全 文 ：中山大学学报 ( 自然科学版 )
第 3 9卷 第 6 ( A )期
2 (X X) 年 U 月
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文章编号 :05 2 9一65 7 9(2 (X X) ) 伪一工42 月以
三月红荔枝品种抗荔枝叶瘦蚊机制一叶片
形态解剖特征与几丁质酶活性分析 ’
周 强 , 王建武 , 骆世明
(华南农业大学 热带亚热带生态研究所 , 广东 广州 51 仪碑2
摘 要 : 荔枝叶痪蚊是广泛分布于我国及东南亚荔枝主产区的新害虫 , 危害十分严重 . 对荔
枝叶蜜蚊在不同荔枝品种上的自然种群动态 、 叶片解剖结构特征 、 叶片中几丁质酶活性进行
比较研究 , 结果表明 : 叶痪蚊田间种群在三月红上的密度为 0 , 该品种对叶瘦蚊有强的抗性 ;
单位面积表皮细胞的数 目多少是其抗虫机制之一 ; 荔枝叶片中几丁质酶活性的变化及与叶痪
蚊密度变化呈正相关 , 随着叶澳蚊危害的加重 , 几 丁质酶的活性加强 , 表现为应激反应 .
关键词 : 三月红荔枝品种 ; 叶痪蚊 ; 抗虫机制 ; 叶片结构 ; 几丁质酶
中图分类号 : Q叫 .5 6洲汐闷6 . 5 文献标识码 : A
荔枝叶瘦蚊 刀耐诚aur sP . 广泛分布于 中国及东南亚各荔枝主产区 . 叶瘦蚊成虫在 刚
展开的嫩叶中产卵 , 孵化后幼虫钻人小叶内 , 形成瘤状虫瘦 , 严重时一叶有数十个虫瘦 ,
抑制叶片光合作用和营养积累 , 影响花质和座果 , 随着荔枝生产规模的扩大 , 荔枝叶瘦蚊
正逐渐从次要害虫转变成主要害虫 , 其种群的扩散速度快 , 自我保护能力强 , 防治难度
大 〔’ , 2〕 . 植物虫瘦不仅能够为昆虫提供改进的营养物质 , 而且提供适应环境和躲避天敌的
庇护场所阁 . 由于叶瘦蚊幼虫有虫痪的保护 , 化学防治的效果不佳 , 因此有必要研究其它
的防治手段 , 以加强对该虫的控制能力 , 有初步报道表明 , 荔枝三月红品种对叶瘦蚊有很
强的抗性 [’] , 但三月红抗虫性产生的原因方面的工作目前尚未有报道 .
研究荔枝品种抗虫性机制一方面可在理论上探讨昆虫与植物协同进化的模式 , 加深对
植物与植食者间复杂关系的了解 ; 另一方面 , 也可为培育更好的抗虫品种 、 研制和利用新
的植物保护剂等生产实践提供理论指导 , 进而能够补充和完善现行的叶瘦蚊害虫综合防治
策略和方法 . 本研究的主要内容包括 : ①荔枝叶瘦蚊在不同荔枝品种上的自然种群动态 ;
②不同荔枝品种叶片结构特征及其与虫瘦形成的关系 ; ③不同品种荔枝叶片中与抗虫性相
关的几丁质酶的活性比较 . 通过对三月红 、 妃子笑 、 淮枝和糯米松等荔枝品种在叶片形态
解剖和相关代谢酶的活性生理等方面进行研究 , 以期深人了解不同品种荔枝对叶瘦蚊的抗
性的差异原因 , 以及三月红抗荔枝叶瘦蚊的主要机制 .
, 基金项目 : 国家 “九 ·五 ” 攻关资助项目 (% 一 0 15一 0 1一肠 ) ; 生物防治国家重点实验室开放基金资助
项目 (卯以 )
收稿日期 : 2X( 刀 .田一 18 ; 作者简介 : 周 强 ( l% 8 一 ) , 男 , 博士 后 ; 研究方向 : 昆虫学与化学生
态学 ,
第 6 ( A)期 周 强等: 三月红荔枝品种抗荔枝叶痪蚊机制一叶片形态解剖特征与几丁质酶活性分析
1 材料方法
1
.
