全 文 ：浙江农业学报 Acta Agriculturae Zhejiangensis，2014，26(3):748-751 http:/ /www． zjnyxb． cn
季梅，泽桑梓，赵宁，等． 颈盲蝽取食对薇甘菊叶片防御性酶活性的影响［J］．浙江农业学报，2014，26(3):748-751．
DOI:10. 3969 / j． issn． 1004-1524. 2014. 03. 35
收稿日期:2013-06-18
基金项目:国家林业公益性行业科研专项项目(201204518);云
南省社会发展科技计划项目(2012CH001);云南省应用基础研究
面上项目(2010CD131)
作者简介:季梅(1975—)，女，云南蒙自人，大学本科，副研究员，
研究方向森林资源保护与有害生物研究。Email:meiji． emma@
163． com
* 通讯作者，泽桑梓，E-mail:zesangzi@ 163． com
颈盲蝽取食对薇甘菊叶片防御性酶活性的影响
季 梅1，泽桑梓1，2，* ，赵 宁3，杨 斌3
(1 云南省林业科学院，云南省森林植物培育与开发利用重点实验室，云南 昆明 650201;2 云南林业职业技术学院，云南 昆明 650224;3
西南林业大学，云南 昆明 650224)
摘 要:为探明颈盲蝽 Pachypeltis sp．取食对薇甘菊叶片内主要防御酶活性的影响，以薇甘菊为材料，室内条
件下测定颈盲蝽取食 12，24，48，96 h后薇甘菊叶片中过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)及苯丙氨酸解氨
酶(PAL)的活性。结果表明，颈盲蝽取食后薇甘菊叶片中的 POD 和 PAL 的活性下降，PPO 活性提高。取食
48 h后，处理组叶片中 POD和 PAL活性分别下降了 51. 91%和 75. 00%，而相应的对照组叶片则分别下降了
32. 34%和 49. 86%;处理组和对照组叶片 PPO活性分别上升了 371. 73%和 121. 13%。
关键词:薇甘菊;颈盲蝽;取食;防御酶活性
中图分类号:S 451 文献标志码:A 文章编号:1004-1524(2014)03-0748-04
Effects of Pachypeltis sp． feeding on defense enzyme activities in Mikania micrantha leaves
JI Mei1，ZE Sang-zi1，2，* ，ZHAO Ning3，YANG Bin3
(1Yunnan Academy of Forestry，Yunnan Provincial Key Laboratory for Cultivation and Exploitation of Forest Plants，
Kunming 650201，China;2Yunnan Forestry Technological College，Kunming 650224，China;3 Southwest Forestry
University，Kunming 650224，China)
Abstract:To study the effects of feeding by Pachypeltis sp． on the defense enzymes in Mikania micrantha，activities
of three enzymes，peroxidase (POD)，polyphenol oxidase (PPO)and phenylalanine aminolyase (PAL) ，were
evaluated in M． micrantha leaves at time points of 12h，24h，48h and 96h post-feeding under laboratory conditions．
The results showed that activities of POD and PAL decreased while PPO increased． At 48 h after feeding，POD and
PAL activities of the treatment group decreased by 51. 91% and 75. 00% respectively，while that of the control group
decreased by 32. 34% and 49. 86% ． PPO activity of the treatment group increased by 371. 73%，while that of the
control group increased by 121. 13% ．
Key words:Mikania micrantha;Pachypeltis sp．;feeding;defense enzymes
薇甘菊 Mikania micrantha 是全国性的重大
林业检疫性有害生物之一，泽桑梓等［1］在薇甘菊
天敌资源收集过程中，发现颈盲蝽 Pachypeltis sp．
