全 文 ：第 16 卷 第 3 期
Vol. 16 No . 3
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2008 年 5 月
May 2008
禾谷缢管蚜与内生真菌互作对醉马草幼苗的生理影响
张兴旭, 陈 娜 , 李春杰* , 南志标
(农业部草地农业生态系统学重点开放实验室;兰州大学草地农业科技学院;甘肃草原生态研究所; 甘肃 兰州 730020)
摘要 : 通过测定一系列生理变化指标, 研究人工接种条件下禾谷缢管蚜( Rhopalosiphum padi ( L . ) )对带内生真菌
( E+ )与不带菌( E- )醉马草( Achnatherum inebr ians ( Hance) Keng)幼苗的影响。结果表明: 在一定时期内,禾谷
缢管蚜刺吸可使醉马草幼苗叶片相对含水量和叶绿素含量显著降低( P < 0. 05) , 同一个虫口密度 E+ 与 E- 植株
之间差异显著(P< 0. 05) ;幼苗体内 SOD活性和 POD活性均随危害时间的延长而显著升高( P< 0. 05) , 同一个虫
口密度E+ 与 E- 植株之间差异显著(P < 0. 05) ; 接种蚜虫可使M DA 和游离脯氨酸的含量显著提高( P< 0. 05) , 同
一个虫口密度内 E+ 与 E- 植株之间差异显著( P< 0. 05)。综上所述,内生真菌的侵染可以在一定程度上间接影
响禾谷缢管蚜取食,进而影响醉马草幼苗生理生化的变化。
关键词: 醉马草; 禾谷缢管蚜; 内生真菌; 叶绿素; 保护酶; 脯氨酸
中图分类号: S812. 6; S432. 44 文献标识码: A 文章编号: 1007-0435( 2008) 03-0239-07
Physiological Effects of Rhopalosiphum padi on Achnatherum inebrians
Keng Infected by Endophyte
ZHANG Xing-xu, CHEN Na, LI Chun-jie* , NAN Zh-i biao
( Key Laboratory of Grassland Argo-E cosystem , Minist ry of Agricul tu re; College of Pastoral Agricul tu re Science
and T echnology, Lan zhou University; Gansu Grassland Ecological Research In st itute; Lanzhou, Gansu Province 730020, China)
Abstract: T he physiolog ical indices, e. g. leaf r elat ive w ater content ( LRWC) , chlor ophy ll content ( CC) ,
the act iv it ies of SOD and POD, and the contents of MDA and praline, of the endophyte- infected ( E+ ) and
endophyte- free ( E- ) dr unken horse grass ( Achnather um inebr ians ( Hance) Keng ) seedling s inoculated
by oat-bird cherry aphid ( Rhopalosip hum p adi ( L. ) ) w ere measured under dif ferent pest densit ies and dif-
ferent feeding per iods. T he results show that LRWC and CC were decreased signif icantly ( P< 0. 05) by
the aphid feeding in comparison w ith the control, the difference betw een E+ and E- w ere significant
( P< 0. 05) . The activit ies o f SOD and POD were increased significant ly ( P< 0. 05) w ith the feeding per-i
ods and aphid densit ies, respect ively, and significant ( P< 0. 05) differ ence existed betw een E+ and E-
only under 20 aphids/ plant for 4 days. T he contents of MDA and pr oline w ere incr eased significant ly ( P<
0. 05) by the inoculat ion of aphid for a given per iod and the dif ference betw een E+ and E- w ere signif-i
cant ( P< 0. 05) . In summary , the gr ass endophyte could af fect the feeding behavio r of R. padi to a certain
ex tent and further the physio logical responses of the drunken horse gr ass.