1 野外调查
野外调查在华南农业大学园艺系实验荔枝园进行 , 在该园选取三月红 、 妃子笑 、 淮枝
和糯米核 4 个品种 的 10 龄荔枝树各 5 棵 , 总计 20 棵 , 每树分东 、 南 、 西 、 北 4 个方向 ,
每一方向选 2 条嫩枝 , 目测记数每一叶片上的虫痪数 . 每隔 or d 调查一次 , 总计 5次 .
1
.
2 室内实验
叶片解剖特征 : 在野外采回的新梢 , 取第 3 片叶 , 用清水洗净 , 制作成固定切片标
本 . 叶片观察采用 16 x lo 生物显微镜 , 记录叶片上表皮厚度 、 栅栏组织厚度厚度 、 海绵
组织厚度 、 视野表皮细胞数 目 . 每一荔枝品种设 5 个重复 .
酶活性测定 s[] : 用 o . or lon l · L一 ’ ( p H S . 0) 的柠檬酸缓冲液研磨叶片 ( m / v = 1 : 3 ) ,
在 10 (众 ) r/ 而n 离心 10 而 n , 上清液为酶液 , 吸取 0 . s mL 酶液 , 加人 0 . l mL ( 0 . 3脚 ) 的
N aN
3 , 再加人 0 . s mL 的几丁质悬浮液 , 37 ℃保温 3 h 后 , 加热至 10 ℃ 5 而 n 终止反应
.
在 5科 mn 下测定光密度 A54 , 在 10 0以) r/ 而 n 下离心 or m in , 去除多余的几丁质 , 取上清
液再测 A54 值 , 得二次测定之差 △丸” 值 , 在 A54 下测得蛋 白质含量 , 根据下式算出酶得
比活性 :
酶活性 二 6 7 . 2 8 x (△且5、 / △注 595 ) ( kn at · g 一 ` ) .
实验数据全部经过平行实验重复 . 数据统计分析和方差分析由 tS iat s ict 科 完成 .
2 结果分析
2
.
1 叶痪蚊在不同荔枝品种上的密度比较
不同荔枝 品种上 叶瘦蚊种群发生密度
的情况见表 1 . 在调查的 4 个荔枝 品种 中 ,
淮枝上的叶澳蚊密度最高 , 其次为糯米磁 ,
最小为三月红 . 经统计检验表明淮枝 、 糯米
磁和妃子笑 3 个品种上的叶瘦蚊田间密度有
差异 , 但差异不显著 . 在对三月红的 5 次调
查中发现 , 叶瘦蚊完全不生活在该品种上 ,
而邻近的其它品种上都有该虫的虫瘦寄生 ,
结果表明三月红对叶瘦蚊有极强的抗性 . 可
见 , 通过对荔枝品种的选择能够控制叶瘦蚊
的种群密度 .
表 1 不 同荔枝品种叶痊坟种群密度
比较 ` ) (五山 , 2 (拟) 年 7 月 )
荔枝品种
三月红 糯米核 妃子笑 淮枝
56210
000户ēUZ32470
一人UùIùù、à
3219
勺了尹O护0
总计
7
.
05
5
.
14
32
.
11
6
.
89
5
.
37
29
.
53
7
.
6 3
7
.
5 8
42
.
48
dt/一or20345
l) 单位为虫痪数 / 叶 ; 2 差异显著
2
.
2 不同荔枝品种叶片解剖特征
植物的大小 、 形状及组织结构都在植物对害虫的防御机制中起重要作用 . 不同荔枝品
种叶片解剖结构特征见表 2 . 荔枝叶表皮细胞和组织厚度可保护其免受昆虫的侵害 , 是荔
枝抵御叶瘦蚊的第一道防线 , 通过对不同品种荔枝上表皮厚度的比较发现 , 各品种叶片的
上表皮厚度的差异不明显 , 栅栏组织和海绵厚度的差异也不明显 , 各品种叶片的表皮细胞
间距无明显差异 . 但是 , 表皮细胞数目与叶瘦蚊的密度之间有一定的关系 , 三月红表皮细
胞数目最少 , 不受叶瘦蚊危害 ; 淮枝表皮细胞数目最多 , 受害最严重 .
中山大学学报 ( 自然科学版 )第 93 卷
表 2不 同荔枝品种叶片解剖结构特征
叶片组织 荔 枝 品 种三月红 糯米核 妃子笑 淮枝
上表皮厚度/ ~表皮细胞间距 / ~
表皮细胞数目 (单位 )
栅栏组织厚度 / ~
海绵组织厚度 / ~
0
.