取食薇甘菊可影响其开花、结实甚至造成植株枯
萎死亡，是有效控制薇甘菊进行传播扩散的一种
重要天敌昆虫;然而相关机制到目前为止尚不明
确。据报道，植物遭受侵害后，植物细胞中控制
物质代谢的各种酶会首先做出相应的反应，尤其
是一些次生代谢物质形成过程中的关键酶类［2］。
过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨
酸解氨酶(PAL)作为植物次生代谢过程中的 3
种关键酶，在植物的抗虫防御中起着重要的保护
作用。大量研究表明，植物防御性酶活力变化是
植物—植食性昆虫互作的重要表现形式之一，众
多植食性害虫如蚜虫［3］、烟粉虱［4］、绿盲蝽［5］均
能引起各自寄主植物内相关酶活力的变化。为
有效评价颈盲蝽对薇甘菊控害效能，本研究以薇
甘菊为研究材料，分析颈盲蝽取食后薇甘菊体内
的防御性酶活的变化，以期从酶学角度初步阐释
薇甘菊颈盲蝽对薇甘菊的控制机理，为科学防控
薇甘菊提供理论依据。
1 材料与方法
1． 1 材料
薇甘菊及颈盲蝽均采自云南省德宏州瑞丽
市瑞陇公路 2 km 处的帕色林地(N24°0232. 7″;
E97°5151. 3″)。薇甘菊幼苗采挖回实验室在 20
L广口瓶中培育 60 d 后，选取薇甘菊生长旺盛、
生活力基本一致的薇甘菊苗备用。对采回的颈
盲蝽末龄若虫在室内用薇甘菊苗进行饲养待其
羽化;挑选同一天羽化的成虫进行取食试验。
1． 2 试验方法
1． 2． 1 接虫处理与取样
挑选叶片大小、高度、颜色、长势一致的薇甘
菊，分别在每个瓶内接入 20 头健康的新羽化颈
盲蝽成虫。分别于接入后 12，24，48，96 h 采摘叶
片测定 POD、PPO及 PAL的活力变化及可溶性蛋
白质含量。每种酶平行取样 3 份。以同期健康
未接种颈盲蝽的薇甘菊为对照(CK)。
1． 2． 2 POD活性的测定
参照华东师范大学的方法［6］测定 POD 酶活
性，称取 0. 5 g样品加入少量的 CaCO3 石英砂，用
预冷的 50 mmol·L －1磷酸缓冲液(pH 7. 0，含 1%
PVP，0. 1%巯基乙醇)5 mL 于冰浴上研磨(研钵
预冷 30 min)，定容至 10 mL，然后 － 4℃ 13 000 g
离心 20 min，提取上清液为酶粗提取液。在
2. 9 mL 0. 05 mol !L －1 pH 7. 0 磷酸缓冲液(含
0. 5 mL 2% H2O2)中加入 0. 1 mL 2%愈创木酚
溶液及 0. 1 mL 酶液，常温 470 nm 下每隔 1 min
记录一次吸光值，共记录 5 次，再以每分钟内 A470
变化 0. 01 为 16. 67 个酶活性单位(nkat)。
1． 2． 3 PPO活性的测定
参照蒋跃明的方法［7］测定 PPO酶活性，取样
品 1 g，加 2 mL 蒸馏水，在冰浴上研磨，然后
5 000 r·min －1离心 20 min，上清液转入量瓶，以
蒸馏水稀释至 10 mL，置冰箱中保存，用于 PPO
的活性测定。在小试管中依次加入 0. 02 mol·
L －1邻苯二酚溶液 1. 5 mL，0. 05 mol·L －1 pH 6. 8
磷酸缓冲液 1. 5 mL，酶液 0. 5 mL;另取一小试
管，加前两种溶液，不加酶液作为对照。在 30°C
下反应 2 min，398 nm 波长下测 OD 值。以吸光
度每分钟变化 0. 001 为 16. 67 个酶活单位
(nkat)。
1． 2． 4 PAL活性的测定
参照王学奎的方法［8］测定 PAL酶活性，植物
材料 1 g，剪碎，加入 5 倍体积的硼酸—硼砂酶提
取液，于冰浴研磨，将已匀浆的酶液用三层纱布
过滤，滤液转入离心管，10 000 r·min －1 离心
30 min，将离心后的上清液(粗酶提取液)，量出
其体积，放置冰浴中备用。准备 0. 1 mol 硼酸—
硼砂缓冲液(pH 8. 7)、0. 1 mol·L －1硼酸—硼砂
酶提取液(含 1 mmol·L －1 EDTA-Na2、20 mmol !
L －1β-巯基乙醇)、0. 6 mmol·L －1苯丙氨酸溶液、
6 mol·L －1 HCl，取试管 3 支，调零管加入 0. 1 mol·
L －1硼酸—硼砂缓冲液 4 mL、0. 6 mmol·L －1苯丙
氨酸 1 mL，测定管加入 0. 1 mol·L －1硼酸—硼砂
缓冲液 4. 9 mL、酶液 0. 1 mL、0. 6 mmol·L －1苯丙
氨酸 1 mL，对照管加入 0. 1 mol·L －1硼酸—硼砂
缓冲液 5. 9 mL、酶液 0. 1 mL。将各试管混合，放
入 40℃水浴保温 1 h，然后加入 0. 2 mL 6 mol·
L －1 HCl终止反应，紫外分光光度计预热 10 min，
于波长 290 nm 处测定各管的 OD 值(A290)，以
OD值变化 0. 01 为 16. 67 个酶活性单位(nkat)。
1． 2． 5 蛋白质的测定
采用 Bradford 的方法［9］测定各样品的蛋白
含量。
2 结果与分析
2． 1 颈盲蝽取食对 POD活性的影响
