全 文 ：　　1996—03—14收稿。
杨成源副研究员, 路卫华,蔡静,邓疆(中国林业科学研究院资源昆虫研究所　昆明　650216) ;张加研,陈玉惠(西南林
学院)。
* 本文为 1992年国家自然科学基金课题“紫胶寄主树根对紫胶虫的适应性反应及根分泌物作用研究”的部分内容。
紫胶寄主树和胶虫的适应性反应研究*
杨成源　张加研　路卫华　蔡静　邓疆　陈玉惠
　　关键词　紫胶虫　寄主树　适应性反应
　　紫胶虫是南亚热带特有的资源昆虫。它分泌的紫胶是军工、电器、涂料、化妆品、医药保健
等方面的重要原料。尽管今天的化学合成工业发展日新月异,但是,合成物尚不能完全取代紫
胶的位置。因此, 继续深入研究提高紫胶产量和质量的问题仍具有重要的现实意义。为此,本
项研究拟以根分泌物和紫胶分别作为寄主树和紫胶虫的适应性反应标志,探讨紫胶虫—寄主
树之间的相互适应问题。
1　材料与方法
1. 1　供试寄主树
包括寄主树根分泌物研究和原胶研究所采用的寄主树,共有 5种, 即大叶千斤拔[Mogha-
nia macr op hy l la ( Willd) O. Ktze]、苏门答腊金合欢( Acacia suma Buch-Ham. ex Wall)、木槿
( H ibi scus sy riacus L. )、久树( S chleichera tr ij uga Willd)和聚果榕( Ficus racemosa L. )。
1. 2　供试紫胶虫种
中国紫胶虫( K er ria chinensis Mahd. )和 4# 紫胶虫( K erria lacca Kerr. )。
1. 3　实验方法
寄主树根分泌物的收集与分析:首先,将砂床上培育的 1年生寄主树植株移植到水培缸
( 40 cm×70 cm×25 cm )内, 注入自来水,深度 10 cm ,尔后每隔 1周加入天津铁路宁安公园生
产的“育花灵”2片(每片 0. 5 g)。等水培植株恢复正常生长后, 于1994年 11月 10日放养紫胶
虫。自 1995年 4月 15日紫胶虫进入幼虫 3龄开始,每隔 1个月移出水培植株 1次,在重蒸馏
水中培养 10 h,收集重蒸馏水水溶液, 在50℃下减压浓缩,浓缩比 100∶5。浓缩液在硅胶薄板
层析检查基础上, 用日产 HIT ACHI 835-50型仪测定氨基酸的种类及含量。
紫胶组成成分分析:采用硅胶薄层板层析法,其步骤为:首先, 收集同种胶虫在不同寄主树
上的同一世代原胶, 并将其磨碎备用;其次,原胶组成的硅胶柱层析,即各取 2. 0 g 原胶样品,
用石油醚—乙醚( 70∶30, V / V )混合液浸泡 24 h 后过滤, 浓缩至 2. 0 mL, 接着把浓缩液加到
层析柱上端,用不同比例的石油醚—丙酮混合液( 90∶10, 80∶20, 70∶30, 60∶40, 50∶50, 40
∶60, 30∶70, V / V )洗脱分组; 最后,对同一洗脱组分,用硅胶薄层板进行不同寄主树之间层析
林业科学研究　1998, 11( 6) : 647～651
Forest Research 　　 　
比较,多用途紫外分光仪检查。
2　结果分析
2. 1　寄主树对胶虫寄生的适应性反应
2. 1. 1　寄主树蒸腾量增加　表 1可见, 放养紫胶虫后,寄主树的蒸腾量明显增加。如大叶千斤
拔, 4月 15日的 10 h 内,放虫株上平均每片叶的蒸腾量达2. 5 mL,而对照仅为 1. 4 mL。此后,
5月 15日和6月 18日的两次测定中,均呈现放虫株蒸腾量大于对照的趋势。另外木槿的观测
也与之相同。
表 1　寄主树(水培)蒸腾量观察结果 (1995年)
日期
(月- 日) 编号 寄 主树 种　
加水量
( mL)
萌条数
(个)
叶片数
(个)
上虫数
(头)
蒸腾量
( mL )
剩余量
( mL)
04- 15 00 苏门答腊金合欢 500 5 101 50 450
01 大叶千斤拔(放虫株) 500 4 12 54 30 470
02 大叶千斤拔(对照) 500 3 7 10 490
03 木槿(放虫株) 500 6 192 50 100 400
04 木槿(对照) 500 4 101 30 470
05- 15 05 苏门答腊金合欢 500 11 186 10 490
06 大叶千斤拔(放虫株) 550 4 21 50 20 530
07 大叶千斤拔(对照) 500 3 6 5 495
08 木槿(放虫株) 500 6 230 43 200 300
