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INTERRELATION BETWEEN CARBOXYLESTERASE AND GLUTATHIONE-S-TRANSFERASE IN APRIONA GERMARI LARVAE AND SECONDARY METABOLITES OF POPLAR TREES

桑天牛羧酸酯酶和谷胱甘肽S-转移酶与杨树次生代谢物质相关性研究


对取食8种杨树的桑天牛幼虫羧酸酯酶和谷胱甘肽S 转移酶活力进行了测定,证实取食不同杨树的桑天牛幼虫羧酸酯酶和谷胱甘肽S-转移酶活力存在显著差异。采用高效液相色谱法对8种杨树的14种次生代谢物质含量进行了测定,经聚类分析将8种杨树分为2类:加拿大杨、I-214杨、北京杨、J-2杨、J-1杨、山海关杨为一类,毛白杨、新疆杨为另一类。对羧酸酯酶和谷胱甘肽S-转移酶活力与杨树次生代谢物质进行了逐步回归分析,逐步回归方程表明,杨树丁香酸、绿原酸含量增高,苯酚、对羟基苯甲酸含量降低,则羧酸酯酶活力会较高;杨树苯酚含量增高,阿魏酸含量降低,则谷胱甘肽S-转移酶活力会较高。

Activities of carboxylesterase and glutathione-S-transferase in Apriona germari larvae which feeding on eight different kinds of poplar trees were tested.The results showed that the activities of the two enzymes were significantly different when the larvae feeding on different poplar trees.The contents of fourteen secondary metabolites in eight poplar trees were also tested with the method of high-pressure liquid chromatography (HPLC).By cluster analysis the eight poplar trees were divided into groups.One group includes P.canadensis,P.×euraericana cv.“I-214”,P.×beijingensis,J-2 poplar,J-1 poplar and P.canadensis cv.“Shanhaiguanensis”.The other group includes P.tomentosa, P.alba var. pyramidalis.Stepwise regression analysis was carried out to test the relationship between the activities of the above enzymes and secondary metabolites of poplar trees.The analysis result demonstrated that the contents of phenol and phyadroxybenzoic acid decreased together with the increase of carboxylesterase activity while the contents of syringic acid and chlorogenic acid increased,but the content of ferulic acid decreased together with increasing of glutathione-S-transferase activity while the content of phenol in poplar trees increased.


全 文 :第 vz卷 第 v期
u s s t年 x 月
林 业 科 学
≥≤Œ∞‘׌„ ≥Œ∂ „∞ ≥Œ‘Œ≤„∞
∂²¯1vz o‘²1v
¤¼ou s s t
桑天牛羧酸酯酶和谷胱甘肽 ≥2转移酶与
杨树次生代谢物质相关性研究 3
张彦广 王志刚 黄大庄
k河北农业大学 保定 sztsstl
摘 要 } 对取食 {种杨树的桑天牛幼虫羧酸酯酶和谷胱甘肽 ≥2转移酶活力进行了测定 o证实取食不同杨树
的桑天牛幼虫羧酸酯酶和谷胱甘肽 ≥2转移酶活力存在显著差异 ∀采用高效液相色谱法对 {种杨树的 tw种次