Key words: Drunken horse g rass; Oat-bir d cherry aphid; N eoty p hodium endophyte; Chlorophyll; Pr otec-
t ive enzyme; Proline
醉马草 ( A chnather um inebr ians ( Hance )
Keng)是我国北方草原主要的烈性毒草之一,广泛分
布于我国的甘肃、新疆、内蒙古、青海等省区[ 1] 。内生
真菌( N eoty phodium endophyte)寄生在植物中, 渡
过全部或大部分生活周期,而寄主并不表现出任何
症状[ 2] 。李春杰等研究表明, 上述省区醉马草内生
收稿日期: 2007-08-06; 修回日期: 2007-11-09
基金项目: 国家重点基础研究发展计划( 973项目)课题( 2007CB108902)、国家自然科学基金项目( 30771531)和甘肃省中青年科技基金项
目( 3ZS041-A25- 003)资助
作者简介: 张兴旭( 1983-) ,男,甘肃临泽人,硕士研究生,研究方向为禾草 - 内生真菌共生体; * 通讯作者 Au thor for cor resp ond ence, E-
mail: chunjie@ lzu . edu. cn
草 地 学 报 第 16卷
真菌的带菌率高达 90%以上[ 3] ;发现命名了分布于
甘肃的醉马草内生真菌新种- 甘肃内生真菌( N eo-
ty phodium gansuense Li et N an) [ 4] ;明确了其生物
学与生理学特性[ 5] ;甘肃内生真菌可以提高一定条件
下醉马草的抗旱[ 6]、耐盐碱[ 7]、抗病[ 8]和抗虫能力[ 9]。
目前对禾草-内生真菌共生体的研究主要集中在
提高宿主植物的抗逆性方面 [10~ 12]。其中对禾草-内
生真菌共生体的抗虫性研究绝大部分集中在美国、新
西兰等国,针对多年生黑麦草( Lol ium perenne L. )和
高羊茅( Festuca arundinacea Schreb. )研究共生体对
害虫的种群结构和行为的影响[ 13, 14]。李春杰等的研
究发现, 内生真菌的侵染可以明显提高醉马草对禾
谷缢管蚜( Rhopalosiphum padi ( L. ) ) 和朱砂叶螨
( Tetr anychus cinnabarinus ( Boisduval) )的抗性[ 9]。
也有研究表明, 植物受到害虫攻击后,它不是被
动受害,而是主动、积极地产生一系列生理生化反
应[ 15] , 以寻求最适的生存对策 [ 16]。同时, 植物受害
的应激反应还表现在植物体内膜脂保护酶活力的增
强[ 17, 18]。对植物组织中保护酶活性的研究主要集
中于植物对病原微生物以及其他一些非生物因素胁
迫所造成的反应 [ 19] ,而对于昆虫胁迫引起的植物组
织内保护性酶的研究较少 [ 17]。
本研究对醉马草幼苗受禾谷缢管蚜危害后植株
内超氧化物歧化酶( SOD)、过氧化物歧化酶( POD)
等保护酶的活性以及丙二醛( MDA)含量在一周内
的动态变化及叶绿素含量等一些相关的生理指标进
行测定,探讨这些酶和物质体系在醉马草幼苗抵御
禾谷缢管蚜时的作用, 并且比较了带菌与不带菌醉
马草在诱导抗虫性上的差异。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 植物与内生真菌 醉马草种子于 2006 年 7
月采自夏河桑科草原, 检测带菌率后保存于农业部
牧草与草坪草种子质量监督检验测试中心(兰州)低
温种质资源库,以保证种带内生真菌的活性。2006
年 9月将种子播种于花盆( 16 cm @ 12 cm) ,温室培
养( 24 ? 1 e )。4 周后开始检测醉马草植株的带菌
率[ 20] , 建立带菌( E+ )与不带菌( E- )种群。
1. 1. 2 害虫 从兰州大学草地农业科技学院试验
大田中收集禾谷缢管蚜, 置于菜豆( Phaseolus vul-
gar is L. )叶片上扩繁, 取个体大小相同的成虫接种
到不带内生真菌的黑麦草上扩繁,产卵后,收集同期
虫卵置于培养皿内室温培养, 条件为 20 ? 1 e , 黑
暗、光照交替 12 h, 相对湿度 70% ~ 80%。用塑料
材料做的圆柱体装置(以下简称防虫网)来限制禾谷
缢管蚜虫的活动范围, 以防止蚜虫外逃和保证醉马
草的光照、呼吸以及水分代谢的需要[ 21] 。
