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The effect of different alfalfa varieties on the midgut protease activity of pea aphid (Acyrthosiphon pisum)

不同苜蓿品种对豌豆蚜中肠消化酶活性的影响



全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2014470 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
达丽婷,朱亚灵,宋丽雯,胡桂馨,王森山.不同苜蓿品种对豌豆蚜中肠消化酶活性的影响.草业学报,2015,24(10):8087.
DALiTing,ZHUYaLing,SONGLiWen,HUGuiXin,WANGSenShan.Theeffectofdifferentalfalfavarietiesonthemidgutproteaseactivityof
peaaphid(犃犮狔狉狋犺狅狊犻狆犺狅狀狆犻狊狌犿).ActaPrataculturaeSinica,2015,24(10):8087.
不同苜蓿品种对豌豆蚜中肠消化酶活性的影响
达丽婷1,朱亚灵2,宋丽雯1,胡桂馨1,王森山1
(1.甘肃农业大学草业学院,草业生态系统教育部重点实验室,中-美草地畜牧业可持续发展研究中心,
甘肃 兰州730070;2.兰州市园林科学研究所,甘肃 兰州730070)
摘要:为了探究取食苜蓿对豌豆蚜中肠消化酶的影响,揭示苜蓿抗蚜的生化机制,本文测定了2种色型豌豆蚜取食
8个不同抗性苜蓿品种后中肠主要消化酶的活性。结果表明,红色型豌豆蚜在取食低抗品种渭南后,其中肠蛋白酶
活性为(9.71±0.63)U/mL,绿色型豌豆蚜取食感虫品种猎人河后为(9.88±0.56)U/mL,二者取食高抗品种三得
利后分别为(0.33±0.10)U/mL和(0.43±0.02)U/mL;红色型豌豆蚜取食感虫品种猎人河后其中肠脂肪酶活性
为(4.12±0.30)U/mL,绿色型豌豆蚜则在取食低抗品种渭南后酶活达(4.00±0.29)U/mL,二者脂肪酶活性在取
食高抗品种甘农5号后分别为(1.63±0.10)U/mL和(1.08±0.13)U/mL;2种色型的豌豆蚜中肠淀粉酶的活性
在取食感虫品种猎人河后分别为(2.30±0.40)U/mL、(2.14±0.29)U/mL。此外,豌豆蚜取食8个苜蓿品种后,
红、绿色型豌豆蚜的蛋白酶、脂肪酶及绿色型豌豆蚜的淀粉酶活性与苜蓿抗性间均呈高度负线性相关,表明苜蓿品
种的抗蚜性越高,蚜虫取食后其中肠3种酶的活性越低,抗性苜蓿品种主要抑制豌豆蚜中肠消化酶的活性。
关键词:豌豆蚜;苜蓿;蛋白酶;脂肪酶;淀粉酶;抗性  
犜犺犲犲犳犳犲犮狋狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犪犾犳犪犾犳犪狏犪狉犻犲狋犻犲狊狅狀狋犺犲犿犻犱犵狌狋狆狉狅狋犲犪狊犲犪犮狋犻狏犻狋狔狅犳狆犲犪犪狆犺犻犱
(犃犮狔狉狋犺狅狊犻狆犺狅狀狆犻狊狌犿)
DALiTing1,ZHUYaLing2,SONGLiWen1,HUGuiXin1,WANGSenShan1
1.犕犻狀犻狊狋狉狔狅犳犈犱狌犮犪狋犻狅狀犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犌狉犪狊狊犾犪狀犱犈犮狅狊狔狊狋犲犿,犛犻狀狅犝.犛.犆犲狀狋犲狉狊犳狅狉犌狉犪狕犻狀犵犾犪狀犱犈犮狅狊狔狊狋犲犿犛狌狊狋犪犻狀犪犫犻犾犻狋狔,
