全 文 ：第 34卷 第 2期 东　北　林　业　大　学　学　报 Vo .l 34 No. 2
2006年 3月 JOURNAL OF NORTHEAST FORESTRY UN IVERSITY M ar. 2006
不同杨树品系还原糖含量与青杨脊虎天牛危害的关系1)
张玉宝　李金国　安　堃　严善春　迟德富
(东北林业大学 ,哈尔滨 , 150040)
　　摘　要　利用 3, 5 -二硝基水杨酸比色法测定小青杨 、小青 ×黑杨 、小黑杨 、香杨 、27年生和 40年生小叶杨韧
皮部和木质部的还原糖含量。结果表明:各杨树品系木质部的还原糖含量远远低于韧皮部的含量 ,且韧皮部的还
原糖含量差异显著。不同杨树品系韧皮部和木质部的还原糖含量与被害株率没有相关性。在 27年生同一品系小
叶杨树中 , 虽然不同高度的还原糖含量差异不显著 , 却与被害株率呈现紧密负相关。
关键词　青杨脊虎天牛;3, 5 -二硝基水杨酸比色法;还原糖
分类号　S763. 3
R elationsh ip betw een R educ ing Sugar Content in D ifferent Pop lar S tra ins and Dam age of Xylotrechus rusticus
(Coleop tera:Cerambycidae) /Zhang Yubao, L i Jinguo, An Kun, Yan Shanchun, Chi Defu(Northea st Forestry Univer-
sity, Harbin 150040, P. R. China) / /Journa l o f Northeast Forestry University. - 2006, 34(2). - 35 ～ 37
The reducing sugar content in the phloem and xy lem ofPopu luspseudo-simonii, P. pseudo - simonii ×P. n igra, P. simo-
nii ×P. nigra, P. koreana , 27 and 40-year-old P. simon iiwood w as analyzed by 3, 5-dinitrosalicy lic ac id co lorim etry. Resu lts
showed tha t the reducing sugar content in phloem w asmuch higher than that in xylem , and a significant diffe rence was found in
the phloem of different poplar strains. The co rrelation be tween the reduc ing suga r content in phloem and xy lem and the ratio of
damaged trees was not close. For 27-year-old P. sim oniir, the reduc ing suga r conten t in phloem and xy lem at different he ights
did no t show significan t diffe rence, while it showed c lose ly negative corre lation w ith the ra tio o f damaged trees.
K ey words　Xy lotrechus rusticus L. ;3, 5-dinitrosalicy lic acid co lorime try;Reducing sugar
　　杨树是我国重要的造林树种 , 但近年来受天牛等蛀干害
虫的危害情况日趋严重 [ 1 - 2] 。青杨脊虎天牛(Xy lotrechus rus-
ticus L. ),又名青杨虎天牛 ,是林业检疫性有害生物之一 [ 3] ,
近年在东北地区扩散迅速 , 危害严重 , 致使受害杨树枯梢断
头。特别是行道树受害后易遭风折 , 对行人和交通安全构成
威胁 , 并有不断加重的趋势 [ 4] 。该虫在黑龙江省的危害面积
和危害程度逐年扩大 , 曾在哈尔滨 、齐齐哈尔和绥化等地区大
面积发生 [ 5 -6] 。传统的化学 、生物等防治手段对青杨脊虎天
牛的防治效果均不理想 , 目前尚未找到比较理想的防治办
法 [ 7- 8] 。糖类是昆虫的重要能源物质 , 除为昆虫在活动时提
供能量之外 , 还可转化为氨基酸和脂肪 , 也是昆虫的主要的助
食因素。有些糖类能很好地被昆虫利用 , 大量地转变为昆虫
的血淋巴内的海藻糖。 一些贮粮害虫能够利用的糖类较广
泛 , 如拟谷盗属能利用淀粉 、甘露糖醇 、三糖苷棉子糖 、甘露糖
和葡萄糖等。但多数植食性昆虫可利用糖的范围很窄 ,有些
不能利用 , 如二化螟只能利用蔗糖 、麦芽糖 、果糖和葡萄糖;有
些糖对昆虫产生有害作用 , 如五碳糖通常不但不能被昆虫利
用 , 反而抑制昆虫的生长发育 , 具相当的毒性 , 可能是因为阻
碍了昆虫对其他糖的吸收和氧化。幼虫只能利用植物中的双
糖和还原性单糖 [ 9] 。
本研究在调查青杨脊虎天牛的危害状况时 ,发现不同杨
树品系受害程度差异很大。青杨脊虎天牛的危害程度是否与
杨树还原糖的含量相关 , 国内外尚未见报道。笔者通过测定
不同品系杨树的木质部 、韧皮部中还原糖含量 , 揭示出青杨脊
1)国家 “十五 ”科技攻关项目(01 - 08 - 03 - 02)、黑龙江省重大
科技攻关项目(GB01B203 - 01)、国家林业局留学人员科技活动择优
资助项目。
第一作者简介:张玉宝 ,男 , 1969年 9月生 ,东北林业大学林学
院 ,硕士研究生 ,现工作于黑龙江省带岭林业局。
通讯作者:严善春。收稿日期:2005年 11月 3日。
责任编辑:戴芳天。
虎天牛的危害与杨树中还原糖含量的关系 , 为选育 、营造抗虫
品系 ,控制青杨脊虎天牛的危害提供理论依据。
1　材料与方法
1. 1　样品采集
黑龙江省大庆市红旗林场地处沙丘平原 , 各杨树品系生
长的气象条件和立地条件相似。 5月下旬 , 根据青杨脊虎天
牛的危害状 , 于红旗林场调查不同杨树品系的被害株率。 对
27年生小叶杨 Populus simonii随机抽取 100株树 , 分别在主
干 4. 0、2. 5和 1. 0 m 3个高度进行调查;对 35年生小青杨 P.