生代谢物质含量进行了测定 o经聚类分析将 {种杨树分为 u类 }加拿大杨 !Œ2utw杨 !北京杨 !2u杨 !2t杨 !山海
关杨为一类 o毛白杨 !新疆杨为另一类 ∀对羧酸酯酶和谷胱甘肽 ≥2转移酶活力与杨树次生代谢物质进行了逐
步回归分析 o逐步回归方程表明 o杨树丁香酸 !绿原酸含量增高 o苯酚 !对羟基苯甲酸含量降低 o则羧酸酯酶活
力会较高 ~杨树苯酚含量增高 o阿魏酸含量降低 o则谷胱甘肽 ≥2转移酶活力会较高 ∀
关键词 } 桑天牛 o羧酸酯酶 o谷胱甘肽 ≥2转移酶 o杨树 o次生代谢物质
收稿日期 }usss2st2us ∀
基金项目 }河北省自然科学基金资助项目 o编号 v|ztvs ∀
3 宋起图 !阎晔晖 !尹家凤参加部分工作 ∀次生代谢物质由中国林业科学研究院森林生态环境研究所分析室测定 o谨此致谢 ∀
ΙΝΤΕΡ ΡΕΛΑΤΙΟΝ ΒΕΤ ΩΕΕΝ ΧΑΡΒΟΞΨΛΕΣΤΕΡΑΣΕ ΑΝ∆
ΓΛΥΤΑΤΗΙΟΝΕ2Σ2ΤΡΑΝΣΦΕΡΑΣΕ ΙΝ ΑΠΡΙΟΝΑ ΓΕΡ ΜΑΡΙ ΛΑΡ ς ΑΕ
ΑΝ∆ ΣΕΧΟΝ∆ΑΡΨ ΜΕΤΑΒΟΛΙΤΕΣ ΟΦ ΠΟΠΛΑΡ ΤΡΕΕΣ
«¤±ª ≠¤±ª∏¤±ª • ¤±ª«¬ª¤±ª ‹∏¤±ª⁄¤½«∏¤±ª
k Ηεβει Αγριχυλτυραλ Υνιϖερσιτψ Βαοδινγ sztsstl
Αβστραχτ} „¦·¬√¬·¬¨¶²©¦¤µ¥²¬¼¯ ¶¨·¨µ¤¶¨ ¤±§ª¯∏·¤·«¬²±¨ 2≥2·µ¤±¶©¨µ¤¶¨ ¬± Απριονα γερµαρι ¤¯µ√¤¨ º«¬¦«©¨ §¨¬±ª²± ¬¨ª«·
§¬©©¨µ¨±·®¬±§¶²©³²³¯¤µ·µ¨ ¶¨º¨ µ¨ ·¨¶·¨§q׫¨ µ¨¶∏¯·¶¶«²º¨ §·«¤··«¨ ¤¦·¬√¬·¬¨¶²©·«¨ ·º² ±¨½¼°¨ ¶º¨ µ¨ ¶¬ª±¬©¬¦¤±·¯¼ §¬©©¨µ2
±¨·º«¨ ±·«¨ ¤¯µ√¤¨ ©¨ §¨¬±ª²± §¬©©¨µ¨±·³²³¯¤µ·µ¨ ¶¨q׫¨ ¦²±·¨±·¶²©©²∏µ·¨¨ ± ¶¨¦²±§¤µ¼ °¨ ·¤¥²¯¬·¨¶¬± ¬¨ª«·³²³¯¤µ·µ¨ ¶¨
º¨ µ¨ ¤¯¶²·¨¶·¨§º¬·«·«¨ °¨ ·«²§²©«¬ª«2³µ¨¶¶∏µ¨ ¬¯´∏¬§¦«µ²°¤·²ªµ¤³«¼ k‹°≤l q…¼ ¦¯∏¶·¨µ¤±¤¯¼¶¬¶·«¨ ¬¨ª«·³²³¯¤µ·µ¨ ¶¨
º¨ µ¨ §¬√¬§¨§¬±·²ªµ²∏³¶q’±¨ ªµ²∏³¬±¦¯∏§¨¶ ΠqχαναδενσισoΠq≅ ευραεριχανα¦√ q/ Œ2utw0 oΠq≅ βειϕινγενσισo2u ³²³¯¤µo
2t ³²³¯¤µ¤±§ Πqχαναδενσισ¦√ q/ Σηανηαιγυανενσισ0 q׫¨ ²·«¨µªµ²∏³¬±¦¯∏§¨¶Πqτοµεντοσαo Πq αλβα √¤µq πψραµιδαλισq
≥·¨³º¬¶¨ µ¨ªµ¨¶¶¬²±¤±¤¯¼¶¬¶º¤¶¦¤µµ¬¨§²∏··²·¨¶··«¨ µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¥¨·º¨ ±¨·«¨ ¤¦·¬√¬·¬¨¶²©·«¨ ¤¥²√¨ ±¨½¼°¨ ¶¤±§¶¨¦²±§2
¤µ¼ °¨ ·¤¥²¯¬·¨¶²©³²³¯¤µ·µ¨ ¶¨q׫¨ ¤±¤¯¼¶¬¶µ¨¶∏¯·§¨ °²±¶·µ¤·¨§·«¤··«¨ ¦²±·¨±·¶²©³«¨ ±²¯ ¤±§³«¼¤§µ²¬¼¥¨±½²¬¦¤¦¬§§¨2
¦µ¨¤¶¨§·²ª¨·«¨µº¬·«·«¨ ¬±¦µ¨¤¶¨ ²©¦¤µ¥²¬¼¯ ¶¨·¨µ¤¶¨ ¤¦·¬√¬·¼ º«¬¯¨ ·«¨ ¦²±·¨±·¶²©¶¼µ¬±ª¬¦¤¦¬§¤±§¦«¯²µ²ª¨ ±¬¦¤¦¬§¬±2
¦µ¨¤¶¨§o¥∏··«¨ ¦²±·¨±·²©©¨µ∏¯¬¦¤¦¬§§¨¦µ¨¤¶¨§·²ª¨·«¨µº¬·«¬±¦µ¨¤¶¬±ª²©ª¯∏·¤·«¬²±¨ 2≥2·µ¤±¶©¨µ¤¶¨ ¤¦·¬√¬·¼ º«¬¯¨ ·«¨ ¦²±·2
±¨·²©³«¨ ±²¯ ¬± ³²³¯¤µ·µ¨ ¶¨¬±¦µ¨¤¶¨§q
Κεψ ωορδσ} Απριονα γερµαρι o≤¤µ¥²¬¼¯ ¶¨·¨µ¤¶¨ o Š¯∏·¤·«¬²±¨ 2≥2·µ¤±¶©¨µ¤¶¨ o°²³¯¤µ·µ¨ ¶¨o≥¨ ¦²±§¤µ¼ °¨ ·¤¥²¯¬·¨¶
解毒酶是昆虫体内一些能够代谢有毒外源化合物的酶类 o如羧酸酯酶 !谷胱甘肽转移酶等 o能使昆
虫自身减少或免除毒害作用 ∀植物次生代谢物质是植物体内复杂的分支代谢途径的最后产物 o如酚类 !
