全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
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摇 摇 第 猿猿卷 第 圆猿期摇 摇 圆园员猿年 员圆月摇 渊半月刊冤
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
基于树干液流技术的北京市刺槐冠层吸收臭氧特征研究 王摇 华袁欧阳志云袁任玉芬袁等 渊苑猿圆猿冤噎噎噎噎噎噎
三疣梭子蟹增养殖过程对野生种群的遗传影响要要要以海州湾为例 董志国袁李晓英袁张庆起袁等 渊苑猿猿圆冤噎噎噎
土壤盐分对三角叶滨藜抗旱性能的影响 谭永芹袁柏新富袁侯玉平袁等 渊苑猿源园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
南美斑潜蝇为害对黄瓜体内 源种防御酶活性的影响 孙兴华袁周晓榕袁庞保平袁等 渊苑猿源愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
个体与基础生态
模拟氮沉降对华西雨屏区苦竹林凋落物养分输入量的早期影响 肖银龙袁涂利华袁胡庭兴袁等 渊苑猿缘缘冤噎噎噎噎
茎瘤芥不同生长期植株营养特性及其与产量的关系 赵摇 欢袁李会合袁吕慧峰袁等 渊苑猿远源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
雷竹覆盖物分解速率及其硅含量的变化 黄张婷袁张摇 艳袁宋照亮袁等 渊苑猿苑猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
渍水对油菜苗期生长及生理特性的影响 张树杰袁廖摇 星袁胡小加袁等 渊苑猿愿圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
广西扶绥黑叶猴的主要食源植物及其粗蛋白含量 李友邦袁丁摇 平袁黄乘明袁等 渊苑猿怨园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
氮素营养水平对膜下滴灌玉米穗位叶光合及氮代谢酶活性的影响 谷摇 岩袁胡文河袁徐百军袁等 渊苑猿怨怨冤噎噎噎
孕云韵杂对斑马鱼胚胎及仔鱼的生态毒理效应 夏继刚袁牛翠娟袁孙麓垠 渊苑源园愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
浒苔干粉末提取物对东海原甲藻和中肋骨条藻的克生作用 韩秀荣袁高摇 嵩袁侯俊妮袁等 渊苑源员苑冤噎噎噎噎噎噎
基于柑橘木虱 悦韵玉基因的捕食性天敌捕食作用评估 孟摇 翔袁欧阳革成袁载蚤葬 再怎造怎袁等 渊苑源猿园冤噎噎噎噎噎噎
健康和虫害的红松挥发物对赤松梢斑螟及其寄生蜂寄主选择行为的影响
王摇 琪袁严善春袁严俊鑫袁等 渊苑源猿苑冤
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种群尧群落和生态系统
小麦蚕豆间作对蚕豆根际微生物群落功能多样性的影响及其与蚕豆枯萎病发生的关系
董摇 艳袁董摇 坤袁汤摇 利袁等 渊苑源源缘冤
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喀斯特峰丛洼地不同生态系统的土壤肥力变化特征 于摇 扬袁杜摇 虎袁宋同清袁等 渊苑源缘缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
黄土高原人工苜蓿草地固碳效应评估 李文静袁王摇 振袁韩清芳袁等 渊苑源远苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
景观尧区域和全球生态
粉垄耕作对黄淮海北部土壤水分及其利用效率的影响 李轶冰袁逄焕成袁杨摇 雪袁等 渊苑源苑愿冤噎噎噎噎噎噎噎噎
三峡库区典型农林流域景观格局对径流和泥沙输出的影响 黄志霖袁田耀武袁肖文发袁等 渊苑源愿苑冤噎噎噎噎噎噎
基于 月孕 神经网络与 耘栽酝垣遥感数据的盐城滨海自然湿地覆被分类 肖锦成袁欧维新袁符海月 渊苑源怨远冤噎噎噎噎
寒温带针叶林土壤 悦匀源吸收对模拟大气氮沉降增加的初期响应 高文龙袁程淑兰袁方华军袁等 渊苑缘园缘冤噎噎噎噎
寒温针叶林土壤呼吸作用的时空特征 贾丙瑞袁周广胜袁蒋延玲袁等 渊苑缘员远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
黄土高原小麦田土壤呼吸季节和年际变化 周小平袁王效科袁张红星袁等 渊苑缘圆缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