1. 2 方法
1. 2. 1 饲喂试验 取同生育期的若蚜, 按 0、10、20
头/株 3个虫口密度接种于醉马草植株,置于防虫网
内培养,分别于接虫后 0、2、4、6 d剪取受害植株叶
片进行测定,每个处理 E+ 、E- 各 6盆即 6次重复。
1. 2. 2 叶片相对含水量( Leaf Relat ive Water Con-
tent , LRWC)测定 取 1~ 2 片新鲜样叶, 称鲜重,
然后放入盛有 25 mL 蒸馏水的烧杯中过夜, 得到饱
和鲜重。于 80 e 下烘干 24 h 称干重。叶片相对含
水量( LRWC)用下式计算:
LRWC=
FW- DW
FW - DW
@ 100%
式中: FW 为叶片鲜重, T W 为饱和鲜重, D W
为干重。
1. 2. 3 叶绿素含量( Chlor ophy ll Content , CC )测
定 准确称取新鲜叶片0. 5 g,剪碎加入适量碳酸钙
粉、少量石英砂以及 95%乙醇 2 mL 研磨, 再加入
10 mL 乙醇继续研磨至组织变白后静置 2~ 3 min,
过滤至 25 mL 容量瓶用 95%乙醇定容, 摇匀后分别
在 665 nm 和 649 nm 下测定吸光度(用 95%乙醇作
空白对照) [ 22]。
1. 2. 4 酶活力的测定 用 pH= 7. 8的磷酸缓冲液
冰浴下提取材料, 使得终体积为 10 mL, 10 000 r/
m in 下离心 15 m in,得到的上清液即为酶粗提取液。
分别使用氮蓝四唑( NBT )法和愈创木酚法测定超
氧化物歧化酶活性和过氧化物歧化酶活性[ 22]。其
中,以每克鲜重样品每小时所抑制氮蓝四唑( NBT)
的光还原量为 1个 SOD酶活性单位; 以每克鲜重样
品每小时所抑制愈创木酚的氧化量为 1个 POD酶
活性单位。
1. 2. 5 丙二醛( MDA)含量的测定 2-硫代巴比妥
酸比色法测定丙二醛含量:取新鲜样品以 2 mL 0. 05
mol/ l pH= 7. 8的磷酸缓冲液为介质研磨成匀浆。
取提取液2 mL 并加入2 mL 0. 5%硫代巴比妥酸溶
液,煮沸10 min,冷却后3000 r/ min下离心 15 min,
240
第 3期 张兴旭等: 禾谷缢管蚜与内生真菌互作对醉马草幼苗的生理影响
分别测定上清液在 450 nm, 532 nm 和 600 nm 处的
吸光度,并按公式: C/ umol/ L = 6. 45( A 532 - A 600 )
- 0. 56A 450算出 MDA 浓度, 再计算每克鲜样中
MDA 的含量[ 22]。
1. 2. 6 脯氨酸( Pro)含量的测定 脯氨酸( Pr o)含
量的测定采用酸性茚三酮比色法: 取样品并加入
5 mL磺基水杨酸试剂,煮沸 20 min。冷却后取滤液
2 mL, 加入冰醋酸和酸性茚三酮各 2 mL,沸水浴中
显色 30 min,冷却后加入甲苯 5 mL, 摇动萃取 1 h,
取甲苯层 520 nm 下测定吸光度 [ 22]。
1. 3 统计分析与作图
所有数据均用 M icrosof t Excel 录入, 并作图。
采用 SPSS 13. 0 for w indow s 统计分析软件进行差
异显著性分析, 用 Duncan法进行多重比较。
2 结果与分析
2. 1 禾谷缢管蚜危害对醉马草幼苗叶片相对含水
量的影响
由表 1可知, 不同虫口密度危害下醉马草幼苗
叶片的相对含水量均随着危害时间的延长而下降。
其中,第 2、4、6 d, 10 头/株和 20 头/株两个虫口密
度条件下与对照相比差异显著( P< 0. 05) ,不同的
实验时间之间差异显著( P< 0. 05)。
不同危害时间醉马草幼苗叶片的相对含水量随
着虫口密度的增加而降低。其中, 第 2 d, 各虫口密
度之间差异显著( P< 0. 05) ,对照( 0头/株) E+ 与
E- 间差异显著( P< 0. 05) , 10头/株 E+ 与 E- 间
差异显著( P< 0. 05) ,而 20头/株 E+ 与 E- 间无显
著差异;第4 d,各虫口密度间差异显著( P< 0. 05) ,同
一虫口密度 E+ 与 E- 间无显著差异;第 6 d, 各虫口
密度间差异显著( P< 0. 05) , 10头/株 E+ 与E- 间差
异显著( P< 0. 05)。
2. 2 禾谷缢管蚜危害对醉马草幼苗叶片叶绿素含
量的影响
由表 2可见, 叶绿素 a、b 及总的叶绿素含量均
随着虫口密度的增加而下降。第 2、4、6 d, 10头/株