pseudo - sim onii、24年生小青 ×黑杨 P. pseudo - sim onii ×P.
nigra、24年生小黑杨 P. simonii ×P. nigra、 16年生香杨 P.
koreana和 40年生小叶杨 P. simonii则随机抽取 50株树 , 调
查被害株率。根据调查结果和青杨脊虎天牛成虫的产卵习
性 ,对上述不同品系和林龄的杨树各随机选取 3株样树 ,采集
韧皮部和木质部样品 , 其中对 27年生小叶杨的主干分别在
4. 0、2. 5和 1. 0m 3个高度采样 ,其它品系均在主干 2. 5m 高
度处采样。
1. 2　还原糖的测定方法
采用 3, 5 -二硝基水杨酸比色法测定样品中的还原
糖 [ 10 - 11] 。原理是在氢氧化钠和丙三醇的存在下 ,还原糖能将
3, 5 -二硝基水杨酸中的硝基还原成氨基 , 生成氨基化合物。
此化合物在过量的氢氧化钠碱性溶液中呈橘红色 , 在一定波
长下具有最大吸收 , 并且吸光度与还原糖含量呈线性关系。
根据标准曲线 , 便可求出样品中还原糖的含量。
1. 2. 1　试剂的制备
①葡萄糖标准液制备。将葡萄糖(分析纯 )预先在 80 ℃
烘至恒质量 , 准确称取 100 m g, 置于小烧杯中 , 用少量蒸馏水
溶解后 , 转移到 100 mL的容量瓶中 ,以蒸馏水定容至刻度 , 摇
匀 ,放于冰箱中保存备用。
②3, 5 -二硝基水杨酸溶液制备。将 3. 15 g 3, 5 -二硝基
水杨酸 、 131 mL(2m o l /L)NaOH溶液和 92. 5 g酒石酸钾钠 , 加
到 250mL的 80 ～ 90℃热水中 ,搅拌 30m in,直至完全溶解;再
加入 2. 5 g结晶酚和 2. 5 g亚硫酸钠 ,搅拌溶解。冷却后加蒸
馏水定容至 500 mL, 贮于棕色瓶中 ,放置 7 d后备用 [ 12]。
1. 2. 2　标准曲线的制作
取 7支 25 mL的容量瓶 , 编号(0 - 6),按表 1所示 , 精确
加入葡萄糖标准液和 3, 5 -二硝基水杨酸溶液。
表 1　葡萄糖标准曲线的试剂量
容量
瓶号
葡萄糖标
准液 /m L
蒸馏
水 /m L
3, 5 -二硝基
水杨酸 /mL
相当于葡
萄糖量 /m g
0 0 2. 0 1. 5 0
1 0. 2 1. 8 1. 5 0. 2
2 0. 4 1. 6 1. 5 0. 4
3 0. 6 1. 4 1. 5 0. 6
4 0. 8 1. 2 1. 5 0. 8
5 1. 0 1. 0 1. 5 1. 0
6 1. 2 0. 8 1. 5 1. 2
　　将各瓶摇匀 , 在沸水浴中加热 5 m in, 取出后立即放入盛
有冷水的烧杯中冷却至室温 ,再以蒸馏水定容至 25 m L刻度
处 , 颠倒混匀。利用 721型分光光度计 , 在 540 nm波长下 , 用
10 mm光程的比色皿 , 以 0号瓶调零 , 测定 1 - 6号瓶的吸光
度。以吸光度为纵坐标 , 葡萄糖毫克数为横坐标 , 绘制标准曲
线。
1. 3　还原糖的提取和测定
1. 3. 1　还原糖的提取
将采集的韧皮部和木质部样品带回实验室 ,放入鼓风烘
干箱中以 105℃的高温度下烘 10 m in后取出 ,韧皮部用剪刀
剪碎 , 之后再将韧皮部与木质部样品一同放入鼓风烘干箱中 ,
在 80℃下烘干。经 FW110型高速万能粉碎机 (天津泰斯特
仪器有限公司)粉碎后 , 再在 80℃下烘 4 ～ 5 h至恒质量 , 过
60目分样筛 , 最后 ,存放在干燥器中备用。
称取 3 g韧皮部或木质部样品 , 放在 100m L的烧杯中 , 加
入少许蒸馏水 , 搅拌约 5m in,调成糊状;然后再加 50 mL蒸馏