09 木槿(对照) 500 4 86 25 475
06- 18 10 苏门答腊金合欢 500 11 186 50 450
11 大叶千斤拔(放虫株) 600 4 21 50 70 530
12 大叶千斤拔(对照) 500 3 6 0 500
13 木槿(放虫株) 600 6 230 43 300 300
14 木槿(对照) 500 4 126 25 475
2. 1. 2　寄主树单位体积根系分泌的氨基酸总量降低而种类增加　表 2可见,放虫株单位体积
根系分泌的氨基酸总量明显低于对照。如大叶千斤拔放虫株分泌的氨基酸总量至多 13. 6
g,
而对照可达 20
g。另一方面放虫株分泌的氨基酸种类又显著地多于对照。如大叶千斤拔放虫
株多达 14种,对照至多只有 10种;木槿,放虫株分泌的氨基酸达 11种, 而对照只有 7种。
对于苏门答腊金合欢, 水培植株未能放养胶虫, 但对其根泌物中氨基酸分析结果(见表 2)
说明,该植株因无胶虫寄生造成的营养胁迫,虽在其不同发育阶段氨基酸分泌量有所变化, 但
就其种类而言,氨基酸的变化较小。
2. 1. 3　寄主树根系体积明显增大　从表 2还可以看出,寄主树中,放虫株根系冠幅及其体积
明显地大于对照。如大叶千斤拔的放虫株根系体积可达 50 cm3 ,而对照只有20 cm 3。再如木槿
放虫株根系体积达 100 cm3 ,而对照仅有 20 cm 3。
2. 2　同种胶虫对不同寄主树的适应性反应
由图 1可见,同种胶虫,因放养的寄主树种不同,所产原胶的组成明显不同。对于中国紫胶
虫, 3个寄主树种比较, 聚果榕的原胶(Ⅴ)比大叶千斤拔(Ⅵ)和苏门答腊金合欢(Ⅳ)的多出 3
个成分,如图 1和表 3中的成分 A、E 和 F。对于 4# 胶虫,也用3种树种比较,苏门答腊金合欢
的原胶(Ⅲ)比久树(Ⅰ)和聚果榕(Ⅱ)的多出一个成分,如图 1和表 3中的成分 B。
648 林 业 科 学 研 究　　　　　　　　　　　　　　　11 卷
图 1　同种胶虫的不同寄主树原胶的
层析图谱(紫外光下描绘而得)
第一组:Ⅰ. 久树,Ⅱ. 聚果榕, Ⅲ.苏门答腊金合欢,
放养 4# 胶虫。第二组:Ⅳ.苏门答腊金合欢,Ⅴ.聚果
榕,Ⅵ.大叶千斤拔,放养中国胶虫。
在上述成分中,成分 A 经紫外分析仪检查, 呈
现蓝黑色( 365 nm ) , 可见光下显灰色, 推测是花色
甙类物质。成分B 经紫外分析仪检查, 呈现天蓝色,
可见光下有白色荧光,推测是香豆精类物质。
表 3　紫胶虫原胶薄层图谱分析
图 1中
编号
至原点
距离
( cm)
Rf 值 可见光下
紫外光下
254 nm 365 nm
属性
A 6. 62 0. 735 无　色 无　色 蓝黑色 花色甙类
B 5. 54 0. 615 白　色 天蓝色 无　色 香豆精类
C 3. 60 0. 400 黄棕色 蓝　色 淡紫色 花色甙类
D 2. 93 0. 325 黄棕色 蓝　色 淡紫色 花色甙类
E 1. 80 0. 200 铅灰色 蓝紫色 蓝紫色 查耳酮类
F 0. 79 0. 088 桃红色 浅蓝色 花色甙类
前沿 9. 0
3　讨　论
　　( 1)作为紫胶虫的优良寄主树,它对紫胶虫的寄
生在生理代谢上有着良好的应变能力。其显著的标
志之一,就是根泌物成分的变化。因为根泌物不只是
植物的代谢产物, 也是植物对营养胁迫的一种反应
物[ 1, 2]。在根泌物中,氨基酸是一个很重要的组分,植物根际的或共生的微生物大多数以此作为
N 源[ 3, 4]。因此,根泌物中氨基酸的含量及其种类的变化, 直接影响根际的或共生的微生物的盛
衰,进而也会影响植物生长。通过试验可以看出,放养胶虫后, 寄主树生长不仅没有因此而迟
滞,而且有所促进,这与根泌物中氨基酸种类的增加密切相关。
( 2)同种紫胶虫在不同寄主树上放养, 有形成不同生理类群的趋向。昆虫对寄主的适应与
进化是当今生态学研究中的一个重大热点问题[ 5] ,在植食性昆虫中已有一些报道, 如棉蚜[ 6]和
欧洲玉米螟[ 7]等。在紫胶虫研究中有人对此也产生了兴趣 [ 8～10]。植食性昆虫对寄主的适应,实
际上是对不同化学成分的适应。这种行为的适应必定伴随着生理的适应。因此,植食性昆虫是
否发生了生理类群分化,可以通过对其代谢产物的研究予以证实。通过紫胶虫试验已证明了这
一点。即同种胶虫,在不同寄主树上放养, 所产原胶的组成明显不同。紫胶虫形成的生理类群
分化,最初可能是暂时的。但是,若把寄主树作为选择和隔离因子,那么,经过较长时间的定向