萜类 !生物碱类等 o它们不直接参与维持产生者的生长发育和生殖有关的原始生化活动 ∀对于昆虫 o它
们是非营养性物质 ~对于植物 o它们具有对昆虫进行化学防御的生态功能 ∀许多次生代谢物质如果随昆
虫取食而在体内积累 o或延缓昆虫生长发育 o或降低昆虫繁殖率 o甚至会导致昆虫死亡 ∀但昆虫能够在
自己的寄主植物上顺利生长发育 o解毒酶的作用是不可忽视的一个重要因素k钦俊德 ot|{zl ∀
植物次生代谢物质对昆虫具有防御功能 o昆虫也能够依靠解毒酶的作用和其它一些解毒功能克服
寄主植物次生代谢物质障碍 ∀昆虫在取食不同寄主植物时 o还能够诱导体内解毒酶活力发生改变 ∀对
烟芽夜蛾k Ηελιοτηισϖιρεσχενσl k•¬¶®¤¯ ¤¯« ετ αλqot|{yl !虎凤蝶k Παπιλιο γλαυχυσl k¬±§µ²·«ot|{|l !棉铃虫 Ηε2
λιχοϖερπα αρµιγεραk谭维嘉等 ot||sl !棉蚜 Απηισ γοσσψπιιk高希武 ot||ul !小菜蛾 Πλυτελλα ξψλοστελλαk李云寿等 o
t||yl等昆虫的研究 o发现这些昆虫取食不同种类的植物时 o其体内的解毒酶活力会发生明显改变 o并认
为这种改变是由于植物体内次生代谢物质的诱导作用导致的 ∀
桑天牛 Απριονα γερµαρι寄主范围广泛 o对多种林木危害十分严重 o尤其以广泛栽培的毛白杨受害最
为严重 ∀选育抗天牛杨树品种是杨树天牛综合治理研究的重要内容 o了解树木对天牛的化学防御机制
是一个重要方面 ∀关于杨树化学成分k营养物质和次生代谢物质l与抗天牛关系方面的研究已有一些报
道k杨雪彦等 ot||u ~王克胜等 ot||x ~王 蕤等 ot||x ~孙丽艳等 ot||x ~黄大庄等 ot||yl ∀这些研究多以分
析杨树化学成分和调查杨树被害率的方法来研究两者的关系 o并依此确定哪些化学成分与抗天牛有关 ∀
多数结论认为 o杨树某些酚类物质的含量差异与杨树被害率相关联 ∀
本研究以被认为能够影响昆虫生理代谢的植物次生代谢物质 o及其对昆虫生理代谢k解毒酶活力l
的影响程度为主要内容 o选用不同的杨树作为桑天牛幼虫的取食对象 o研究取食不同杨树的桑天牛幼虫
体内解毒酶活力是否发生改变 o分析不同杨树的次生代谢物质种类和含量存在的差异 o探讨取食不同杨
树的桑天牛幼虫解毒酶活力与杨树次生代谢物质种类的相关性 ∀目的是探明影响虫体生理代谢的次生
代谢物质种类 o为阐明杨树抗桑天牛的机理 o确定杨树抗桑天牛的化学指标 o选育抗桑天牛杨树品种提
供依据 ∀
t 材料与方法
111 杨树的选用
选用以下杨树作为桑天牛幼虫的取食对象 }毛白杨k Ποπυλυστοµεντοσαl !新疆杨k Πqαλβα √¤µqπψραµιδ2
αλισl !Œ2utw杨k Πq≅ ευραεριχανα ¦√ ql/ Œ2utw0 !加拿大杨k Πqχαναδενσισl !山海关杨k Πqχαναδενσισ¦√ q/ Σηαν2
ηαιγυανενσισ0l !北京杨k Πq≅ βειϕινγενσισl !2t杨 3 !2u杨 3 k 3 为正在选育的品种l ∀
112 桑天牛的饲养
田间捕捉成虫 o放入养虫笼内以桑树枝条饲养 ∀成虫交配并产卵于枝条内 o每日更换枝条 o从中剖
取当日虫卵放在培养皿中并保持一定湿度k底部垫湿润脱脂棉 o上衬一层滤纸 o虫卵置于滤纸上面 ∀在
虫卵孵化当日 o将小幼虫接种于以上 {种杨树 u年生枝条的人工刻槽内 ∀幼虫取食 ts§o从枝条内剖取
幼虫 o用于测定解毒酶活力 ∀
113 桑天牛幼虫解毒酶活力的测定
t1v1t 酶源制备 桑天牛幼虫 x«¨¤§ΠŠµ²∏³o放入玻璃匀浆器 o加水 u1x°o冰浴下匀浆 ∀w ε otssssµΠ
°¬±o离心 vs°¬±o取上清液作为酶源ku头Π°l ∀取食 {种杨树的幼虫各制备 v份样品作为 v次重复 ∀