犌犪狀狊狌犃犵狉犻犮狌犾狋狌狉犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犔犪狀狕犺狅狌730070,犆犺犻狀犪;2.犔犪狀狕犺狅狌犚犲狊犲犪狉犮犺犻狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犌犪狉犱犲狀犻狀犵,犔犪狀狕犺狅狌730070,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Thisresearchmeasuredthemidgutproteaseenzymeactivityintheredandgreenpeaaphid(犃犮狔狉狋犺狅
狊犻狆犺狅狀狆犻狊狌犿)aftertheyhadfedon8alfalfa(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪)varietieswithdifferingresistance.Themidgut
proteaseactivityoftheredpeaaphidwas(9.71±0.63)U/mLaftertheyhadfedonthevarietyWeinan,and
was(0.33±0.10)U/mLafterfeedingonvarietySandili.Theproteaseactivityofthegreenpeaaphidwas
(9.88±0.56)U/mLafterfeedingonthevarietyHunterriver,and(0.43±0.02)U/mLafterfeedingonSand
ili.Themidgutlipaseactivityoftheredpeaaphidwas(4.12±0.30)U/mLwhentheyinfestedthecultivar
Hunterriver,butwasonly(1.63±0.10)U/mL(犘<0.05)whentheyinfestedthevarietyGannongNo.5.Li
paseactivitywas(4.00±0.29)U/mLwhenaphidshadfedonthevarietyWeinan,andwas(1.08±0.13)
U/mLwhenfeedingonthecultivarGannongNo.5.Themidgutamylaseactivitiesoftheredandgreenpeaa
phidswere(2.30±0.40)U/mLand(2.14±0.29)U/mL,respectivelywhentheyhadfedonthecultivar
Hunterriver.Insummary,forpeaaphidinfestationof8alfalfavarietieswithdifferingaphidresistance,ahigh
第24卷 第10期
Vol.24,No.10
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
2015年10月
Oct,2015
收稿日期:20141113;改回日期:20150104
基金项目:草业生态系统教育部重点实验室开放基金科研项目(CYZS2011015)资助。
作者简介:达丽婷(1987),女,甘肃兰州人,在读硕士。Email:zhida0504@foxmail.com
通讯作者Correspondingauthor.Email:wangsenshan@gsau.edu.cn
negativelinearcorrelationwasobservedbetweentheresistanceofthedifferentalfalfavarietiesandtheprote
ase,lipaseandamylaseactivitiesofthepeaaphid,i.e.whenthealfalfaaphidresistanceishigher,theenzyme