不同排放源周边大气环境中 晕匀猿浓度动态 刘杰云袁况福虹袁唐傲寒袁等 渊苑缘猿苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
施加秸秆和蚯蚓活动对麦田 晕圆韵排放的影响 罗天相袁胡摇 锋袁 李辉信 渊苑缘源缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
资源与产业生态
基于水声学方法的天目湖鱼类资源捕捞与放流的生态监测 孙明波袁谷孝鸿袁曾庆飞袁等 渊苑缘缘猿冤噎噎噎噎噎噎
应用支持向量机评价太湖富营养化状态 张成成袁沈爱春袁张晓晴袁等 渊苑缘远猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
研究简报
亚热带 源种森林凋落物量及其动态特征 徐旺明袁 闫文德袁李洁冰袁等 渊苑缘苑园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
青蒿素对蔬菜种子发芽和幼苗生长的化感效应 白摇 祯袁黄摇 玥袁黄建国 渊苑缘苑远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
晕韵参与 粤酝真菌与烟草共生过程 王摇 玮袁赵方贵袁侯丽霞袁等 渊苑缘愿猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于核密度估计的动物生境适宜度制图方法 张桂铭袁朱阿兴袁杨胜天袁等 渊苑缘怨园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
施氮方式对转基因棉花 月贼蛋白含量及产量的影响 马宗斌袁刘桂珍袁严根土袁等 渊苑远园员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎
学术信息与动态
未来地球要要要全球可持续性研究计划 刘源鑫袁赵文武 渊苑远员园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
期刊基本参数院悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝鄢员怨愿员鄢皂鄢员远鄢圆怨圆鄢扎澡鄢孕鄢 预 怨园郾 园园鄢员缘员园鄢猿猿鄢圆园员猿鄄员圆
室室室室室室室室室室室室室室
封面图说院 兴安落叶松林景观要要要中国的寒温带针叶林属于东西伯利亚森林向南的延伸部分袁它是大兴安岭北部一带的地带
性植被类型袁一般可分为落叶针叶林和常绿针叶林两类遥 兴安落叶松林景观地下部分为棕色森林土袁中上部为灰化
棕色针叶林土袁均呈酸性反应遥 随着全球气候持续变暖袁寒温针叶林生态系统潜在的巨大碳库将可能成为大气 悦韵圆
的重要来源袁研究表明袁温度是寒温针叶林生态系统土壤呼吸作用的主要调控因子袁对温度的敏感性随纬度升高而
增加袁根系和凋落物与土壤呼吸作用表现出相似的空间变异性遥
彩图及图说提供院 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 耘鄄皂葬蚤造院 糟蚤贼藻泽援糟澡藻灶躁憎岳 员远猿援糟燥皂
第 33 卷第 23 期
2013年 12月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.33,No.23
Dec.,2013
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30960219)
收稿日期:2012鄄09鄄12; 摇 摇 修订日期:2013鄄06鄄21
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: pangbp@ imau.edu.cn
DOI: 10.5846 / stxb201209121285
孙兴华,周晓榕,庞保平,孟庆玖.南美斑潜蝇为害对黄瓜体内 4种防御酶活性的影响.生态学报,2013,33(23):7348鄄7354.
Sun X H, Zhou X R, Pang B P, Meng Q J.Effects of Liriomyza huidobrensis infestation on the activities of four defensive enzymes in the leaves of cucumber
plants.Acta Ecologica Sinica,2013,33(23):7348鄄7354.