t1v1u 酶源蛋白质含量测定 反应体系为 s1st«¨¤§Π°酶源 s1w°o水 u1y°os1su h ≤……2Šuxs v1s°
总体积 y°∀混匀后 o用分光光度计测 x|x±°处光密度值 o重复 v次 o根据蛋白质标准曲线方程求酶源
蛋白质含量 ∀
t1v1v 羧酸酯酶酶活力测定 反应体系为 s1sw°²¯Π³‹z1s磷酸缓冲液 s1z°os1sssv°²¯Π醋酸2Α2萘
酯底物液k含 s1ssst°²¯Π水杨酸毒扁豆碱lx°os1st«¨¤§Π°酶源 s1v°o总体积 y°∀在 vz ε 水浴中
振荡 vs°¬±o加入坚牢蓝 …显色剂 t°oux ε 恒温放置 vs°¬±后分光光度计测 yss±°处光密度值 ∀根据
Α2萘酚标准曲线方程求出酶促生成的 Α2萘酚量 o酶的比活力表达为 Α2萘酚 °°²¯ΠΠ°ª³µqΠvs°¬±∀使用
≥„≥统计分析软件对酶的比活力进行方差分析 ∀
t1v1w 谷胱甘肽 ≥2转移酶活力测定 反应体系为 s1syy°²¯Π³‹z1s磷酸缓冲液k含 s1ssu°²¯Π乙二胺
四乙酸lu1x°os1sx°²¯Π还原型谷胱甘肽底物液 s1v°os1sv°²¯Πu ow2二硝基氯苯丙酮底物液 s1t°o
t«¨¤§Π°酶源 s1t°o总体积 v°∀ux ε 下 o用分光光度计测反应 x°¬±的 vws±°处光密度值 ∀酶的比活
zst 第 v期 张彦广等 }桑天牛羧酸酯酶和谷胱甘肽 ≥2转移酶与杨树次生代谢物质相关性研究
力表达为 ’⁄值Π°ª³µqΠx°¬±∀使用 ≥„≥统计分析软件对酶的比活力进行方差分析 ∀
114 杨树次生代谢物质分析
t1w1t 杨树次生代谢物质种类 酚类有苯酚 !邻苯二酚等 ~酚酸类有苯甲酸 !水杨酸 !对羟基苯甲酸 !儿
茶酸 !没食子酸 !丁香酸 !肉桂酸 !香豆酸 !咖啡酸 !阿魏酸 !绿原酸等 ~甙类有水杨甙 ∀
t1w1u 样品制备 取选用的 {种杨树 u年生枝条 o剥去韧皮部 o将木质部剪碎并烘干 o粉碎后过 ws目
筛 otus ε 烘至恒重 ∀
酚类 干粉 u1ssssª放于三角瓶中 o加 xs°石油醚 o超声波振荡 u«o放置过夜 o滤去石油醚 ∀将残
渣晾干 o转入烧瓶中 o加 ws h甲醇 xs°o加热回流 u«o过滤 o滤液用甲醇定容至 xs°o摇匀 o经 s1xΛ°滤
膜过滤 o清液待测定 ∀
酚酸类 干粉 v1ssssª放于三角瓶中 o加 xs°石油醚 o超声波振荡 vs°¬±o放置过夜 o滤去石油醚 ∀
将残渣晾干 o转入烧瓶中 o加 xs h甲醇 xs°o加热回流 t«o过滤 o滤液浓缩定容至 ux°∀取 • ¤·¨µ¶公司
≥¨ ³2³¤® ≤t{小柱 t支 o用 x°甲醇冲洗活化 o再用 x°水冲洗 ∀吸取 x°样品提取液通过小柱 o弃去最
初洗出液 t°o再收集 u°洗出液待测定 ∀
水杨甙 干粉 x1ssssª放于三角瓶中 o加 vs°乙醚过夜脱脂 ∀滤去乙醚 o残渣中加 xs h 甲醇
xs°o加热回流 t«o过滤 o滤液中加 ts h醋酸铅 ts°o摇动 u°¬±o滤去沉淀物 o滤液浓缩至干 o用甲醇重
新溶解并定容至 xs°o摇匀 o经 s1xΛ°滤膜过滤 o清液待测定 ∀
t1w1v 次生代谢物质含量测定 采用高效液相色谱分析法 o仪器为 • ¤·¨µ¶uww型 ‹°≤ oŽµ²°¤¶¬¯ ≤t{柱
ks1w¦° ≅ tx¦°l ∀定量方法采用外标法k峰高l定量 o洗脱速度 s1z°Π°¬±∀
色谱条件 }
≠苯酚 !苯甲酸 !水杨酸 !肉桂酸 ∀流动相 }yx h 甲醇 ovx h 水 os1t h 磷酸调 ³‹ € w ∀检测器 }˜∂
uvu±° ≅ s1t „˜ƒ≥ ∀
邻苯二酚 !对羟基苯甲酸 !儿茶酸 !没食子酸 !丁香酸 !香豆酸 !咖啡酸 !阿魏酸 !绿原酸 ∀流动相 }
vs h甲醇 ozs h水 os1t h磷酸调 ³‹ € w ∀检测器 }˜∂ uxw±° ≅ s1t „˜ƒ≥ ∀