和 20 头/株两个处理与对照相比差异显著 ( P <
0. 05) , 两虫口密度之间也差异显著( P< 0. 05)。第
4 d和第 6 d, E+ 与 E- 间差异显著( P< 0. 05)。
表 1 禾谷缢管蚜危害对 E+ 与 E- 醉马草幼苗叶片相对含水量的影响
Table 1 Effect of R. padi on the LRWC of E + and E- A . inebr ians seedlings
时间( d)
Tim e( d)
虫口密度(头/株) Pest den sity, no. of live larva # plant- 1
0 10 20
E + E- E+ E- E+ E-
0 0. 85 ? 0. 026abac 0. 82 ? 0. 023bac 0. 85 ? 0. 022abac 0. 84 ? 0. 009abac 0. 89 ? 0. 009aac 0. 87 ? 0. 006 abac
2 0. 87 ? 0. 008aac 0. 82 ? 0. 017bac 0. 78 ? 0. 017bbc 0. 73 ? 0. 012cbc 0. 70 ? 0. 01 cdbc 0. 67 ? 0. 009 dbc
4 0. 88 ? 0. 017aac 0. 83 ? 0. 009aac 0. 56 ? 0. 014bcc 0. 51 ? 0. 020bcc 0. 45 ? 0. 021ccc 0. 43 ? 0. 027 ccc
6 0. 87 ? 0. 026aac 0. 84 ? 0. 015aac 0. 49 ? 0. 017bdc 0. 42 ? 0. 017cdc 0. 37 ? 0. 012cddc 0. 34 ? 0. 015 ddc
注:同列平均数后不同字母间差异显著( P< 0. 05)
Note: M eans w ith dif f erent let ters of ac , bc , or cc in the sam e column are signi ficant ly di ff erent at the 0. 05 level; mean s w ith dif f erent let-
ters of a, b, or c in the s ame row are signif icant ly diff er ent at th e 0. 05 level
2. 3 禾谷缢管蚜危害对醉马草幼苗叶片超氧化物
歧化酶( SOD)活性的影响
E+ 与 E- 幼苗 SOD活性相比,只有当虫口密度
为20头/株、危害时间 4 d以上时, E+ 与 E- 之间的
SOD活性才有显著差异( P< 0. 05) (表 3)。
不同虫口密度条件下, 当虫口密度为 10 头/株
时, SOD活性从第 2 d开始随时间的延长显著升高,
其中 E+ 第 2、4、6 d 分别比危害前升高 16. 76%、
23. 69%、28. 32%,差异显著( P< 0. 05) , E- 分别比危
害前升高 17. 14%、28%、34. 86%, 差异显著 ( P<
0. 05) ;虫口密度为20头/株时, SOD活性自第 2 d始
亦随时间延长而显著升高,其中E+ 第2、4、6 d分别比
危害前升高23. 69%、30. 64%、39. 31%,差异显著( P<
0.05) , E - 分别比危害前升高 26. 28%、41. 14%、
49. 14% ,第 2 d与第 4 d之间差异显著( P< 0. 05) ,
第 4 d以后 SOD活性趋于稳定,与第 6 d无显著差
异(表 3)。
接虫后,第 2、4、6 d, 10头/株和 20 头/株与同
期对照相比差异显著( P< 0. 05) ;第 2、6 d, 10头/株
和 20头/株两个虫口密度之间也有显著差异( P<
0. 05) , 但 E+ 在第 4 d无显著差异(表 3)。
241
草 地 学 报 第 16卷
表 2 禾谷缢管蚜危害对 E+ 、E- 醉马草幼苗叶片叶绿素 a、b及总含量的影响( mg/ g FW)
Table 2 Effect of R. padi on the CC o f E + and E- A . inebr ians seedlings, mg # g- 1 FW
时间( d)
Tim e( d)
叶绿素
Chlorophy
-Ò
虫口密度(头/株) Pest dens ity, no. of live larva# plan t- 1