南美斑潜蝇为害对黄瓜体内 4种防御酶活性的影响
孙兴华,周晓榕,庞保平*,孟庆玖
(内蒙古农业大学农学院,呼和浩特摇 010019)
摘要:植物对昆虫取食产生的防御反应,在昆虫与植物相互作用关系中起着重要的作用。 为明确南美斑潜蝇 Liriomyza
huidobrensis(Blanchard)取食与植物防御之间的作用关系,分别测定了南美斑潜蝇幼虫持续为害 1、3、5、7及 9 d后黄瓜叶片中苯
丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)、过氧化物酶(peroxidase,POD)及超氧
化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性的变化。 结果表明:在南美斑潜蝇幼虫持续取食下,PAL、PPO、POD和 SOD等 4种
酶活性显著上升;PAL、PPO和 POD等 3种酶活性随受害程度的加重而上升幅度加大,即重度受害>轻度受害>系统对照>健康
对照,而 SOD活性变化没有规律。 在系统对照黄瓜叶片中,PAL、PPO、POD 和 SOD 等 4 种酶活性最大值分别在第 5、1、5 和 5
天;在轻度受害黄瓜叶片中,PAL、PPO、POD和 SOD等 4种酶活性最大值分别在第 5、9、5和 9天;在重度受害黄瓜叶片中,PAL、
PPO、POD和 SOD等 4种酶活性最大值分别在第 7、7、5和 5天。 黄瓜叶片受害后,POD和 PPO活性上升幅度较大,PAL和 SOD
活性上升幅度较小,说明 POD和 PPO对取食胁迫响应比 PAL和 SOD更灵敏。
关键词:南美斑潜蝇;黄瓜;取食;苯丙氨酸解氨酶;多酚氧化酶;过氧化物酶;超氧化物歧化酶
Effects of Liriomyza huidobrensis infestation on the activities of four defensive
enzymes in the leaves of cucumber plants
SUN Xinghua, ZHOU Xiaorong, PANG Baoping*, MENG Qingjiu
College of Agriculture, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010019, China
Abstract: The pea leafminer, Liriomyza huidobrensis(Blanchard), is a widely distributed pest of ornamental and vegetable
crops from subtropical to temperate regions and can cause economic losses to host plants by both adult and larval
infestations. Larval mining in palisade parenchyma tissue reduces the photosynthetic capacity of plants up to 62%, and
severely infested leaves may fall. A further damage to leaves is caused by females, which use the ovipositor to make holes in
the surfaces of the leaves promoting the production of leaf exudates on which both females and males feed. The defensive
responses of plants to insect herbivory play an important part in the interactive relationship between insects and plants.
Insects obtain their nourishment from plants. The nutritional quality of plants and the limited availability of various plant
parts deter many insects from using plants as a food source. Insects can be prevented from feeding by plant defenses,
ranging from physical barriers to toxins and antifeedants. Plants produce a considerable variety of chemicals with roles in
defense against herbivory. These chemicals include secondary plant metabolites and some proteins. Plants can produce
proteins that play a critical role in defense by targeting the digestive system of insects, thus impairing the ability of the
insect to digest and absorb food. These proteins include protease inhibitors and defensive enzymes which are widespread in
plants and are inducible by wounding and herbivory. Four main defensive enzymes, including phenylalanine ammonialyase
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(PAL), polyphenol oxidase ( PPO), peroxidase ( POD) and superoxide dismutase ( SOD), are key enzymes in the
generating process of secondary plant metabolites. However, the interactions between the leafminer and its host plants have
been studied mainly on the relationship between host preference of adults and trichomes, volitales, primary and secondary
metabolites in host plants. In order to explore the interaction between L. huidobrensis herbivory and plant defense, we
investigated the changes in the active levels of these four defensive enzymes in the leaves of cucumber plants that had been
continuously feeding by the larvae for 1, 3, 5, 7 and 9 days, respectively.The results indicated that the activities of four
enzymes in the leaves of cucumber plants, which had been feeding by the larvae, rose significantly. The magnitude of
activity rising of PAL, PPO and POD increased with the increase of damaged levels, i. e. damaged heavily > lightly >
systemically > undamaged, but the change of SOD activity were not regular. The maximum activities of PAL, PPO, POD
and SOD appeared on the 5th, 1st, 5th and 5th day, respectively, in the systemic controls. They were on the 5th, 9th, 5th
and 9th day, respectively, in the damaged鄄lightly leaves, and on the 7th, 7th, 5th and 5th day, respectively, in the
damaged鄄heavily leaves. The magnitudes of activity increasing of POP and PPO were more than those of PAL and SOD after
the leaves had been feeding, which suggests the responses of POP and PPO to insect herbivory are more sensitive than those
of PAL and SOD.