activityislower.Henceitisconcludedthattheresistantalfalfavarietiesrestrictthemidgutdigestiveenzyme
activityofthepeaaphid.
犓犲狔狑狅狉犱狊:peaaphid(犃犮狔狉狋犺狅狊犻狆犺狅狀狆犻狊狌犿);alfalfa(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪);protease;lipase;amylase;resist
ance
苜蓿(犕犲犱犻犮犪犵狅狊犪狋犻狏犪)在我国有2000余年的历史,经过人工驯化和自然选择,形成了一些具有地方特色的
优良品种[12]。苜蓿产量高,而且草质优良,各种畜禽均喜食,是全世界栽培面积最广的优质牧草[36]。在美国,苜
蓿是次于小麦(犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿)、玉米(犣犲犪犿犪狔狊)和水稻(犗狉狔狕犪狊犪狋犻狏犪)的第四大农作物,为美国创造了巨大
的生态和社会效益[7]。而在我国,随着畜牧业的不断发展,草产业呈现出强劲的发展势头,特别是甘肃、新疆、内
蒙古等西北地区,因其良好的饲料和食用价值,形成进出口产业链[8]。根据调查,西北地区由于苜蓿虫害的影响,
常造成10%~30%的经济损失,其中苜蓿蚜虫类是最重要的害虫类群之一[910]。在甘肃危害苜蓿的蚜虫主要有
3种:苜蓿蚜(犃狆犺犻狊犿犲犱犻犮犪犵犻狀犻狊,PA),豌豆蚜(犃犮狔狉狋犺狅狊犻狆犺狅狀狆犻狊狌犿,BBA)和苜蓿斑蚜(犜犺犲狉犻狅犪狆犺犻狊狋狉犻犳狅犾犻犻,
SAA)。近几年,由于气候、环境条件的复杂变化,甘肃兰州苜蓿田的蚜虫种群也发生了很大的变化,2004-2005
年苜蓿田的蚜虫种群以苜蓿斑蚜为主;2006年苜蓿田的蚜虫发生量很少;2007年苜蓿斑蚜的发生高峰期提前到
了5月份,6月份苜蓿斑蚜的发生量下降,豌豆蚜的蚜量上升,超过苜蓿斑蚜,成为苜蓿田优势种群;2008年苜蓿
田的蚜虫种群以豌豆蚜为主;从以上蚜虫种群的发生动态可以看出,豌豆蚜正在从苜蓿田的次要害虫上升为主要
害虫[11]。
豌豆蚜亦叫豆无网长管蚜,是苜蓿上常见的重要害虫,世界各地均有分布。豌豆蚜有2种生物型:红色型和
绿色型。1945年,Harrington[12]首次发现红色型的豌豆蚜,之后国内外学者对豌豆蚜及其生物型广泛开展研究,
Kugler和Ratcliffe[13]评价苜蓿对红色型豌豆蚜的抗性时发现,对绿色豌豆蚜有抗性的苜蓿对红色型豌豆蚜抗性
很低或者丧失了抗性。在我国,武德功等[3]通过组建生命表评价了5个苜蓿品种对2种色型豌豆蚜的抗生性。
金娟等[14]研究了不同苜蓿品种对2种生物型豌豆蚜的抗生性表明,同一苜蓿品种和不同苜蓿品种之间对2种色
型豌豆蚜的抗生性都存在差异,说明豌豆蚜色型的分化给抗蚜品系的培育带来了更多的挑战。
苜蓿抗蚜育种是防治该虫最有效的途径之一,而明确的抗性机制是高效抗虫育种的基础。目前国内对苜蓿
抗蚜机制的研究,主要集中在苜蓿体内的营养物质[15]、抗虫过程中的相关酶[1617]及次生代谢产物在蚜虫为害前
后变化与作物抗虫性之间的关系[11,14,17]等方面。王森山[18]通过室内和大田抗蚜评价、筛选,采用ISO9648法测
定4个不同抗蚜级别苜蓿品(种)系感蚜前后单宁含量,初步揭示了苜蓿对苜蓿斑蚜的抗性机制及抗性生理生化
机制。研究表明苜蓿对苜蓿斑蚜的抗性以抗生性为主,不同抗性苜蓿品种由于蚜虫的危害,植株内单宁含量发生
变化,随着苜蓿品种单宁含量增加,蚜害指数降低,苜蓿品种的抗虫性提高。曲若轶等[1920]报道单宁抗虫机理包
