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迹斑绿刺蛾选择性取食与红树科植物叶片内含物的关系



全 文 :林业科技开发 2013 年第 27 卷第 1 期 43
doi:10. 3969 / j. issn. 1000-8101. 2013. 01. 013
迹斑绿刺蛾选择性取食与红树科植物
叶片内含物的关系
邓艳,常明山*,吴耀军,蒋学建,李德伟,张文英
(广西林业科学研究院,国家林业局中南速生材繁育实验室,广西优良用材林资源培育重点实验室,南宁 530002)
摘 要:研究了迹斑绿刺蛾幼虫对 3 种红树植物的取食选择性与叶片内含物含量的相关性。结果表明:处理 1、2
中迹斑绿刺蛾幼虫对无瓣海桑的取食量基本一致,均为 7 cm2 /头以上,且没有明显差异,其次为秋茄,取食量为 3.
99 cm2 /头,不取食桐花叶片,说明无瓣海桑是迹斑绿刺蛾幼虫较理想的食物。内含物含量方面,可溶性糖含量最高
的为桐花和秋茄,最低的为无瓣海桑,可溶性蛋白、游离氨基酸、总酚含量最高的为无瓣海桑,单宁含量最高的为桐
花。相关分析表明,幼虫取食与叶片可溶性糖含量具有较好负相关性,与可溶性蛋白质、总酚含量具有较好的正相
关,与游离氨基酸含量成较低正相关、与单宁含量呈较低负相关,说明叶片营养物质含量影响害虫取食的选择性,
而次生性物质含量的变化又与虫害相互作用。
关键词:迹斑绿刺蛾;红树植物;选择性取食;内含物;相关分析
The relationship between the feeding-selected by Latoia pastorlis (Butler)and the substances in leaves
of three mangrove species∥DENG Yan,CHANG Ming-shan,WU Yao-jun,JIANG Xue-jian,LI De-wei,ZHANG
Wen-ying
Abstract:The relationship between the feeding-selection of Latoia pastorlis (Butler)and the substances in foliage of three
mangrove plants was studied. The results showed that:the amount of Sonneratia apetala Buch-Ham for feeding Latoia pas-
torlis (Butler)larvae had no significant difference between treatment 1 and treatment 2,the amount of both treatments were
above 7 cm2 /head,feeding amount of Kandelia candel were 3. 99 cm2 /head. Latoia pastorlis (Butler)larvae did not take
any Aegiceras corniculatum,indicating that the ideal food for feeding larvae spot was Sonneratia apetala Buch-Ham,the
second was Kandelia candel. The content of soluble sugar in Aegiceras corniculatum and Kandelia candel were higher than
that in Sonneratia apetala Buch-Ham. The protein concentration,content of free amino acids and total phenols in Sonnera-
tia apetala Buch-Ham were the highest,and the content of tannin in Aegiceras corniculatum was the highest. Correlation a-
nalysis showed that there was a good negative relationship between the larvae feeding and the content of soluble sugar,and
the relationship between the larvae feeding and soluble protein content as well as total phenol content was positive. There
were relatively low positive and negative relationships between the larvae feeding and content of free amino acid as well as
tannin respectively. It suggested that the nutrient content in leaves affected larvae feeding,and the changes of secondary
substances had an interaction with the insects.