Key Words: Liriomyza huidobrensis; cucumber; herbivory; phenylalanine ammonialyase; polyphenol oxidase; peroxidase;
superoxide dismutase
植物在生长发育的过程中,经常会遭受到一些植食性昆虫的攻击,严重影响了植物体正常的生长发育,而
在植物与害虫长期的协同进化过程中,植物并不是一味的被动受害,而是主动、积极地形成复杂的防卫体系,
以寻求最适的生存对策[1]。 当植物受到侵害时,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,如苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)、多
酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,
SOD)作为植物次生代谢过程中的 4种关键酶,在植物的抗虫防御中起着重要的保护作用[2]。 害虫取食为害
对寄主植物体内防御酶活性的影响已有部分报道,如稻飞虱对水稻[3鄄4]、绿盲蝽[5鄄6]和棉铃虫[7]对棉花、苜蓿
蚜对苜蓿[8鄄9]、蚜虫对高粱[10]、温室白粉虱对黄瓜[11]杨扇舟蛾对杨树[12]及棉铃虫对大豆[13]等。
南美斑潜蝇 Liriomyza huidobrensis(Blanchard)是一种危害多种蔬菜和观赏植物的检疫性害虫[14]。 目前有
关南美斑潜蝇与寄主植物两者之间相互作用关系的研究,主要集中于寄主植物叶片表皮毛、挥发物、营养物质
及次生化合物与寄主选择性的关系[15鄄19],而有关南美斑潜蝇取食为害对其寄主植物体内防御酶活性影响的
研究未见有过报道。 因此,本试验通过对南美斑潜蝇幼虫取食诱导后黄瓜叶片中 PAL、POD、PPO和 SOD等 4
种酶活性的变化研究,以期进一步了解南美斑潜蝇与其寄主植物相互作用的机理,并从植物诱导抗性角度探
索南美斑潜蝇的防治方法,为制订新的害虫综合防治策略提供一定的理论依据。
1摇 材料与方法
1.1摇 供试植物
选用我国北方地区普遍种植的黄瓜品种津春 4号。 精选无病饱满的种子,浸种催芽后直播于含有育苗基
质花盆中,每盆播 3—4粒种子。 待植株长到一片真叶时,每盆选留 2 株置于温室中,待长到 7—8片真叶时,
去掉顶端以防其徒长,备用。
1.2摇 供试虫源
从呼和浩特东郊金河镇根堡村无公害蔬菜基地黄瓜和菜豆上采集南美斑潜蝇的成虫和蛹,成虫饲养于有
盆栽菜豆的养虫笼内,将蛹群集饲养于装有含相对含水量 70%的蛭石和细沙土混合的烧杯中,分别置于人工
智能光照培养箱中(温度 25 益,相对湿度 70%—80%,光周期 16L 颐8D)。 在盆栽菜豆上繁殖 1代后,将 2代蛹
挑出,单头饲养于试管中,管口用湿棉球塞住,以防成虫羽化后逃逸并每天进行保湿。 将试管置于上述标准的
9437摇 23期 摇 摇 摇 孙兴华摇 等:南美斑潜蝇为害对黄瓜体内 4种防御酶活性的影响 摇
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人工智能光照培养箱中,培养至羽化,备用。
1.3摇 不同受害程度黄瓜叶片的获得
以 3盆健康苗为 1组放入养虫笼(40 cm伊40 cm伊50 cm)内,然后将养虫笼放于上述条件的人工智能光照
培养箱中。 在重度受害处理的植株上选取从上数和从下数第 2片叶作为系统受害对照,即把叶片用针扎过小
孔的保鲜袋套住,防止斑潜蝇产卵为害。 健康对照、轻度受害和重度受害处理每笼分别接入 0、20 和 30 对同
一天羽化的南美斑潜蝇成虫,7 d后将黄瓜苗取出,以获取受害程度不同的黄瓜受害苗。 重复 3次。
1.4摇 南美斑潜蝇为害程度的划分
南美斑潜蝇为害程度(%)=取样叶片的虫道面积(cm2) /取样叶片的叶面积(cm2)伊100
分级标准如下:
健康对照摇 未接虫健康苗;
系统对照摇 邻近重度受害叶片的未受害叶片;