0 10 20
E+ E- E+ E- E+ E-
0 a 1. 183 ? 0. 032a 1. 005 ? 0. 057b 1. 153 ? 0. 042 a 0. 999 ? 0. 019b 1. 092 ? 0. 038ab 1. 006 ? 0. 012b
0 b 0. 656 ? 0. 021a 0. 653 ? 0. 007a 0. 693 ? 0. 012 a 0. 681 ? 0. 009a 0. 67 ? 0. 017 a 0. 655 ? 0. 027a
a+ b 1. 841 ? 0. 053a 1. 658 ? 0. 051b 1. 846 ? 0. 051 a 1. 681 ? 0. 029b 1. 762 ? 0. 021ab 1. 662 ? 0. 039b
2 a 1. 169 ? 0. 037a 1. 093 ? 0. 015b 0. 907 ? 0. 008 c 0. 892 ? 0. 014c 0. 811 ? 0. 007d 0. 798 ? 0. 005d
2nd b 0. 671 ? 0. 014a 0. 669 ? 0. 016a 0. 459 ? 0. 015 b 0. 445 ? 0. 004b 0. 395 ? 0. 004c 0. 375 ? 0. 003c
a+ b 1. 841 ? 0. 050a 1. 762 ? 0. 018b 1. 366 ? 0. 022 c 1. 337 ? 0. 017c 1. 206 ? 0. 011d 1. 173 ? 0. 008d
4 a 1. 216 ? 0. 052a 1. 153 ? 0. 030a 0. 823 ? 0. 007 b 0. 658 ? 0. 014c 0. 756 ? 0. 005b 0. 586 ? 0. 008c
4th b 0. 697 ? 0. 008a 0. 703 ? 0. 006a 0. 397 ? 0. 007 b 0. 324 ? 0. 008d 0. 357 ? 0. 005c 0. 245 ? 0. 006e
a+ b 1. 914 ? 0. 056a 1. 857 ? 0. 210a 1. 221 ? 0. 009 b 0. 982 ? 0. 018d 1. 113 ? 0. 005c 0. 832 ? 0. 002e
6 a 1. 275 ? 0. 027a 1. 228 ? 0. 039a 0. 764 ? 0. 004 b 0. 476 ? 0. 008d 0. 685 ? 0. 011c 0. 396 ? 0. 005e
6th b 0. 714 ? 0. 006a 0. 716 ? 0. 007a 0. 324 ? 0. 006 b 0. 214 ? 0. 006c 0. 312 ? 0. 002b 0. 115 ? 0. 004d
a+ b 1. 989 ? 0. 023a 1. 944 ? 0. 044a 1. 088 ? 0. 009 b 0. 690 ? 0. 002d 0. 997 ? 0. 012c 0. 511 ? 0. 002e
注:同表 1 Note: T he same as table 1
表 3 禾谷缢管蚜危害对 E+ 、E- 醉马草幼苗叶片 SOD 活性的影响(U. g- 1FW)
T able 3 Effect of R. padi on the SOD activ ity of E+ and E- A . inebr ians leaf, U # g - 1 FW
时间( d)
Tim e( d)
虫口密度(头/株) Pest dens ity, no. of live larva # plan t- 1
0 10 20
E + E- E+ E- E+ E-
0 175 ? 4aac 177 ? 6aac 173 ? 3adc 175 ? 4adc 173 ? 3adc 175 ? 2acc
2 172 ? 3dac 169 ? 6dac 202 ? 1ccc 205 ? 3bccc 214 ? 1abcc 221 ? 1abc
4 174 ? 9cac 170 ? 8cac 214 ? 1bbc 224 ? 1bbc 226 ? 1 bbc 247 ? 6aac
6 172 ? 8dac 179 ? 4dac 222 ? 2cac 236 ? 2bcac 241 ? 2bac 261 ? 8aac
注:同表 1 Note: T he same as table 1