培育,胶虫所获得的优良变异就可以得到巩固和加强。这就是我们提出的,对寄主树的定向培
育将是紫胶虫优质品系的基础。
参　考　文　献
　　1　张福锁.根分泌物及其在植物营养中的作用.北京农业大学学报. 1991, 36(1) : 17～32.
　　2　吴珊眉.土壤生态学研究趋势.生态学杂志, 1991, 10( 4) : 15～32.
　　3　周崇莲,齐玉臣.外生菌根与植物营养.生态学杂志, 1993, 12( 1) : 37～44.
　　4　A. D麦克拉伦等. (闵九康等译) .土壤生物化学.北京:农业出版社, 1984. 240～244.
650 林 业 科 学 研 究　　　　　　　　　　　　　　　11 卷
　　5　王德华.生态学的实质浅析.生态学杂志, 1992, 11( 4) : 69～71.
　　6　冯国蕾.害虫抗药性的生化机理.生物学通报, 1995, 30( 3) : 6～11.
　　7　Schoonhoven L M (严福顺译) .抗食素的生物学问题.昆虫学集刊(第四集) , 1985, 36～48.
　　8　杨成源.紫胶虫对寄主树的适应性研究.见:国家自然科学基金委生命科学部编.第一届生命科学青年学术讨论会论
文摘要集.北京:中国农业科技出版社. 1993. 31.
　　9　Varshncy R K. T axonomic studies on lac insects of India. Oriental lns ect Su pplem ent , 1976, ( 5) : 1～97.
10　Pardesi M A. Annual rep or t of lac cult ivat ion res carch for 1957～1958. Pakistan Council of Scient if ic and In dust rial
Research. Karachi. December, 1958.
A Study on the Adaptability Response between
the Lac lnsect and lts Host Tree
Yang Chengyuan　Zhang J iayan　Cai J ing
L u W eihua　Deng J iang　Chen Yuhui
　　Abstract　Roo t secr et ion of the host t ree and the qual ity of the lac produced ar e used as
indexes based on which a study on the inter-adaptabil ity betw een the lac insect and its host
t ree is further conducted. Accor ding to the result , a decrease in the amount but an increase in
the variety o f amino acid in the secret ion is observed in the host t ree. M eanwhile, a signifi-
cant difference in the composit ion of the lac is also observed on the lac insects of dif ferent
host tr ees. T he fact that lac is the secretion of lac insect show s that insects o f the same
species tend to develop differ ent phy siolo gical bents.
　　Key words　lac insects　host t ree　adaptability response
　　Yang Ch engyuan, Associate Profes sor, Cai J ing, Lu Weih ua, Deng Jiang ( T he Research Inst itute of Resou rce In sects,
CAF　Kunmin g　650216) ; Zhang Jiayan, Ch en Yuhui ( Sou thwest Fores try College) .
6516 期　　　　　　　　　　　杨成源等: 紫胶寄主树和胶虫的适应性反应研究