括:与昆虫的中肠肠壁蛋白质结合,促使蛋白质沉淀,影响中肠的渗透性和对蛋白质、氨基酸等重要营养物质的吸
收、消化和利用;抑制昆虫中肠消化酶的活性;降低血淋巴中糖及蛋白质含量等。而对于豌豆蚜为害苜蓿后单宁
对其抗性是影响其对蛋白质、氨基酸等营养物质的吸收和利用有待研究证明。
蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶是昆虫中肠重要的消化酶,近年来国内已有研究者就蛾类、蚁类、蜜蜂等昆虫的中肠
消化酶活性进行了研究[2125]。然而,就取食苜蓿后,红绿两种色型豌豆蚜中肠内酶活性的研究还比较少。为了揭
示苜蓿抗蚜生化机制,在对国内外主栽苜蓿品种田间抗蚜性鉴定的基础上[2628],利用甘农5号等不同抗性水平的
苜蓿品种为供试材料,测定豌豆蚜在不同苜蓿品种上取食后中肠消化酶的活性,探究豌豆蚜取食苜蓿后生理的变
化,为揭示苜蓿对豌豆蚜抗性的生化机制奠定理论基础。
1 材料与方法
1.1 供试材料
1.1.1 供试虫源  从甘肃农业大学苜蓿试验田采集豌豆蚜成蚜,将其置于实验室25℃恒温箱中,用鲜苜蓿叶
18第10期 达丽婷 等:不同苜蓿品种对豌豆蚜中肠消化酶活性的影响
片饲养,以12h以内的初产若蚜作为供试虫源。
1.1.2 供试苜蓿品种  供试苜蓿品种及其来源详见表1所示。
表1 苜蓿品种及来源
犜犪犫犾犲1 犜犺犲犪犾犳犪犾犳犪狏犪狉犻犲狋犻犲狊犪狀犱狊狅狌狉犮犲
苜蓿品种Alfalfavarieties 抗性级别Resistantclass 抗蚜株率 Rateofresistantplants(%) 来源Source
甘农5号GannongNo.5 HR高抗 Highlyresistant 87.10±3.09 甘肃农业大学GansuAgriculturalUniversity
三得利Sandili HR高抗 Highlyresistant 86.90±5.52 甘肃农业大学GansuAgriculturalUniversity
陇东Longdong HR高抗 Highlyresistant 77.80±1.37 甘肃农业大学GansuAgriculturalUniversity
甘农3号GannongNo.3 R抗虫Resistant 42.30±2.95 甘肃农业大学GansuAgriculturalUniversity
金皇后Goldempress R抗虫Resistant 49.20±3.11 甘肃农业大学GansuAgriculturalUniversity
天水Tianshui MR中抗 Moderateresistance 21.30±2.81 甘肃农业大学GansuAgriculturalUniversity
渭南 Weinan LR中抗Lowresistance 13.60±1.47 甘肃农业大学GansuAgriculturalUniversity
猎人河 Hunterriver S感虫Susceptible 2.36±1.03 甘肃农业大学GansuAgriculturalUniversity
  表中抗蚜株率为2013年田间抗蚜性评价结果[28]。RateofresistantplantsinTableistheresultoffieldevaluationin2003[28].
1.2 测定方法
1.2.1 试虫的采集与酶液的制备  在苜蓿生长的幼苗期,分别接红、绿2种色型的豌豆蚜初产若蚜若干于各
供试苜蓿品种上,置于温度(23±1)℃,光周期L∶D=16∶8,相对湿度RH=(70±5)%的条件下饲养,待其生长
发育为成蚜后,从每个苜蓿品种上采集两种色型成蚜各20头,重复3次。将待测豌豆蚜去头,释放其血淋巴后,
抽取中肠并加入1mL预冷的0.15mol/LNaCl溶液,将其冰浴匀浆并在4℃下11000r/min离心20min,取上