≈水杨甙 ∀流动相 }ws h甲醇 oys h水 os1t h磷酸调 ³‹ € w ∀检测器 }˜∂ uxw±° ≅ s1t „˜ƒ≥ ∀
使用 ≥„≥统计分析软件对次生代谢物质含量测定结果进行方差分析和聚类分析 ∀
表 1 取食不同杨树的桑天牛幼虫羧酸酯酶活力
Ταβ .1 Αχτιϖιτψ οφτηε χαρβοξψλεστερασεφροµ τηελαρϖαε οφ Απριονα γερµαρι φεεδινγ ον διφφερεντ Ποπυλυσ
杨树
Ποπυλυσ
羧酸酯酶 ≤¤µ¥²¬¼¯ ¶¨·¨µ¤¶¨
活力 „¦·¬√¬·¼
kΑ2‘„ °°²¯ΠΠ°ª³µqΠvs°¬±l
多重比较
⁄∏±¦¤± ªµ²∏³¬±ª
山海关杨 Πqχαναδενσισ¦√ q/ Σηανηαιγυανενσισ0 |{1zz „
加拿大杨 Πqχαναδενσισ |s1{| „…
新疆杨 Πqαλβα √¤µq πψραµιδαλισ {x1x{ „…≤
毛白杨 Ποπυλουστοµεντοσα {x1vz „…≤
北京杨 Πq≅ βειϕινγενσισ z{1sy „…≤
Œ2utw杨 Πq≅ ευραεριχανα ¦√ q/ Œ2utw0 zs1vw „…≤
2u杨 2u Ποπλαρ xz1{{ …≤
2t杨 2t Ποπλαρ xw1|x ≤
t1w1w 标样和试剂 苯酚 !邻苯二酚 !苯甲酸 !水杨酸 !对羟基苯甲酸 !儿茶酸 !没食子酸 !丁香酸 !肉桂
酸 !香豆酸 !咖啡酸 !阿魏酸 !绿原酸 }色谱纯k≥¬ª°¤公司l ∀
水杨甙 }分析纯k北京化工厂l ∀水 }重蒸 o并经 s1wxΛ°滤膜过滤 ∀甲醇 }优级纯 o并经 s1xΛ°滤膜
过滤 ∀磷酸 }优级纯 ∀石
油醚 !乙醚 !乙醇 !醋酸铅 }
分析纯
115 酶活力与次生代谢
物质逐步回归分析
使用 ≥„≥ 统计分析
软件对酶的比活力与次生
代谢物质进行逐步回归分
析 ∀
u 结果与分析
211 羧酸酯酶活力测定
结果
羧酸酯酶比活力的大
小顺序为山海关杨 加拿
{st 林 业 科 学 vz卷
大杨 新疆杨 毛白杨 北京杨 Œ2utw杨 2u杨 2t杨 ∀方差分析表明 o取食不同杨树的桑天牛幼
虫羧酸酯酶活力存在显著差异 ∀由多重比较看到 o山海关杨与 2u杨 !2t杨 ~加拿大杨与 2t杨之间存
在显著差异k见表 tl ∀
表 2 取食不同杨树的桑天牛幼虫谷胱甘肽 Σ2转移酶活力
Ταβ .2 Αχτιϖιτψ οφτηε γλυτατηιονε2Σ2τρανσφερασεφροµ τηελαρϖαε οφ Απριονα γερµαρι
φεεδινγ ον διφφερεντ Ποπυλυσ
杨树
Ποπυλυσ
谷肽甘肽 ≥2转移酶 Š¯ ∏·¤·«¬²±¨ 2≥2·µ¤±¶©¨µ¤¶¨
活力 „¦·¬√¬·¼
k’⁄值Π°ª³µqΠx°¬±l
多重比较
⁄∏±¦¤± ªµ²∏³¬±ª
2t杨 t1ttss „
新疆杨 Πqαλβα √¤µq πψραµιδαλισ t1s|vv „
毛白杨 Πqτοµεντοσα s1zxsz „…
北京杨 Πq≅ βειϕινγενσισ s1yxss …≤
2u杨 s1xwss …≤
Œ2utw杨 Πq≅ ευραεριχανα ¦√ q/ Œ2utw0 s1w||v …≤
加拿大杨 Πqχαναδενσισ s1wstv …≤
山海关杨 Πqχαναδωναια ¦√ q/ Σηανηαιγυανενσισ0 s1uxtv ≤
212 谷胱甘肽 ≥2转移
酶活力测定结果
谷胱甘肽 ≥2转移
酶比活力的大小顺序为
2t杨  新疆杨  毛白
杨  北京杨  2u杨 
Œ2utw 杨  加拿大杨 
山海关杨 ∀方差分析表
明 o取食不同杨树的桑
天牛幼虫谷胱甘肽 ≥2
转移酶活力存在显著差
异 ∀由多重比较看到 o
2t 杨 !新疆杨 !毛白杨
与山海关杨 ~2t 杨 !新
疆杨与北京杨 !2u 杨 !