2. 4 禾谷缢管蚜危害对醉马草幼苗叶片过氧化物
酶( POD)活性的影响
E+ 与 E- 幼苗 POD活性相比, 在第 2、4、6 d,
虫口密度为 20头/株时差异显著( P< 0. 05) ,而对照
和 10头/株差异不显著(表 4)。
不同虫口密度下,接虫 10头/株 POD活性从第
2 d开始随时间的延长显著升高, 其中 E+ 第 2、4 d
分别比危害前升高 4%、43. 75%, 差异显著 ( P <
0.05) , E- 分别比危害前升高 6. 12%、44. 89%, 差异
显著( P< 0. 05) ;接虫 20 头/株 POD 活性自第 2 d
始亦随时间延长而显著升高, 其中 E+ 第 2、4 d分
别比危害前升高 22. 92%、75%, 差异显著 ( P <
0. 05) , E- 分别比危害前升高 26. 53%、79. 59% ,差
异显著( P< 0. 05)。同一虫口密度下, POD活性第
4 d以后均趋于稳定,与第 6 d无显著差异(表 4)。
接虫后,第 2、4、6 d, 10头/株和 20 头/株与同
期对照相比差异均达显著水平( P< 0. 05)。其中 10
头/株 E+ 与 E- 之间无显著差异, 20 头/株 E+ 与
E- 之间差异显著( P< 0. 05) ,两虫口密度之间也有
显著差异( P< 0. 05) (表 4)。
表 4 禾谷缢管蚜危害对 E+ 、E- 醉马草幼苗叶片 POD 活性的影响(u. g- 1 # min- 1 )
Table 4 Effect o f R. p ad i on the leaf POD activity o f E+ and E- A . inebr ians seedling , u # g - 1 # min- 1
时间( d)
Tim e( d)
虫口密度(头/株) Pest dens ity, no. of live larva # plan t- 1
0 10 20
E + E- E+ E- E+ E-
0 50 ? 0. 84aac 49 ? 1. 21aac 48 ? 0. 74acc 49 ? 1. 27acc 48 ? 1. 12acc 49 ? 0. 69acc
2 47 ? 1. 28eac 48 ? 1. 03deac 50 ? 0. 43cdbc 52 ? 1. 16cbc 59 ? 0. 91bbc 62 ? 0. 66abc
4 46 ? 0. 91dac 49 ? 0. 63dac 69 ? 0. 57cac 71 ? 0. 81cac 84 ? 0. 47bac 88 ? 1. 21aac
6 49 ? 1. 67dac 48 ? 2. 31dac 69 ? 1. 61cac 72 ? 0. 61cac 86 ? 1. 39bac 90 ? 1. 15aac
注:同表 1 Note: T he same as table 1
242
第 3期 张兴旭等: 禾谷缢管蚜与内生真菌互作对醉马草幼苗的生理影响
2. 5 禾谷缢管蚜危害对醉马草幼苗叶片中丙二醛
(MDA)含量的影响
E+ 与 E- 幼苗 MDA 含量相比, 当虫口密度为
10头/株时在第 2、4、6 d均有显著差异( P< 0. 05) ;
而虫口密度为 20 头/株时仅在第 4、6 d 差异显著
( P< 0. 05) (表 5)。
不同虫口密度比较, 当 10头/株时丙二醛含量
从第 2 d开始随时间的延长显著升高,其中 E+ 第 2
和第 4 d分别比接种前升高 48%和 112%, 差异显
著( P < 0. 05) , E - 分别比危害前升高 75% 和
220% ,差异显著( P< 0. 05) ; 当 20 头/株时丙二醛
含量自第 2 d始亦随时间延长而显著升高,其中 E+
第2和第 4 d分别比危害前升高 114. 5%和209. 09%,
差异显著( P< 0. 05) , E- 分别比危害前升高 104%
和 248% ,差异显著( P< 0. 05)。两个虫口密度下,
E+ 丙二醛含量从第 4 d以后趋于稳定, 与第 6 d无
显著差异; E- 丙二醛含量持续升高, 各时间段内差
异显著( P< 0. 05) (表 5)。
接虫后, 第 2、4和 6 d, 10 头/株和 20头/株与
同期对照相比差异均达显著水平( P< 0. 05) , 两虫
口密度之间也有显著差异( P< 0. 05) (表 5)。
2. 6 禾谷缢管蚜危害对醉马草幼苗叶片中游离脯