清液为酶提取液置于4℃下备用,48h内测定[29]。
1.2.2 蛋白酶活性测定  参照沙槎云等[23]的方法。以酪蛋白为底物,酪蛋白以20mg/mL的浓度溶于0.15
mol/LNaCl溶液。取酶液0.1mL加入1mL酪蛋白溶液中,加缓冲液使最终体积达到4mL,37℃水浴30min,
取上清液0.25mL,加folin酚甲1.25mL,folin酚乙0.25mL,在波长425nm处测吸光值。将酶液以等量的
0.15mol/LNaCl溶液替代作为对照。参照《酶的测定方法》[30]中的方法,将测得的吸光值转化为酶活性。计算
公式为:
蛋白酶活性(U/mL)=Δ犃425nm×97.09×犞狋×犞犈
式中,Δ犃为吸光值,犞 为反应总体积,犞犈 为反应酶液体积,狋为反应时间。
1.2.3 脂肪酶活性测定  脂肪酶的活性测定用对硝基苯酚法[3133]。以对硝基苯酚酯作为底物,脂肪酶水解底
物产生具有颜色的对硝基苯酚,在420nm波长下测出其吸光光度值,将酶液以等量的0.15mol/LNaCl溶液替
代作为对照,方法同处理。酶活性单位定义为检测条件下每min产生1μmol对硝基苯酚所需的脂肪酶量。参照
《昆虫生化与分子生物学实验技术》[29]中的方法,将测得的吸光值转化为酶活性。计算公式为:
脂肪酶活性(U/mL)=Δ犃420nm×20狋×犞犈
式中,Δ犃为吸光值,狋为反应时间,犞犈 为反应酶液量。
1.2.4 淀粉酶活性测定  参照Stelmach[30]《酶的测定方法》(1992)中伯恩费尔德法。以0.1%的淀粉水溶液
为底物,在0.02mol/LpH8.0的磷酸缓冲液中,0.1mL酶液与0.2mL的淀粉水溶液反应,DNS(3,5-二硝基
水杨酸)试剂染色,在波长492nm处测吸光值。将酶液以等量的0.15mol/LNaCl溶液替代作为对照,方法同
处理。参照《酶的测定方法》[30]中的计算方法,将测得的吸光值转化为酶活性。计算公式为:
淀粉酶活性(U/mL)=6.758×Δ犃492nm/min×0.1541×犞犈
28 草 业 学 报 第24卷
式中,Δ犃为吸光值,犞犈 为反应酶液量。
1.3 数据处理
应用 Microsoftofficeexcel2007及SPSS19.0软件对调查数据进行处理,采用 ANOVA单因素方差分析。
供试8个抗蚜性不同的具有代表性的苜蓿品种,以其田间抗蚜性株率为自变量(犡),豌豆蚜中肠消化酶活性
为因变量(犢)进行相关性分析,计算回归方程犢=犪+犫犡,并利用犉检验法进行显著性检验。
2 结果与分析
2.1 豌豆蚜2种生物型中肠消化酶活性的测定结果
2.1.1 豌豆蚜2种生物型中肠蛋白酶的活性  在室温(23±1)℃条件下,测定了取食8种苜蓿后2种色型豌
豆蚜中肠蛋白酶活性,结果见表2。
表2结果表明,豌豆蚜取食为害8种苜蓿品种后,其中肠内蛋白酶活性存在差异。红色型豌豆蚜的中肠酶活
性范围在(9.71±0.63)~(0.33±0.10)U/mL之间,取食低抗品种渭南的达(9.71±0.63)U/mL,高抗品种三
得利的为(0.33±0.10)U/mL。低抗品种渭南与感虫品种猎人河之间酶活性差异不显著(犘>0.05),渭南、猎人
河与其余6种供试苜蓿品种间差异显著 (犘<0.05);高抗品种三得利、甘农5号、陇东,抗虫品种金皇后间差异不
显著(犘>0.05)。
绿色型豌豆蚜的中肠蛋白酶活性在感虫品种猎人河上达(9.88±0.56)U/mL,与渭南间差异不显著(犘>
0.05),猎人河、渭南与其他6个供试品种间差异显著(犘<0.05);高抗品种三得利上的酶活性为(0.43±0.02)
U/mL。高抗品种三得利、甘农5号、陇东,抗虫品种金皇后间差异不显著(犘>0.05)。
2.1.2 豌豆蚜2种生物型中肠脂肪酶的活性  表3结果显示,豌豆蚜取食为害8种苜蓿品种后,红色型豌豆