Œ2utw杨 !加拿大杨之间存在显著差异k见表 ul ∀
213 杨树次生代谢物质分析结果
{种杨树枝条木质部次生代谢物质含量测定结果见表 v ∀从分析的 tw种次生代谢物质来看 o{种杨
树均缺少苯甲酸 !儿茶酸 !没食子酸 !咖啡酸 ~此外 o新疆杨缺少邻苯二酚 !香豆酸 !阿魏酸 ~加拿大杨缺少
苯酚 !肉桂酸 !香豆酸 !阿魏酸 ~Œ2utw杨和山海关杨缺少肉桂酸 !香豆酸 ~北京杨缺少苯酚 !香豆酸 ~2t杨
缺少肉桂酸 !香豆酸 !阿魏酸 ~2u杨缺少苯酚 !肉桂酸 !香豆酸 !阿魏酸 ∀
{种杨树枝条木质部次生代谢物质含量多重比较结果见表 v ∀方差分析表明 o{种杨树所含 ts种次
生代谢物质的含量存在显著差异 ∀
表 3 8 种杨树枝条木质部次生代谢物质含量及多重比较
Ταβ .3 Τηε χοντεντσ ανδ ∆υνχαν. σ µυλτιπλε ρανγετεστ ον σεχονδαρψ µεταβολιτεσιν βρανχη ξψλεµ οφ 8 ποπλαρ ϖαριετιεσ
次生代谢物质
≥ ¦¨²±§¤µ¼
° ·¨¤¥²¯¬·¨¶
毛白杨
Πqτοµεντοσα
新疆杨
Πqαλβα √¤µq
πψραµιδαλισ
加拿大杨
Πqχαναδενσισ
Œ2utw杨
Πq≅ ευραεριχανα
¦√ q/ Œ2utw0
山海关杨
Πqχαναδενσισ
¦√ q/ Σηανηαιγ2
υανενσισ0
北京杨
Πq≅ βειϕινγ2
ενσισ
2t杨
2t °²³¯¤µ
2u杨
2u °²³¯¤µ
苯酚k ξtl
°«¨ ±²¯ uw1yzz „ tu1vus … ‘² ∞
≠ |1uwy ≤ y1tyy ⁄ ‘² ∞≠ uw qyyx „ ‘² ∞≠
邻苯二酚k ξul
≤¤·¨¦«²¯ ts qzwt „… ‘² ⁄
≠ z qyyw …≤ z qyyw …≤ z qyzx …≤ y qtvv ≤ tv q{sw „ tu quy{ „
苯甲酸k ξvl
…¨ ±½²¬¦¤¦¬§ ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p
水杨酸k ξwl
≥¤¯¬¦¼¯¬¦¤¦¬§ y qwuu ≤ x qtvt ≤⁄ v q{xs ⁄∞ v q{xs ⁄∞ vs qtzu „ u qxyz ∞ ts quzt … u qxyy ∞
对羟基苯甲酸k ξxl
°2«√¤§µ²¬¼¥¨ ±½²¬¦¤¦¬§ | qszs ∞ | qwys ∞ tz qyyz ⁄ tz quxy ⁄ tx qyuu ⁄ u| qt{s … us qxxw ≤ vz q{su „
儿茶酸k ξyl
≤¤·¨¦«¬± ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p
没食子酸k ξzl
Š¤¯ ¬¯¦¤¦¬§ ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p
|st 第 v期 张彦广等 }桑天牛羧酸酯酶和谷胱甘肽 ≥2转移酶与杨树次生代谢物质相关性研究
k续表 vl
丁香酸k ξ{l
≥¼µ¬±ª¬¦¤¦¬§ u quyy … t qzss ≤ t q|{t …≤ t qy|{ ≤ u quyx … u quyx … u q{vu „ u quyw …