轻度受害摇 潜食叶面积小于叶面积的 10%;
重度受害摇 潜食叶面积大于叶面积的 40%。
1.5摇 测定方法
每个处理从同一养虫笼 3盆黄瓜苗(苗龄约 45d)中选取受害程度相近的 2株,剪取相同受害程度的黄瓜
叶片 3—5片,冲洗表面杂质晾干,然后按照各个测定指标所需的量进行称取,重复 3次。
PAL活性测定摇 参照薛应龙的方法[20],酶活性单位为 驻OD290·g
-1·min-1。
PPO活性测定摇 参照高俊凤的方法[21],酶活性单位为 驻OD525·g
-1·min-1。
POD活性测定摇 参照高俊凤的方法[21],酶活性单位为 驻OD470·g
-1·min-1。
SOD活性测定摇 参照高俊凤的方法[21],酶活性单位为 驻OD560·g
-1·min-1。
1.6摇 数据统计分析
本实验所有数据均采用 SPSS16.0统计软件进行统计分析,不同处理间差异显著性采用 Duncan 法进行多
重比较。
2 摇 结果与分析
2.1摇 南美斑潜蝇幼虫为害对 PAL活性的影响
由表 1可知,在同一受害期内,4种不同程度的虫害处理之间 PAL 活性在整体上差异显著(P<0.05);同
一受害程度处理不同时间之间 PAL活性也在整体上差异显著(P<0.05)。 系统对照和重度受害 PAL 活性在
不同时间均显著地高于健康对照(P<0.05),轻度受害第 7 和 9 天低于健康对照,其余时间均高于健康对照。
随着南美斑潜蝇幼虫持续为害时间的延长,所有处理的 PAL活性上升,系统对照和轻度受害在第 5 天达到最
高值,第 7天略有下降,第 9天又回升;重度受害第 7天达最高值,第 9天急剧下降。
表 1摇 南美斑潜蝇幼虫持续取食后黄瓜叶片中 PAL活性的变化
Table 1摇 Changes of PAL activity in cucumber leaves after Liriomyza huidobrensis larvae feeding continuously
受害程度
Damage level
处理时间 Time / d
1 3 5 7 9
健康 U 18.34依2.20(d)d 19.43依3.25(d)c 23.34依1.27 (d)a 22.48依2.52(c)b 23.27依1.49(c)a
系统 S 19.26依2.01(b)d 23.26依3.11 (b)c 26.26依3.61(b)a 24.39依0.71(b)b 26.24依3.01(a)a
轻度 L 22.03依1.43(a)c 21.88依2.09(c)d 24.63依2.05(c)a 21.50依1.21(d)e 22.73依3.47(d)b
重度 H 18.92依3.02(c)e 23.73依2.82 (a)d 26.53依2.32 (a)b 29.99依2.08(a)a 24.03依2.04(b)c
摇 摇 表中数据为平均值依标准误;数据后括号内字母表示相同时间不同处理的差异显著性,数据后括号外字母表示相同处理不同时间的差异显
著性;根据邓肯氏新复极差检验,字母不同者为差异显著(P<0.05);U: 健康对照 Undamaged control;S: 系统对照 Systematic control;L: 轻度受害
Lightly damaged;H: 重度受害 Highly damaged
0537 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33卷摇
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2.2摇 南美斑潜蝇幼虫为害对 PPO活性的影响
由表 2可知,在同一受害期内,4种不同程度的虫害处理之间 PPO 活性在整体上差异显著(P<0.05);同
一受害程度处理不同时间之间 PPO活性也在整体上差异显著(P<0.05)。 除第 5 天重度受害 PPO 活性低于
轻度受害外,其余时间均是重度受害>轻度受害>系统对照>健康对照。 随着受害程度的加深,PPO 活性变化