水 , 搅匀 ,置于 50℃恒温水浴中 20 m in, 使还原糖充分浸出。
将烧杯中的样品过滤 , 之后用 20 mL蒸馏水清洗残渣 , 再过
滤。把两次滤液全部收集在 100 mL的容量瓶中 ,用蒸馏水定
容至刻度 , 混匀 ,作为还原糖待测液。
1. 3. 2　还原糖含量的测定
各样品重复测定 3次。取 3支 25 mL容量瓶 , 编号 , 分别
加入还原糖待测液 2 mL和 3, 5 -二硝基水杨酸溶液 1. 5 mL,
将各管充分摇匀 , 在沸水浴中加热 5 m in。取出后立即放入盛
有冷水的烧杯中冷却至室温 ,再以蒸馏水定容至 25 m L刻度
处 , 颠倒混匀。利用 721型分光光度计 , 在 540 nm波长下 , 用
10 mm光程的比色皿 , 测定样品的吸光度。
1. 4　数据处理
根据标准曲线所得的回归方程 , 可将测得的吸光度转化
为还原糖的质量 , 同时可计算出还原糖的百分含量。
还原糖的百分含量 =(由回归方程求得的还原糖的量 ×
(提取液的体积 /显色用的体积) /样品重量 ×1000)×100%。
2　结果分析
2. 1　青杨脊虎天牛对不同杨树品系的危害
青杨脊虎天牛对不同杨树品系的危害程度调查结果见表 2。
表 2　青杨脊虎天牛对不同杨树品系不同品系的危害
杨树品系 调查株数 /株 被害株数 /株 被害率%
35年生小青杨 50 42 84
40年生小叶杨 50 28 56
27年生小叶杨 100 42 42
27年生小叶杨 (1. 0m) 100 32 32
27年生小叶杨(4. 0m) 100 8 8
小青 ×黑杨 50 4 8
小黑杨 50 0 0
香杨 50 0 0
　　青杨脊虎天牛对杨树不同品系之间的危害情况差异较
大 ,小青杨的受害程度最严重 ,被害株率高达 84%;小叶杨受
害也比较严重 , 40年生的被害株率为 56%, 27年生主干 2. 5
m高处的被害株率为 42%;小青 ×黑杨受害较轻 , 被害株率
仅为 8%;而小黑杨和香杨没有受害。这说明不同品系 、不同
林龄的杨树对青杨脊虎天牛的感虫程度不同。
青杨脊虎天牛对 27年生小叶杨主干 4. 0、 2. 5、 1. 0 m 高
处的危害株率分别为 8%、42%和 32%,对下部的危害比上部
严重 ,中部受害最重。
2. 2　葡萄糖标准曲线
按照步骤 1. 2. 2的操作 ,在本试验条件下 , 还原糖含量在
0 ～ 0. 8 g /L范围内 ,还原糖含量与吸光度值有较好的线性关
系(见图 1), 回归方程为 y= 0. 507 1 x - 0. 002 4,相关系数为
R =0. 999 3。
图 1　葡萄糖标准曲线
2. 3　不同杨树品系韧皮部的还原糖含量
在各杨树品系主干 2. 5 m高处的韧皮部中 , 3 g样品中的
还原糖含量如图 2。
图 2　不同杨树品系韧皮部的还原糖含量
不同杨树品系韧皮部的还原糖含量检测范围是 0. 132 4
～ 0. 697 6m g, 占样品的百分含量近似为 4. 41% ～ 23. 25%,
经差异显著性分析 , F =3. 931 0>F
0. 05
=3. 105 9, 说明不同杨
树品系的韧皮部的还原糖含量差异显著。香杨韧皮部的还原
糖含量最高 ,其他杨树品系韧皮部的平均还原糖含量顺序为:
小青杨 >40年生小叶杨 >小青 ×黑杨 >小黑杨 >27年生小
叶杨。
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2. 4　不同杨树品系木质部的还原糖含量
在各杨树品系主干 2. 5 m高处的木质部中 , 3 g样品中的
还原糖含量见图 3。各杨树品系木质部的还原糖含量远远低