肉桂酸k ξ|l
≤¬±±¤°¬¦¤¦¬§ u| q|xy „ tw q|xw … ‘² ≤
≠ ‘² ≤ ≠ ‘² ≤ ≠ v qzwt ≤ ‘² ≤ ≠ ‘² ≤ ≠
香豆酸k ξtsl
≤²∏°¤µ¬¦¤¦¬§ y qutx „ ‘² …
≠ ‘² …≠ ‘² …≠ ‘² …≠ ‘² …≠ ‘² …≠ ‘² …≠
咖啡酸k ξttl
≤¤©©¨¬¦¤¦¬§ ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p ‘² p
阿魏酸k ξtul
ƒ µ¨∏¯¬¦¤¦¬§ y qvuz „ ‘² ≤
≠ ‘² ≤ ≠ u qyvv … u qts{ … u qtsz … ‘² ≤ ≠ ‘² ≤ ≠
绿原酸k ξtvl
≤«¯²µ²ª¨ ±¬¦¤¦¬§ t{ qsv| „ x qzzv … t qwwt ⁄ t qwwt ⁄ u qtyx ≤⁄ t qwwu ⁄ u q{{w ≤ u q{{v ≤
水杨甙k ξtwl
≥¤¯¬¦¬± y qzy … { qy{ „ t qy| ∞ t qz{ ∞ v qwz ⁄ v qyu ≤ t qzs ∞ v qwu ⁄
≠为缺少该成分 o/ p 0是未作多重比较 ∀ ≠ ≥·¤±§¶©²µ¯ ¤¦®¬±ª²©·«¬¶¦²°³²±¨ ±·o/ p 0 }⁄∏±¦¤±. ¶°∏¯·¬³¯¨·¨¶·º¤¶±²·§²±¨ q
表 4 8 种杨树枝条木质部次生代谢物质聚类分析
Ταβ .4 Τηε ρεσυλτσ οφ χλυστερ αναλψσισ ον σεχονδαρψ µεταβολιτεσιν βρανχη ξψλεµ οφ 8 ποπλαρ ϖαριετιεσ
聚成类数
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新类组合
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新类样品数
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类间距离
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组 z ªµ²∏³z 加拿大杨 !Œ2utw杨 Πqχ qn Πqε q/ Ι2utw0 u |1yvvz
组 y ªµ²∏³y 北京杨 !2u杨 Πqβ q/ Ι2utw0 n ϑ2u ποπλαρ u tt1xtut
组 x ªµ²∏³x 组 z !组 y Šµ²∏³z n Šµ²∏³y w t{1x|{s
组 w ªµ²∏³w 组 x !2t杨 Šµ²∏³x n ϑ2t ποπλαρ x uy1yszs
组 v ªµ²∏³v 毛白杨 !新疆杨 Πqτ qn Πqα qπ q u uy1|{uy
组 u ªµ²∏³u 组 w !山海关杨 Šµ²∏³w n Πqχ qσq y vs1uywy
组 t ªµ²∏³t 组 v !组 u Šµ²∏³v n Šµ²∏³u { vz1ws{u
{种杨树枝条木质部次生代谢物质含量聚类分析结果见表 w ∀类平均法聚类分析表明 o当取平均距
离阈值 Τ€ vx时 o可将 {种杨树分为¾加拿大杨 !Œ2utw杨 !北京杨 !2u杨 !2t杨 !山海关杨À与¾毛白杨 !