氨酸( Pro)含量的影响
E+ 与 E- 幼苗( Pro )含量相比, 只要虫口密度
10头/株以上, 危害时间 2 d以上, E+ 与 E- 之间的
Pro 含量差异均达显著水平( P< 0. 05) (表 6)。
不同虫口密度下, 接虫 10 头/株醉马草幼苗叶
片中游离脯氨酸( Pro )含量从第 2 d开始随着时间
的延长显著升高, 与实验初期相比 E+ 与 E- 均达
显著差异( P< 0. 05) , 接虫 20头/株醉马草幼苗叶
片中游离脯氨酸( Pro )含量亦自第 2 d始随着时间
延长而显著升高, 与实验初期相比 E+ 与 E- 均达
显著差异( P< 0. 05)。两个虫口密度下, E+ 游离脯
氨酸( P ro)含量第 4 d以后趋于稳定, 与第 6 d无显
著差异; 10头/株时 E-游离脯氨酸( P ro)含量随时间
的延长持续增加,各时间段内差异显著( P< 0. 05) ;
20头/株时 E- 游离脯氨酸( Pro)含量第 4 d以后趋
于稳定,与第 6 d无显著差异(表 6)。
接虫后,第 2、4、6 d, 10头/株和 20 头/株分别
与对照间差异显著( P< 0. 05) ,其中 10头/株和 20
头/株的 E+ 与 E- 间差异显著( P< 0. 05) ,两虫口
密度间也有显著差异( P< 0. 05) (表 6)。
表 5 禾谷缢管蚜危害对 E+ 、E- 醉马草幼苗叶片中丙二醛(MDA)含量的影响(umol/ g)
Table 5 Effect o f R. p ad i on the leaf MDA content o f E + and E- A . inebr ians seedling, umo l# g - 1
时间( d)
Tim e( d)
虫口密度(头/株) Pest dens ity, no. of live larva # plan t- 1
0 10 20
E + E- E+ E- E+ E-
0 24 ? 1. 42aac 24 ? 1. 73aac 25 ? 0. 96acc 24 ? 0. 92adc 22 ? 0. 63acc 25 ? 1. 07adc
2 25 ? 0. 31dac 24 ? 1. 93dac 37 ? 1. 79cbc 42 ? 0. 73bcc 47 ? 3. 68abbc 51 ? 1. 19acc
4 22 ? 1. 67eac 25 ? 1. 63eac 53 ? 1. 63dac 77 ? 1. 33bbc 68 ? 1. 23cac 87 ? 1. 21abc
6 23 ? 1. 83eac 26 ? 0. 69eac 58 ? 1. 37dac 81 ? 1. 79bac 73 ? 1. 51cac 91 ? 0. 75aac
注:同表 1 Note: T he same as table 1
表 6 禾谷缢管蚜危害对 E+ 、E- 醉马草幼苗叶片中游离脯氨酸含量的影响( umol/ g)
Table 6 Effect o f R. p ad i on the leaf proline cont ent o f E+ and E- A . inebr ians seedling , umo l# g- 1
时间( d)
Tim e( d)
虫口密度(头/株) Pest dens ity, no. of live larva # plan t- 1
0 10 20
E + E- E+ E- E+ E-
0 8. 03 ? 0. 16aac 7. 92 ? 0. 17aac 7. 88 ? 0. 18acc 7. 78 ? 0. 31adc 7. 86 ? 0. 05acc 7. 88 ? 0. 16acc
2 7. 75 ? 0. 14eac 8. 01 ? 0. 16eac 10. 17 ? 0. 19dbc 12. 53 ? 0. 15bcc 10. 98 ? 0. 12cbc 13. 74 ? 0. 16abc
4 8. 07 ? 0. 07eac 8. 12 ? 0. 14eac 11. 58 ? 0. 12dac 15. 33 ? 0. 16bbc 12. 61 ? 0. 20cac 16. 98 ? 0. 28aac
6 8. 03 ? 0. 14eac 7. 79 ? 0. 21eac 12. 18 ? 0. 26dac 16. 25 ? 0. 13bac 12. 99 ? 0. 22cac 17. 39 ? 0. 27aac
