1
合计 15.06 30
　　注:D为健康韧皮部与被害韧皮部 , E为杨树各品系。
2.3　不同杨树品系生长期和休眠期单宁含量相关分析
不同杨树品系休眠期单宁含量与被害率相关分析的结果
表明 , 只有被害木质部与被害率有较强的负相关性 , 相关系数
为 -0.759, 即被害木质部单宁含量高 , 被害率就低。其它相
关性小。这是因为在冬季 , 青杨天牛进入老熟幼虫 , 以蛀屑在
虫道末端筑蛹室并在其中越冬 [ 7] 324-325。害虫整个冬季都在
被害木质部中生长发育。不同杨树品系在生长期和休眠期单
宁含量木质部差异不显著(P>0.05);健康与被害木质部在
生长期和休眠期差异也不显著(P>0.05), 品种间含量变化
也不显著 , 这说明 , 青杨天牛在木质部中越冬期内仍进行危
害。被害木质部在休眠期内单宁仍起到抵制害虫的作用 , 与
生长期含量无显著差异(表 5)。而韧皮部在生长期和休眠期
单宁含量变化显著(P<0.05);健康与被害韧皮部之间含量
变化也很显著;杨树品种之间变化显著。由于树种进入休眠
期 ,韧皮部不再发挥抵制害虫作用 ,其含量变化明显(表 6)。
表 5　不同杨树品种或无性系生长期与休眠期的健康与被害木质部三因素分析
因子组 平方和 自由度 均方 F值 显著水平
A 4.53 1 4.53 7.76 0.07
B 4.20 1 4.20 7.20 0.07
C 1.45 3 0.48 0.83 0.56
A×B 2.19 1 2.19 3.76 0.15
A×C 0.54 3 0.18 0.31 0.82
B×C 2.63 3 0.88 1.50 0.37
残差 1.75 3 0.58
模型 15.55 12 1.30 2.22 0.28
校正计 17.30 15
截距 16.93 1
合计 34.23 16
　　注:A为生长期与休眠期 , B为健康木质部与被害木质部 , C为杨
树品种或无性系。
表 6　不同杨树品种或无性系生长期与休眠期的健康与被害韧皮部三因素分析
因子组 平方和 自由度 均方 F值 显著水平
A 54.58 1 54.58 76.94 <0.01
B 15.96 1 15.96 22.49 0.02
C 20.11 3 6.70 9.45 0.05
A×B 18.02 1 18.02 25.41 0.02
A×C 20.41 3 6.80 9.59 0.05
B×C 2.47 3 0.82 1.16 0.45
残差 2.13 3 0.71
模型 131.56 12 10.96 15.45 0.02
校正计 133.69 15
截距 102.82 1
合计 236.50 16
　　注:A为生长期与休眠期 , B为健康韧皮部与被害韧皮部 , C为杨
树品种或无性系。
3　结论与讨论
对青杨天牛抗性不同的被害木质部单宁含量差异显著 ,
这一结论与李会平结论相同 [ 8] 。所以主要影响幼虫生长发
育的是木质部。健康韧皮部单宁含量与被害率相关性较强。
休眠期和生长期之间木质部单宁含量变化不显著 , 韧皮部单
宁含量变化则显著。各品种之间单宁总含量相关性较强 , 差
异略显著 , 单宁含量增高 , 抑制虫害能力增强 , 可见单宁为树
种抗虫的一个因素。韧皮部单宁在危害前后测定中有减少现
象 ,单宁含量变化还与哪些条件有关还有待进一步研究。
参　考　文　献
[ 1] 　BristowCM.Hostdevelopmentofersnewinsightintoinsectplant
interaction[ J] .TrendsEcolEvol, 1989, 5(4):123-124.
[ 2] 　戈峰.昆虫对植物的胁迫作用 [ C] //万方浩.青年生态学者论丛
(二).北京:中国科学技术出版社 , 1992:87-91.
[ 3] 　钦俊德.昆虫与植物的关系 [ M] .北京:科学技术出版社 , 1987:
63-66.
[ 4] 　黄大庄 ,阎晔辉 ,张彦广 ,等.树木单宁含量和抗桑天牛的关系
[ J] .河北省科学院学报 , 1996(3):293-295.
[ 5] 　李继东.毛白杨无性系对桑天牛抗性相关生理指标研究 [ D] .
河南:河南农业大学林学园艺学院 , 2003.
[ 6] 　桑玉强.桑天牛成虫取食习性与几个树种抗性的分析 [ D] .河
南:河南农业大学林学园艺学院 , 2002.
[ 7] 　张执中.森林昆虫学 [ M].北京:中国林业出版社, 2001:324-325.
[ 8] 　李会平 ,王志刚 ,杨敏生 ,等.杨树单宁与酚类物质种类及含量
与光肩星天牛危害之间关系的研究 [ J] .河北农业大学学报 ,
2003, 26(1):36-39.
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