新疆杨Àu类 ∀
214 酶活力与次生代谢物质逐步回归分析结果
羧酸酯酶与次生代谢物质逐步回归分析表明 o有苯酚kξtl !对羟基苯甲酸k ξxl !丁香酸k ξ{l !绿原酸
kξtvlw种次生代谢物质进入逐步回归方程 ∀其中苯酚k ξtl是加拿大杨 !北京杨所缺少的种类 ∀羧酸酯
酶与次生代谢物质逐步回归方程 }ψ€ {z qt|vx p u quwuvξt p u qvsx|ξx n uw quy|zξ{ n t qs{vzξtv
谷胱甘肽 ≥2转移酶与次生代谢物质逐步回归分析表明 o有苯酚kξtl !阿魏酸kξtulu种次生代谢物质
进入逐步回归方程 ∀其中苯酚k ξtl是加拿大杨 !北京杨所缺少的种类 ~阿魏酸k ξtul是新疆杨 !加拿大
杨 !2t杨 !2u杨所缺少的种类 ∀谷胱甘肽 ≥2转移酶与次生代谢物质逐步回归方程 }
ψ€ s qxvu| n s qsux{ξt p s qszuwξtu
v 讨论
311 关于不同杨树对解毒酶活力的影响
昆虫取食不同植物诱导解毒酶活力发生改变的现象 o除了鳞翅目的棉铃虫 !小菜蛾等和同翅目的棉
蚜等农业重要害虫k谭维嘉等 ot||s ~高希武 ot||u ~李云寿等 ot||yl以外 o在鞘翅目的桑天牛这一林业重
stt 林 业 科 学 vz卷
要害虫也得到了证实 ∀方差分析表明 o取食不同杨树的桑天牛幼虫羧酸酯酶和谷胱甘肽 ≥2转移酶活力
存在显著差异 ∀从多重比较中看到 o两种解毒酶活力受到取食对象的影响有所不同 ∀因此可以认为 o取
食不同的杨树对两种解毒酶活力影响的内在因素是不同的 ∀仅就本研究探讨的次生代谢物质方面来
看 o诱导两种解毒酶活力发生改变的次生代谢物质种类可能是不同的 ∀
312 关于不同杨树次生代谢物质种类和含量的差异
高效液相色谱分析表明 o不同杨树的次生代谢物质种类有所不同 ∀方差分析表明 o不同杨树的不同
次生代谢物质在含量上也存在差异 ∀从多重比较的结果来看 o在不同杨树间各次生代谢物质含量的差
异情况比较复杂 o这暗示杨树次生代谢物质对昆虫生理代谢的影响也会是复杂的 ∀这种复杂的差异可
能是导致解毒酶活力存在差异的原因之一 ∀
对 {种杨树枝条木质部次生代谢物质含量进行聚类分析 o可将 {种杨树分为¾加拿大杨 !Œ2utw杨 !
北京杨 !2u杨 !2t杨 !山海关杨À与¾毛白杨 !新疆杨Àu类 ∀在我国北方恰以白杨派的毛白杨 !新疆杨受
桑天牛危害严重 o而较少危害黑杨派杨树k阎浚杰等 ot|||l ∀两类群杨树在某些次生代谢物质上存在的
差异 o是否可以做为对桑天牛的抗性化学指标 o有待进一步研究 ∀
313 关于解毒酶活力与次生代谢物质的相关性
研究发现 o对羧酸酯酶有显著影响的次生代谢物质种类有 w种 o对谷胱甘肽 ≥2转移酶有显著影响的
次生代谢物质种类有 u种 o其中苯酚是共同的 o其它则是不同的 ∀从逐步回归方程可以看到 o如果杨树
丁香酸 !绿原酸含量增高 o苯酚 !对羟基苯甲酸含量降低 o则羧酸酯酶活力会较高 ~如果杨树苯酚含量增
高 o阿魏酸含量降低 o则谷胱甘肽 ≥2转移酶活力会较高 ∀其中苯酚含量对两种解毒酶活力的影响是相
反的 ∀在选育抗桑天牛杨树品种时 o这种相关性及其影响方式可以做为分析抗虫机制的参考依据 ∀
参 考 文 献
高希武 1寄主植物对棉蚜羧酸酯酶活性的影响 1 昆虫学报 ot||u ovxkvl }uyz ∗ uzu
黄大庄等 1 树木单宁含量和抗桑天牛的关系 1 河北省科学院学报 ot||y otvkvl }u|v ∗ u|x
李云寿等 1 不同寄主植物对小菜蛾羧酸酯酶活性的影响 1山东农业大学学报 ot||y ouzkul }twz ∗ txt
钦俊德 1昆虫与植物的关系 1 北京 }科学出版社 ot|{z otxu ∗ ty{
孙丽艳等 1 对云斑天牛有不同抗性的杨树品种中化学物质的分析 1 林业科学 ot||x ovtkwl }vv{ ∗ vwx
谭维嘉等 1 取食不同寄主植物的棉铃虫对溴氰菊酯敏感性的变化 1 昆虫学报 ot||s ovvkul }txx ∗ tys
王克胜等 1 杨树抗云斑天牛纤维材无性系选育 1 林业科学研究 ot||x o{kwl }wu| ∗ wvy
王 蕤等 1 毛白杨树皮内含物对光肩星天牛抗生的探讨 1林业科学 ot||x ovtkul }t{x ∗ t{{
杨雪彦等 1 不同杨树营养物质对黄斑星天牛抗性的研究 1西北林学院学报 ot||u ozkvl }uy ∗ vu
阎浚杰等 1 光肩星天牛生态控制模式的研究 1 河北农业大学学报 ot||| ouukwl }{v ∗ {z
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ttt 第 v期 张彦广等 }桑天牛羧酸酯酶和谷胱甘肽 ≥2转移酶与杨树次生代谢物质相关性研究