注:同表 1 Note: T he same as table 1
2. 7 禾谷缢管蚜危害下 E+ 、E- 醉马草幼苗生理
指标间的相关性
叶片相对含水量与叶绿素含量呈显著正相关
( P< 0. 05) ,与 SOD活性、POD活性和 MDA含量以
及脯氨酸含量均呈显著负相关( P< 0. 05) ;叶绿素含
量与 SOD 活性和 POD 活性为显著负相关 ( P<
0. 05) ,与 MDA 含量和脯氨选含量也呈显著负相关
( P< 0. 05)。SOD活性和 POD活性呈显著线性正相
关( P< 0. 05) , SOD活性、POD活性与 MDA 含量和
脯氨酸含量也呈显著线性正相关( P< 0. 05) (表7)。
243
草 地 学 报 第 16卷
表 7 禾谷缢管蚜危害下 E+ 、E- 醉马草幼苗生理指标间的相关性
Table 7 Co rr elations among LRWC, CC, SOD, POD, MDA , and proline contents of E + and E- A . inebr ians seedling s
项目
Items
相对含水量
LRWC
叶绿素 A
Chl . a content
叶绿素 B
C hl. b content
总叶绿素
T otal content
SOD POD MDA
脯氨酸
Proline
L RWC 1 0. 901 0. 934 0. 925 - 0. 924 - 0. 956 - 0. 961 - 0. 9
叶绿素 A Chl. a con tent 1 0. 957 0. 992 - 0. 916 - 0. 866 - 0. 935 - 0. 931
叶绿素 B Chl. b conten t 1 0. 986 - 0. 958 - 0. 893 - 0. 957 - 0. 956
总叶绿素 T otal conten t 1 - 0. 944 - 0. 887 - 0. 955 - 0. 951
SOD 1 0. 911 0. 946 0. 935
POD 1 0. 949 0. 873
M DA 1 0. 964
脯氨酸 Proline 1
3 讨论与结论
本研究首次对害虫取食带与不带内生真菌醉马
草的生理变化进行了研究, 为深入探讨醉马草、内
生真菌与害虫的关系奠定了基础。
3. 1 带菌禾草增加抗虫性主要是由于真菌在寄主
体内产生对昆虫有强烈毒性的生物碱, 昆虫一般拒
食含有生物碱的禾草,从而形成了对禾草的保护[ 10, 12]。
3. 2 本研究发现,内生真菌的侵入有效缓解了醉马
草叶绿素总量的下降趋势, 提高了叶片的相对含水
量,增加了脯氨酸的积累量,降低了禾谷缢管蚜对醉
马草幼苗的危害程度。李飞在醉马草的抗旱性[ 6] 和
缑小媛在醉马草的抗盐性 [ 7]研究中得到了类似的变
化趋势。缑小媛研究中发现, 内生真菌的侵染明显
提高了醉马草叶片中脯氨酸的积累量[ 7] ,而本研究
中禾谷缢管蚜对醉马草幼苗危害的结果与之相反,
这可能是由于醉马草在不同胁迫条件下产生了不同
的响应机制所致。其他学者在对披碱草 ( Elymus
dahuricus Turcz. ) [ 23]和黑麦草[ 24]抗旱性研究也得
到了与本研究相似的结果。
3. 3 禾谷缢管蚜的刺吸胁迫导致了醉马草膜脂过氧
化程度的增加和体内脯氨酸含量的升高, SOD活性和
POD活性下降,同时较多的膜脂过氧化产物 MDA的
含量增加,这与Wang & Huang 对逆境胁迫下早熟
禾( Poa annua L. ) 的生理变化研究结果类似[ 25] 。
3. 4 目前对于保护酶在植物防御害虫中的作用方
面的研究较少。尝试性地探讨了不同虫口密度在一
定危害期内、不同天数下醉马草幼苗体内保护酶活
性的动态变化。在试验初期, E + 与 E- 植株之间
无显著差异,可能是因为植株在响应外界胁迫时需
要一个过程;试验后期, 植株对外界胁迫适应之后,
E+ 与 E- 植株之间有了明显差异, 内生真菌的侵
染明显提高了醉马草幼苗保护酶的活性。Zhang &
Nan [ 23] 和陈世苹等[ 24] 的研究得到了相似的趋势。
说明在胁迫条件下,内生真菌有助于清除过量的氧
自由基,避免或减缓细胞受到伤害。
对于害虫取食植株受害叶片和未受害叶片之间
的差异及害虫取食后植物防御的整体性和系统性等
方面尚待进一步研究。
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