蚜中肠内的脂肪酶活性在(4.12±0.30)~(1.63±0.10)U/mL之间,其中取食感虫品种猎人河后的酶活达
(4.12±0.30)U/mL,高抗品种甘农5号的为(1.63±0.10)U/mL;猎人河、渭南与甘农3号、天水及三得利、甘
农5号、陇东、金皇后等供试苜蓿品种间差异显著 (犘<0.05),猎人河和渭南、甘农3号间及天水、三得利、甘农5
号、陇东、金皇后品种间差异不显著(犘>0.05)。
表2 取食8种苜蓿后2种色型豌豆蚜中肠蛋白酶活性
犜犪犫犾犲2 犕犻犱犵狌狋狆狉狅狋犲犪狊犲犪犮狋犻狏犻狋狔狅犳狋狑狅犮狅犾狅狉犿狅狉狆犺狊狅犳
狆犲犪犪狆犺犻犱犪犳狋犲狉犳犲犱狅狀8犪犾犳犪犾犳犪狏犪狉犻犲狋犻犲狊 U/mL
苜蓿品种
Alfalfavarieties
红色型
Redbiotype
绿色型
Greenbiotype
渭南 Weinan 9.71±0.63a 9.85±0.07a
猎人河 Hunterriver 9.62±0.22a 9.88±0.56a
天水Tianshui 3.25±0.26b 3.58±2.05b
甘农3号GannongNo.3 1.22±0.35c 2.91±0.56bc
金皇后Goldempress 0.77±0.93cd 1.52±0.85cd
陇东Longdong 0.59±0.20cd 1.44±0.96cd
甘农5号GannongNo.5 0.38±0.02d 0.46±0.06d
三得利Sandili 0.33±0.10d 0.43±0.02d
表3 取食8种苜蓿后2种色型豌豆蚜中肠脂肪酶活性
犜犪犫犾犲3 犕犻犱犵狌狋犾犻狆犪狊犲犪犮狋犻狏犻狋狔狅犳狋狑狅犮狅犾狅狉犿狅狉狆犺狊狅犳
狆犲犪犪狆犺犻犱犪犳狋犲狉犳犲犱狅狀8犪犾犳犪犾犳犪狏犪狉犻犲狋犻犲狊 U/mL
苜蓿品种
Alfalfavarieties
红色型
Redbiotype
绿色型
Greenbiotype
猎人河 Hunterriver 4.12±0.30a 3.96±0.25a
渭南 Weinan 4.11±0.42a 4.00±0.29a
甘农3号GannongNo.3 3.30±0.07b 3.03±0.52b
天水Tianshui 3.27±0.14b 2.82±0.15bc
三得利Sandili 2.38±0.21c 1.65±0.08de
金皇后Goldempress 2.27±0.29c 2.18±0.20cd
陇东Longdong 1.67±0.10c 1.53±0.14de
甘农5号GannongNo.5 1.63±0.10c 1.08±0.13e
 注:同列数据后不同小写字母表示差异显著(犘<0.05),下同。
 Note:Datainthesamecolumnsfolowedbythedifferentlowercaselettersindicatesignificantdifferenceat0.05level,thesamebelow.
而绿色型豌豆蚜中肠内的脂肪酶活性在(4.00±0.29)~(1.08±0.13)U/mL之间,其中取食低抗品种渭南
后的酶活达(4.00±0.29)U/mL,高抗品种甘农5号的为(1.08±0.13)U/mL;感虫品种猎人河与低抗品种渭
南之间差异不显著(犘>0.05),猎人河、渭南与其余6种供试苜蓿品种间差异显著 (犘<0.05),高抗品种甘农5
38第10期 达丽婷 等:不同苜蓿品种对豌豆蚜中肠消化酶活性的影响
号与金皇后、天水、甘农3号、猎人河、渭南之间差异显
著 (犘<0.05)。
2.1.3 豌豆蚜2种生物型中肠淀粉酶活性的测定 
 表4结果表明,红色型豌豆蚜在取食感虫品种猎人
河后其中肠淀粉酶活性为(2.30±0.40)U/mL,与渭
南、甘农3号和甘农5号3个品种间差异显著(犘<