幅度加大。 健康对照 PPO活性变化幅度较小,第 3和 5天略高。 系统对照 PPO 活性第 1 天最高,然后下降,
第 5天达最低值,第 7天又开始回升。 轻度受害处理 PPO活性第 1和 3天较低,第 3天后快速上升,第 5天后
上升幅度较小。 重度受害处理 PPO活性变化较大,第 5天达最低值,然后急剧上升。
表 2摇 南美斑潜蝇幼虫持续取食后黄瓜叶片中 PPO活性的变化
Table 2摇 Changes of PPO activity in cucumber leaves after Liriomyza huidobrensis larvae feeding continuously
受害程度
Damage level
处理时间 Time / d
1 3 5 7 9
健康 U 19.17依1.07(d)b 19.63依1.53(d)a 19.77依1.69(d)a 19.10依1.09(d)b 18.97依0.87(d)b
系统 S 24.07依3.19(c)b 21.63依2.49(c)c 20.37依3.24(c)d 20.53依2.72(c)d 23.33依1.29(c)a
轻度 L 25.43依2.12(b)d 24.20依2.66(b)e 31.43依4.12(a)c 32.33依3.48(b)b 33.17依2.33(b)a
重度 H 30.17依1.22(a)d 32.70依3.21(a)c 28.23依3.15(b)e 44.73依4.09(a)a 43.47依3.08(a)b
2.3摇 南美斑潜蝇幼虫为害对 POD活性的影响
由表 3可知,在同一受害期内,4种不同程度的虫害处理之间 POD 活性在整体上差异极显著(P<0.01);
同一受害程度处理不同时间之间 POD活性也在整体上差异极显著(P<0.01)。 除第 9 天轻度受害 POD 活性
最低外,其余时间均是随着受害程度的加深,POD活性升高,即重度受害>轻度受害>系统对照>健康对照。 健
康对照和系统对照 POD活性变化幅度较小,而轻度受害和重度受害 POD变化幅度较大。 所有处理均是在第
5天达最高值。
表 3摇 南美斑潜蝇幼虫持续取食后黄瓜叶片中 POD活性的变化
Table 3摇 Changes activity of POD in cucumber leaves after Liriomyza huidobrensis larvae feeding continuously
受害程度
Damage level
处理时间 Time / d
1 3 5 7 9
健康 U 31.20依2.21(c)d 31.20依1.25(c)d 35.47依2.46(c)a 33.47依1.41(d)b 32.17依2.36(c)c
系统 S 34.47依2.03(b)b 34.47依3.15(b)b 36.00依3.06(c)a 34.57依2.53(c)b 34.37依1.06(b)b
轻度 L 34.87依2.53(b)c 34.90依2.32(b)c 40.77依1.35(b) a 38.73依0.83(b)b 27.87依3.03(d)d
重度 H 48.67依1.81(a)c 58.77依1.38(a)b 63.33依0.93(a)a 49.00依1.46(a)c 44.23依2.73(a)d
2.2.4摇 南美斑潜蝇幼虫为害对 SOD活性的影响
由表 4可知,在同一受害期内,4种不同程度的虫害处理之间 SOD 活性在整体上均存在极显著差异(P<
0郾 01),除第 5天系统对照 SOD 活性最高外,其余处理均是重度受害 SOD 活性最高;除第 9 天系统对照 SOD
活性与轻度受害差异不显著外,其余时间均是系统对照SOD活性高于轻度受害。除健康对照SOD活性在不
表 4摇 南美斑潜蝇幼虫持续取食后黄瓜叶片中 SOD活性的变化
Table 4摇 Changes of SOD activity in cucumber leaves after Liriomyza huidobrensis larvae feeding continuously