0 110 10 0 1 1以
1
.
57
10
.
89
0
.
7 2
0
.
45
0 17 0
5 2.5 064 L 1. 0住4 1568 2 1
00
0765483 2
,上,声
0
2
.
3 不同品种荔枝叶片中几丁质酶的活性比较
植物体内的几丁质酶是一类数量较少 , 但分布广泛的专一性水解酶类 , 并被普遍认为
是一种抗性蛋白 . 通过对不同荔枝品种叶片中几丁质酶活性的比较发现 , 三月红几丁质酶
活性 明显高于妃子笑和淮枝 , 且差异极显著 ( a = 0 . 05 ) ; 三月红几丁质酶活性也高于糯米
磁品种 . 这一研究结果表明荔枝叶片中的几丁质酶活性与荔枝抗叶瘦蚊的能力成正比 , 抗
虫能力强的品种中该酶的活性高 . 通过对不同荔枝品种叶片中几丁质酶活性的变化与叶瘦
蚊密度变化的相关性研究表明 : 妃子笑和淮枝品种荔枝叶片中几丁质酶活性的变化与叶瘦
蚊密度变化呈正相关 , 随着叶廖蚊危害的加重 , 几丁质酶的活性由弱变强 , 表现为应激反
应 .
表 3 不同荔枝品种叶片中几丁质酶活性的变化及与叶痪蚊密度变化的相 关性
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 助间口
1另 , 七七 口 毛 1,刀幼 声乙人 朋 甲 1’咨 l 」
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三月红
333
.
76
37 1 2
3 10
.
25
323
.
47
34 8
.
63
糯米糟 妃子笑 淮枝
10234D5
平均活性
相关系数 ’ )
337
.
27
0
.
5 51 0
.
811 0
.
87 5
1) 叶痪蚊虫痪数目与酶活性间的相关系数
3 讨 论
荔枝叶瘦蚊以形成虫瘦的形式危害荔枝叶片 , 因其数量巨大 , 严重影响叶片的光合作
用和营养物质在果实 中的积累 , 导致荔枝产量和质量的下降 e[, 7〕 . 荔枝三月红 品种在 田间
表现出极强的抗虫性 , 此结果已在前人及本研究 中得到证实 . 相对其它的感虫品种 , 三月
红表皮细胞数 目最少 , 不受叶瘦蚊危害 , 表明 .单位面积表皮细胞的数目多少可能是其抗虫
机制之一 荔枝叶片的其它组织结构特征与其抗虫性的相互关系不明显 .
荔枝植物体内不含有几丁质 , 但却具有较弱的几丁质酶活性 , 而几丁质是构成昆虫表
皮的重要物质 , 可见几丁质酶在植物与昆虫相互关系中起着重要作用〔“ 〕 . 通过对不同荔枝
品种叶片中几丁质酶活性的比较发现 , 荔枝叶片中的几丁质酶活性大小与荔枝抗叶瘦蚊的
能力成正 比 , 这一结果也证实了上述观点 . 但 目前的研究并不能说 明几丁质酶是一种特异
第6( A )期 周 强等 :三月红荔枝品种抗荔枝叶痪蚊机制一叶片形态解剖特征与几丁质酶活性分析
的抗性蛋白 , 应该在深人研究几丁质酶生物化学特征的基础上结合生物活性测定对该酶进
行更进一步的研究 . 几丁质酶在妃子笑和淮枝品种荔枝叶片受虫害影 响后表现为应激反
应 , 这一特点与烟草 、 玉米和蚕豆中该酶的表现一致 0[] . 尽管目前没有直接的证据表明几
丁质酶是一种在荔枝叶瘦蚊抗性机制起重要作用的特异抗性蛋白 , 但它的产生和积累与植
物的抗逆应激生理防御反应机制有关 , 对三月红荔枝品种抗荔枝叶瘦蚊机制的研究应该加
强对抗坏血酸过氧化物酶 ( sA A 一印D ) 、 多酚氧化酶 ( so D) 和苯丙氨酸解氨酶 ( PA L ) 等
与植物抗性有关的酶的研究 . 此外 , 植物次生物质也可能在三月红对叶瘦蚊寻找寄主植物
的定 向和识别 、 寄主可食性的判别过程中产生影响 . 对不同品种荔枝叶片抗荔枝叶痪蚊的
化学次生物质的分析也是揭示三月红抗虫机制的一条主要途径 .
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