0.05)。
绿色型豌豆蚜取食感虫品种猎人河后其中肠淀粉
酶活性最高,为(2.14±0.29)U/mL,与其他7个供
试品种间差异显著(犘<0.05);取食抗虫品种甘农3
号后其中肠淀粉酶活性为(0.87±0.12)U/mL,与天
水、猎人河间差异显著(犘<0.05)。
2.2 豌豆蚜中肠消化酶活性与苜蓿抗性相关性分析
表4 取食8种苜蓿后2种色型豌豆蚜中肠淀粉酶活型
犜犪犫犾犲4 犕犻犱犵狌狋犪犿狔犾犪狊犲犪犮狋犻狏犻狋狔狅犳狋狑狅犮狅犾狅狉犿狅狉狆犺狊
狅犳狆犲犪犪狆犺犻犱犪犳狋犲狉犳犲犱狅狀8犪犾犳犪犾犳犪狏犪狉犻犲狋犻犲狊 U/mL
苜蓿品种
Alfalfavarieties
红色型
Redbiotype
绿色型
Greenbiotype
猎人河 Hunterriver 2.30±0.40a 2.14±0.29a
天水Tianshui 1.74±0.27ab 1.56±0.41b
金皇后Goldempress 1.57±0.17ab 1.36±0.37bc
三得利Sandili 1.51±0.37ab 1.27±0.13bc
陇东Longdong 1.38±0.28ab 0.91±0.11c
渭南 Weinan 1.29±0.31b 1.26±0.24bc
甘农3号GannongNo.3 1.23±0.06b 0.87±0.12c
甘农5号GannongNo.5 1.20±0.03b 1.02±0.20bc
  以8种不同抗性的苜蓿品种的抗蚜株率为自变量(犡),豌豆蚜中肠消化酶活性为因变量(犢)进行相关性分
析,计算出其回归方程,结果见表5。
表5结果显示,豌豆蚜取食8个不同抗性苜蓿品种后,苜蓿品种的抗性与豌豆蚜中肠主要消化酶活性间均呈
负线性相关,其中与红、绿色型豌豆蚜蛋白酶和脂肪酶活性及绿色豌豆蚜淀粉酶活性间均呈高度正线性相关
(犘<0.01),与红色豌豆蚜淀粉酶活性间相关性不显著。两种生物型的豌豆蚜取食8种不同抗性的苜蓿品种后,
主要消化酶活性均受到影响,苜蓿品种的抗蚜性越高,蚜虫取食后其中肠3种消化酶的活性越低。
表5 豌豆蚜中肠消化酶活性与苜蓿抗性的相关性分析
犜犪犫犾犲5 犜犺犲犮狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犪狀犪犾狔狊犻狊犫犲狋狑犲犲狀犱犻犵犲狊狋犻狏犲犲狀狕狔犿犲狅犳狆犲犪犪狆犺犻犱犪狀犱狋犺犲狉犲狊犻狊狋犪狀犮犲狅犳犪犾犳犪犾犳犪
消化酶Digestiveenzymes 生物型Biotype 回归方程Theregressionequation 犚 犚2 犉测验犉test
蛋白酶Protease 红色型Redbiotype 犢=8.053-0.101犡 0.835 0.698 犉=50.780
绿色型Greenbiotype 犢=8.612-0.102犡 0.861 0.742 犉=63.194
脂肪酶Lipase 红色型Redbiotype 犢=4.133-0.027犡 0.861 0.741 犉=62.973
绿色型Greenbiotype 犢=4.020-0.31犡 0.905 0.818 犉=99.030
淀粉酶Amylase 红色型Redbiotype 犢=1.814-0.006犡 0.352 0.124 犉=3.102,犘=0.092
绿色型Greenbiotype 犢=1.690-0.008犡 0.563 0.317 犉=10.189,犘=0.004
 注:表示在0.01水平(双侧)上极显著相关,表示在0.05水平(双侧)上显著相关。
 Note:representssignificantdifferenceat0.01level(twosided),representssignificantdifferenceat0.05level(twosided).