受害程度
Damage level
处理时间 Time / d
1 3 5 7 9
健康 U 30.88依1.26(c)a 30.93依0.28(b)a 30.68依0.62(c)a 30.05依0.26(c)a 30.13依1.67(c)a
系统 S 32.47依2.10(b)e 33.23依3.17(a)c 41.47依1.08(a)a 38.43依4.10(b)b 33.07依2.98(b)d
轻度 L 31.28依1.09(c)b 24.58依2.09 (c)c 21.16依3.52(d)d 24.96依3.32(d)c 34.09依3.53(b)a
重度 H 38.18依0.22(a)c 32.94依3.21(a)e 35.16依2.70(b)d 40.89依2.70(a)b 55.69依2.19(a)a
1537摇 23期 摇 摇 摇 孙兴华摇 等:南美斑潜蝇为害对黄瓜体内 4种防御酶活性的影响 摇
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同时间差异不显著外(P= 0.681),其余处理不同时间之间 SOD活性也在整体上差异极显著(P<0.01)。 南美
斑潜蝇幼虫为害后,系统对照 SOD活性逐渐上升,第 5天达最高值后逐渐下降;轻度受害 SOD活性逐渐下降,
第 3天达最低值后又逐渐上升;重度受害 SOD活性在第 3天下降后逐渐上升。
3摇 讨论
植物在受到病虫害的侵害时,通常会诱导产生某些自身防御酶系来对其进行化学抵御,以维持自身的生
存[2]。 本文研究表明,南美斑潜蝇幼虫取食为害可诱导寄主植物叶片内 PAL、PPO、POD 和 SOD 等 4 种防御
酶活性上升,受害程度越重上升幅度越大,而且诱导作用是系统性的。 绿盲蝽[5鄄6]、苜蓿蚜[8鄄9]、高粱蚜[10]及
温室白粉虱[11]取食为害均导致其寄主植物体内 PAL、PPO和 POD活性上升,与本文研究结果一致,但上述研
究均未研究诱导效果是否具有系统性。 刘裕强等研究表明[3],褐飞虱刺吸取食诱导植株体内脂氧合酶
(lipoxidase,LOX)、脂氢过氧化物裂解酶(hydroperoxide lyase,HPL)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性均显著升
高,褐飞虱刺吸对 PAL的影响是系统性的,而对 LOX 的影响则仅局限于褐飞虱刺吸部位的茎杆中。 张金锋
和薛庆中研究表明[4],受白背飞虱为害后,稻株体内的 SOD活性增加、过氧化氢酶(catalase, CAT)活性下降,
POD活性变化在抗虫和感虫材料中有差异,前者活性增加,后者下降;受褐飞虱为害后,SOD 活性增加,CAT
和 POD 活性在抗虫材料中下降,而在感虫材料中增加;其为害造成的抗虫材料 SOD 活性增长率和感虫材料
CAT活性下降率均比白背飞虱高。 综上所述,目前绝大多数研究表明,害虫取食为害可诱导寄主植物体内
PAL、PPO、POD和 SOD等防御酶活性上升,从而可能对害虫产生不利的影响。
苯丙氨酸解氨酶(PAL)是苯丙烷类代谢途径中的关键酶和限速酶[22],在此代谢过程可产生酚类物质、木
质素、植保素和阿魏酸等物质的合成,这些物质对植物的生长发育和防御病虫害的攻击有着重要作用[23]。 有
实验证明,昆虫取食可诱导酚类物质的合成[24]。 本研究表明(表 1),南美斑潜蝇幼虫为害导致黄瓜叶片中
PAL活性显著上升,诱导产生更多的单宁和黄酮等酚类物质,从而可能对南美斑潜蝇取食和生长发育产生不
利的影响。 这与寄主选择性的研究结果相一致,南美斑潜蝇不喜欢在单宁和黄酮等酚类物质含量高的寄主植
物上产卵和取食[15,18]。
多酚氧化酶(PPO)在植物的防御机制中发挥了重要的作用。 在昆虫取食过程中,它能促进醌类等各种
氧化酚类化合物质的合成,这些物质会将食物蛋白中的必需氨基酸烷基化,进而产生一定的毒性,从而达到抵
御病虫害的作用[25]。 本文研究表明(表 2),在黄瓜叶片受到南美斑潜蝇幼虫取食为害后,PPO活性随着受害