Key words:Latoia pastorlis (Butler) ;mangrove plants;feeding-selection;inclusion;correlation analysis
Author’s address:Guangxi Forestry Research Institute,Nanning 530002,China
收稿日期:2012-06-18 修回日期:2012-10-12
基金项目:广西林业科学研究项目“北部湾红树林主要害虫控制技术
研究与示范”(桂林科字[2009]12 号)
作者简介:邓艳(1973 -) ,女,高级工程师,主要从事林木病虫害防治
研究工作。通讯作者:常明山,男,副研究员。E-mail:12cms@ 163. com
迹斑绿刺蛾[Latoia pastorlis(Butler) ]隶属于鳞
翅目刺蛾科,主要取食红树科植物无瓣海桑的一种食
叶性害虫,每年 4—12 月为幼虫危害期,幼虫取食无
瓣海桑叶片,形成缺刻、孔洞,在大发生时可将整张叶
片或枝条上叶片全部吃光,严重影响树木生长或导致
树枝枯死。
研究发现:昆虫取食所摄取的主要能源底物是
糖,因此一般情况下,寄主植物营养物质如糖、蛋白
质、氨基酸的含量对害虫的生命活动和为害程度都有
不同程度的影响[1-2]。而对昆虫取食行为产生起决
定性作用的次生代谢产物即次生物质,包括单宁、总
酚等,主要作用是干扰昆虫肠道消化和抑制酶的活
性,影响昆虫对食物的消化和利用[3]。红树植物作
为红树科植物的重要组成类型,其叶片内含物的变
化,在一定程度上对植食性昆虫的取食、繁殖具有决
定作用,但是文献并没有记载过针对红树林虫害与植
欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗 应用研究
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物内含物的相关性研究。
笔者测试了迹斑绿刺蛾幼虫对 3 种红树科植物
无瓣海桑(Sonneratia apetala Buch-Ham)、桐花(Ae-
giceras corniculatum)和秋茄(Kandelia candel)的取食
量,并分析了其与 3 种红树植物内含物含量的相关
性,为揭示红树林虫害的成灾机理和抗虫红树植物的
选择栽培提供参考。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
供试昆虫为迹斑绿刺蛾 3 龄幼虫。
供试植物:3 种红树植物,分别为无瓣海桑、桐
花、秋茄;叶片均采自广西钦州康熙岭。2011 年 4 月
分别采集植株上的完整成熟叶片,每种 500 g,带回实
验室,烘干,用高速万能粉碎机粉碎,装于密封袋内,
冰箱保存,待测。
1. 2 取食量测试方法
幼虫取食量测定参考有关文献[1,4-5],略有改动。
2011 年 4 月,取无瓣海桑、桐花、秋茄树上相同部位
的新鲜叶片,洗净擦干,剪成 1. 5 cm × 4 cm 长方形,
置于培养瓶中。后接入已饥饿 4 h 的迹斑绿刺蛾 3
龄幼虫 1 头,用保鲜膜封好,室温 28℃,每天测量 1
次取食量,用方格纸法测量害虫取食叶面积并计算出
害虫取食量。连续测量 3 d,每天更换新鲜叶片。试
验共 3 个处理,处理 1 为无瓣海桑叶片,处理 2 为无
瓣海桑和桐花叶片组合,处理 3 为无瓣海桑和秋茄叶
片组合,每个处理 30 个重复。
1. 3 测定方法
采集新鲜完整的无瓣海桑、桐花、秋茄树上相同
部位的叶片 2 g 以上,剪碎,准确称取 0. 2 g,用于测
定营养物质和次生性物质含量。采用蒽酮硫酸法测
定可溶性糖含量[6]。采用紫外吸收法测定可溶性蛋
白含量[7]。游离氨基酸含量采用茚三酮比色法测
定[8]。单宁含量采用香草醛比色法测定[9]。总酚含
量测定参考吴元华等的方法[10]。
1. 4 数据分析
采用 SPSS17. 0 和 EXCEL 统计分析软件进行数
据处理,利用邓肯氏新复极差法(Duncan’s Multiple
Ranger Test,DMRT)进行差异显著性(p = 0. 05)检
验,数据均以平均数 ±标准误(SE)表示。
2 结果与分析