颈盲蝽刺吸薇甘菊后叶片中 POD 活性的变
化如图 1 所示。在接入颈盲蝽 24 h后，处理组叶
片 POD活性降低了 58. 62%，对照组的 POD活性
·947·季 梅，等．颈盲蝽取食对薇甘菊叶片防御性酶活性的影响
图 1 颈盲蝽取食对薇甘菊叶片 POD活性的影响
Fig． 1 Effects of Pachypeltis sp． feeding on POD activity
in Mikania micrantha leaves
却升高了 175. 36%;接入 48 h 后，处理组叶片的
POD活性下降了 51. 91%，对照组的 POD活性降
低了 32. 34%。
2． 2 颈盲蝽取食对 PPO活性的影响
颈盲蝽刺吸薇甘菊后叶片中 PPO 活性的变
化如图 2 所示。在接入颈盲蝽 12 h后，处理组叶
片 PPO活性降低，比接种前降低了 262. 55 nkat·
mg －1蛋白质，降低了 25. 16%，对照组的 PPO 活
性仅降低了 1. 7%;接种 24 h 后，处理组叶片的
PPO活性开始上升，到接种后 96 h，叶片中 PPO
活性上升了 2 109. 04 nkat·mg －1蛋白质，升幅为
371. 73%，对 照 组 的 PPO 活 性 则 上 升 了
121. 13%。在细胞保护酶系统中，PPO 是引起酶
促褐变的主要酶类，与植物抗性有关，它可以通
过形成醌类物质抵御病菌等的胁迫［10］。对照组
PPO活性在 96 h 内明显增加，而取食叶的 PPO
活性也一直在增加，但是在此期间，取食叶的
图 2 颈盲蝽取食对薇甘菊叶片 PPO活性的影响
Fig． 2 Effects of Pachypeltis sp． feeding on PPO activity
in Mikania micrantha leaves
PPO活性一直低于对照叶，说明颈盲蝽的取食能
较快诱导薇甘菊叶片的 PPO 活性而参与酶促
褐变。
2． 3 颈盲蝽取食对 PAL活性的影响
从图 3 可以看出，颈盲蝽未取食前，对照叶
与取食叶的 PAL活性相差很大，取食叶是对照叶
两倍左右，颈盲蝽取食以后，取食叶的 PAL 活性
开始显著下降，到 24 h 时下降至最低，是对照叶
的 13. 9%，之后开始上升，然后下降，在整个取食
过程中，取食叶的 PAL 活性总体呈下降趋势，而
且低于对照叶。
图 3 颈盲蝽取食对薇甘菊叶片 PAL活性的影响
Fig． 3 Effects of Pachypeltis sp． feeding on PAL activity
in Mikania micrantha leaves
3 讨论和结论
Fridovich的自由基学说［11］认为，逆境条件下
植物体存在膜保护系统，能够清除体内多余的自
由基，其活性氧自由基代谢是一个动态的变化过
程，这一保护酶系统实际上是一个抗氧化系统，
它由许多酶和还原型物质组成。在细胞保护酶
系统中，POD是一种重要的保护酶，它参与木质
素的合成、酚类物质及植保素的合成［12］，并在木
质素合成的最后一步反应过程中催化 H2O2 分解
而发挥作用［13］。本研究表明，颈盲蝽取食薇甘
菊 96 h内的 POD活性总体呈下降趋势且低于对
照，可见颈盲蝽取食可迅速引起薇甘菊叶片组织
损伤，细胞膜系统结构破坏和功能的降低，薇甘
菊叶片将因生理功能丧失而衰老死亡，对薇甘菊
的控制作用迅速。
在细胞保护酶系统中，PPO 是引起酶促褐变
·057· 浙江农业学报 第 26 卷 第 3 期(2014 年 5 月)
的主要酶类，与植物抗性有关，它可以通过形成
醌类物质抵御病菌等的胁迫。试验研究发现，取
食叶的 PPO活性一直低于对照叶，说明颈盲蝽的
取食能较快诱导薇甘菊叶片的 PPO 活性而参与
酶促褐变。对叶片表观性状的观察表明颈盲蝽
取食后 96 h内薇甘菊局部叶片即枯萎变褐，与试
验结果符合。
植物 PAL活性的调控可受多种因素的影响，
如各种类型的低温、机械损伤、光照、化学物质
等。各种调控因子是在转录水平上对 PAL 进行
调控，此酶活性的增加通常是调控因子刺激 PAL
基因的表达，使植物中出现大量 PAL转录产物的
积累［14］。本试验研究结果表明颈盲蝽危害胁迫
后，PAL活性迅速下降，并在 48 h 达到最低值。
在整个取食过程中，取食叶的 PAL活性总体呈下
降趋势且低于对照叶，这说明在颈盲蝽的取食过
程中能很好地抑制 PAL 的活性，阻止中间产物
(酚类物质)以及终产物(木质素、黄酮、异黄酮
类)等物质的产生，降低植物的抗虫性。
本研究发现，颈盲蝽的刺吸胁迫引起了
POD、PAL和 PPO等抗逆防御反应中的一些关键
酶活性的变化，说明颈盲蝽能够有效拮抗薇甘菊
对其的防御反应，可为颈盲蝽作为天敌进行防控
薇甘菊提供基本依据，但是要彻底阐明其中的机
制还有待于对其互作关系进行深入研究。
致 谢:西南林业大学硕士生谢燕梅、孙盟、赵满同学参
与了本研究的实验工作，在此一并表示感谢。
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(责任编辑 黄芳)
·157·季 梅，等．颈盲蝽取食对薇甘菊叶片防御性酶活性的影响