程度的增加而增加,而且与其他 3种酶相比,PPO活性上升幅度最大,特别是在第 7 天和 9 天重度受害叶片中
PPO活性是健康对照的 1倍以上,说明 PPO对害虫为害更敏感。
植物受到病虫害为害时会产生大量的活性氧(reactive oxygen, ROS),多余的活性氧会影响植物正常的生
理活动。 在植物正常代谢过程中,植物体内的抗氧化酶系统和非酶抗氧化系统会及时清除某些活性氧类,从
而避免了由活性氧引起的膜脂过氧化作用所造成的细胞膜系统的损伤[26]。 而 POD和 SOD 作为活性氧清除
系统的 2个关键酶有效抑制了活性氧自由基对植物的损害。 SOD催化超氧自由基(O-2)产生歧化反应,生成
毒性较小的 H2O2和 O
-2 [27];POD能催化酚类物质氧化,在清除 H2O2和 OH
-自由基方面也具有重要的防御作
用[28鄄29]。 在这两种酶的相互作用下,细胞内的自由基得以维持在正常水平,从而减轻了自由基对植物的毒
害,提高了植物的抗逆能力[30]。 本研究表明(表 3,表 4),在南美斑潜蝇幼虫取食诱导后,系统对照、轻度受害
和重度受害叶片中 POD和 SOD活性均高于健康对照,并且在第 5天达最高值。
本文首次对南美斑潜蝇取食诱导后黄瓜叶片中防御酶活性随虫害程度和持续时间的变化进行了初步研
究,发现在黄瓜受到南美斑潜蝇幼虫为害时,其叶片中 PAL、PPO、POD 和 SOD等 4种酶的活性随着虫害程度
的不同和持续时间的延长而变化,但其变化的分子机制有待深入研究。
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耘枣枣藻糟贼泽 燥枣 凿藻藻责 增藻则贼蚤糟葬造造赠 则燥贼葬则赠 贼蚤造造葬早藻 燥灶 泽燥蚤造 憎葬贼藻则 葬灶凿 憎葬贼藻则 怎泽藻 藻枣枣蚤糟蚤藻灶糟赠 蚤灶 灶燥则贼澡藻则灶 悦澡蚤灶葬忆泽 匀怎葬灶早鄄澡怎葬蚤鄄澡葬蚤 砸藻早蚤燥灶
蕴陨 再蚤遭蚤灶早袁孕粤晕郧 匀怎葬灶糟澡藻灶早袁再粤晕郧 载怎藻袁藻贼 葬造 渊苑源苑愿冤
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源员远苑 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 猿猿卷摇
叶生态学报曳圆园员源年征订启事
叶生态学报曳是由中国科学技术协会主管袁中国生态学学会尧中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊袁创刊于 员怨愿员年袁报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果遥 坚持野百花齐放袁百家
争鸣冶的方针袁依靠和团结广大生态学科研工作者袁探索生态学奥秘袁为生态学基础理论研究搭建交流平台袁
促进生态学研究深入发展袁为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务尧为国民经济建设和发展服务遥
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迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章曰研究简报曰生态学新理论尧新方法尧新技术介绍曰新书评价和
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本期责任副主编摇 王德利摇 摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报渊杂匀耘晕郧栽粤陨摇 载哉耘月粤韵冤渊半月刊摇 员怨愿员年 猿月创刊冤
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主摇 摇 编摇 王如松
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