3 小结与讨论
3.1 蛋白酶
结果表明,豌豆蚜取食为害8种供试不同抗性级别的苜蓿品种后,对其中肠内蛋白酶活性的影响显著。2种
色型豌豆蚜在低抗品种渭南和感虫品种猎人河上的酶活性均显著高于其他供试苜蓿品种;在高抗品种三得利和
甘农5号上的酶活性显著低于其他品种,说明酶活性与苜蓿的抗性级别有着紧密的联系,即抗性越强,酶活性越
低。
红绿色型豌豆蚜中肠蛋白酶活性在8种供试苜蓿品种上均随抗性减弱而呈上升趋势。两种色型的豌豆蚜中
肠内蛋白酶活性与苜蓿品种的抗性间均呈现出高度负线性相关,苜蓿品种抗性越强,其中肠内蛋白酶活性就越
弱,说明苜蓿抗性对豌豆蚜中肠内蛋白质酶有较大的影响,当豌豆蚜获得较多蛋白质后,抗性品种上豌豆蚜的蛋
白酶活性降低,从而影响豌豆蚜对蛋白质的消化,这一结果与王森山[18]和戴小枫等[34]的研究结果相吻合。
48 草 业 学 报 第24卷
3.2 脂肪酶
试验结果表明,红绿2种色型豌豆蚜取食为害8种不同抗性级别的苜蓿品种后,其中肠脂肪酶活性受到显著
影响,红绿色型豌豆蚜脂肪酶酶活均在高抗品种甘农5号上最低,红色型豌豆蚜中肠脂肪酶活性在感虫品种猎人
河上最高,绿色型在低抗品种渭南上最高,且红色型豌豆蚜的中肠脂肪酶活性均高于绿色型。
豌豆蚜取食8个苜蓿品种后,红色型豌豆蚜的中肠脂肪酶活性均高于绿色型,在高抗品种甘农5号和三得利
上差异显著,且不同苜蓿品种抗性和红绿色型豌豆蚜体内脂肪酶活性均呈高度负线性相关,说明高抗品种对豌豆
蚜脂肪酶酶活的影响较大。
3.3 淀粉酶
试验结果显示,豌豆蚜取食为害这8种苜蓿品种后,红绿两种色型的豌豆蚜体内中肠淀粉酶的活性均在感虫
品种猎人河上最高,在其余7个品种上与抗性没有表现出明显的一致性。但红色型豌豆蚜的酶活性在8个品种
上都高于绿色型,这与Seyed等[35]的2013年的研究结果不同色型的豌豆蚜体内的能量积累方式不同,绿色型豌
豆蚜的蛋白质含量明显高于红色型豌豆蚜,但是脂肪和可溶性碳水化合物含量较低,而红色型豌豆蚜最丰富的能
量存储是脂肪和可溶性碳水化合物的这一结果相近。
此外,绿色型的豌豆蚜的淀粉酶活性与8个苜蓿品种的抗性间呈现出高度的负线性相关,即苜蓿品种抗性越
强,红色型豌豆蚜中肠内淀粉酶活性就越弱,说明苜蓿抗性对豌豆蚜中肠内淀粉酶有较大的影响。
综上所述,这3种酶的活性都与苜蓿品种的抗性表现出高度负线性相关,这说明,在一定程度上苜蓿品种的
抗性对红绿色型中肠内的消化酶活性产生了显著的影响,即苜蓿品种抗性越强,豌豆蚜中肠内酶活性就越弱。这
一显著的影响可能与抗性苜蓿品种中影响酶活性的某种生化物质有关,具体的生化抗性物质及其抗性机理尚不
清楚,需进一步研究。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊:
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106109.
《植物遗传资源学报》征订启事
《植物遗传资源学报》是中国农业科学院作物科学研究所和中国农学会主办的学术期刊,为中国科技论文统
计源期刊、中国科学引文数据库来源期刊(核心期刊)、中国核心期刊(遴选)数据库收录期刊、中国学术期刊综合
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2014年期刊学术影响因子年报统计,《植物遗传资源学报》影响因子为1.146(综合影响因子1.396),在全国农艺
和园艺类期刊中排名第5,在全国1998种科技核心期刊中排名157位。
报道内容为大田、园艺作物,观赏、药用植物,林用植物、草类植物及其一切经济植物的有关植物遗传资源基
础理论研究、应用研究方面的研究成果、创新性学术论文和高水平综述或评论。诸如,种质资源的考察、收集、保
存、评价、利用、创新,信息学、管理学等;起源、演化、分类等系统学;基因发掘、鉴定、克隆、基因文库建立、遗传多
样性研究。
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78第10期 达丽婷 等:不同苜蓿品种对豌豆蚜中肠消化酶活性的影响