于韧皮部的含量 , 检测范围为 0. 003 1 ～ 0. 023 6m g,占样品的
百分含量近似为 0. 10% ～ 0. 79%。 经差异显著性分析 , 木质
部的还原糖含量差异不显著。从木质部本身的结构和功能来
看 , 只是细胞内部含有一定的糖类。
图 3　不同杨树品系木质部的还原糖含量
2. 5　还原糖含量与杨树被害株率的相关性分析
将不同杨树品系韧皮部的还原糖含量与被害株率进行相
关性分析 , 回归方程为 y=0. 050 3 x+0. 298 7, R =0. 031 6。
结果表明:不同杨树品系韧皮部的还原糖含量与被害株率没
有相关性。这可能与青杨脊虎天牛的生活习性有关 , 因为青
杨脊虎天牛幼虫长期生活在木质部中。
对不同杨树品系木质部还原糖含量和被害株率的相关性
分析 , 回归方程为 y =232. 33 x +28. 677, R =0. 05。 结果表
明:不同杨树品系木质部的还原糖含量与被害株率没有相关
性。
2. 6　27年生小叶杨同一杨树品系不同部位还原糖含量与青
杨脊虎天牛危害关系
在 27年生小叶杨主干 4. 0、2. 5、1. 0 m 3个高度的韧皮部
和木质部进行还原糖含量的测定 , 经过数据处理得到 3 g样
品中的还原糖含量(见图 4)。韧皮部的还原糖含量远远高于
木质部的还原糖含量 ,最大差距近似为 12倍 , 最小差距约为
7倍。经差异显著分析知:无论是韧皮部 , 还是木质部 , 不同
部位的还原糖含量差异均不显著。
图 4　同一杨树品系不同部位的还原糖含量
将不同部位的还原糖含量与相应的被害株率进行相关性
分析 ,结果表明:不论是韧皮部还是木质部 , 在 95%的置信度
下 ,被害株率与还原糖含量都呈紧密负相关 , 随着还原糖含量
的升高 ,被害株率有下降的趋势。 Y韧 =- 0. 929 596 x+0. 533 74,
R韧 =0. 998 0;Y木 =-11. 587 x +0. 591 596, R木 =0. 949 8。
3　结论与讨论
不同杨树品系木质部的还原糖含量远远低于韧皮部的含
量 , 这可能与韧皮部和木质部的自身的结构组成和功能有关 ,
韧皮部的筛管为韧皮部的基本成分 , 有机物(糖类 、蛋白质
等)的运输由筛管来完成。
无论是含量差异显著的韧皮部 ,还是含量差异不显著的
木质部 , 都与青杨脊虎天牛的危害没有相关性。李淑玲等的
研究结果表明 ,抗虫无性系和感虫无性系中可溶性总糖 、还原
糖的含量以及还原糖 /可溶性总糖的比值相差不大 [ 13] , 这与
本试验结果相一致。
在分析同一小叶杨树品系不同部位还原糖含量与青杨脊
虎天牛危害关系中 , 虽然不同部位的韧皮部和木质部的还原
糖含量差异不显著 , 但与被害株率呈现了很好的紧密负相关
性。在 95%的置信度下 , 韧皮部 、木质部不同部位的还原糖
含量与被害株率的相关系数分别为:R韧 =0. 998 0, 木质部不
同部位的还原糖含量与被害株率的相关系数 R木 =0. 949 8。
本研究结果说明 , 在同一品系杨树中 ,虽然不同高度的还
原糖含量差异不显著 , 却与被害株率呈现紧密负相关 ,而在不
同杨树品系间 , 被害株率与还原糖含量无关。这种危害的差
异可能与杨树体内的其他代谢产物有关 , 如氨基酸 、单宁和酚
酸等 [ 2 , 14 - 15] ;也可能与还原糖和氨基酸之间的反应有关 , 该
反应称为梅拉德反应(M aillard Reac tion),反应时生成的香气
物质可能对青杨脊虎天牛幼虫产生一定的趋避作用 , 这方面
还有待于进一步研究 [ 16] 。
参　考　文　献
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