2. 1 迹斑绿刺蛾幼虫选择性取食
试验结果表明,迹斑绿刺蛾幼虫对 3 种红树科植
物叶片的取食选择性不同(表 1)。从处理 1 和 2 中
可以看出,对无瓣海桑的取食量基本一致,均为 7
cm2 /头以上,且没有明显差异;而在无瓣海桑和桐花
组合的处理 2 中,幼虫没有取食桐花叶片,两者的差
异显著,说明无瓣海桑是迹斑绿刺蛾幼虫较理想的食
物;在处理 3 中,迹斑绿刺蛾幼虫取食无瓣海桑的量
为5. 33 cm2 /头,取食秋茄的量为 3. 99 cm2 /头,虽然
都有取食,但是两者的差异显著,说明在有无瓣海桑
和秋茄的两者寄主植物叶片存在时,幼虫还是比较倾
向于选择无瓣海桑叶片。
表 1 迹斑绿刺蛾幼虫对 3 种红树植物的取食选择性
/(cm2·头 - 1)
不同处理 无瓣海桑 桐花树 秋 茄
处理 1 7. 35 ± 0. 99 a - -
处理 2 7. 59 ± 0. 88 a 0 b -
处理 3 5. 33 ± 0. 88 a - 3. 99 ± 0. 87 b
注:同一行中有不同字母表示差异显著(p < 0. 05)。下同
2. 2 3 种红树植物营养物质含量
试验表明,3 种红树植物叶片可溶性糖含量最高
的为桐花树,0. 164 mg /kg,其次为秋茄,但是二者没
有显著差异,而无瓣海桑叶片的可溶性糖含量最低,
与桐花、秋茄叶片的差异达到了显著水平;可溶性蛋
白含量最高的为无瓣海桑,0. 470 mg /mL,其次为秋
茄和桐花,后两者之间没有显著差异,但是与前者的
差异达到显著水平;游离氨基酸含量最高的为无瓣海
桑,2. 225 mg /kg,其次为桐花树,两者没有显著差异,
秋茄的含量最低,为1. 597 mg /kg(表 2)。
表 2 3 种红树植物营养物质含量
树种
可溶性糖含量
/(mg·kg -1)
可溶性蛋白质含量
/(mg·mL -1)
游离氨基酸含量
/(mg·kg -1)
无瓣海桑 0. 077 ± 0. 001 b 0. 470 ± 0. 014 a 2. 225 ± 0. 038 a
桐花树 0. 164 ± 0. 004 a 0. 144 ± 0. 005 b 2. 182 ± 0. 022 a
秋茄 0. 143 ± 0. 001 a 0. 156 ± 0. 001 b 1. 597 ± 0. 094 b
注:表中数据为平均数 ±标准误。
2. 3 3 种红树植物次生物质含量
试验结果显示,3 种红树植物叶片单宁含量最
高的为桐花,其次为无瓣海桑,分别为 0. 736,0. 696
mg /g,两者没有显著差异,秋茄含量最低0. 621 mg /g;
总酚含量最高的为无瓣海桑,91. 520 mg /g,其次为秋茄,
最低为桐花,3种之间的差异达到了显著水平(表 3)。
表 3 3 种红树植物次生物质含量 /(mg·g - 1)
次生物质 无瓣海桑 桐花树 秋 茄
单宁含量 0. 696 ± 0. 008 a 0. 736 ± 0. 002 a 0. 621 ± 0. 001 b
总 酚 91. 520 ± 1. 056 a 56. 920 ± 0. 634 c 71. 480 ± 1. 121 b
注:表中数据为平均数 ±标准误。
2. 4 幼虫取食和叶片内含物相关性分析
对迹斑绿刺蛾幼虫取食与植物叶片内含物相关
应用研究 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
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性进行分析,结果看出,幼虫取食与叶片可溶性糖含
量具有较好的负相关性;与可溶性蛋白质、总酚含量
具有较好的正相关;与游离氨基酸含量成正相关、与
单宁含量呈负相关,但是相关性较低。
3 结论与讨论
3. 1 迹斑绿刺蛾幼虫取食与红树科植物间关系
寄主选择性是植食昆虫与植物长期协同演化的
结果。这种选择性在寡食性和单食性昆虫中尤为显
著[1]。本试验中选择的迹斑绿刺蛾也类似。昆虫在
取食植物营养物质的同时,也会受到植物自身次生物
质和诱导的防御物质的影响,也就是说能够存活下来
的植株,除了供给昆虫生长的必须元素外,还应该具
有一套完整的生化防御手段[1-3]。本研究中,迹斑绿
刺蛾幼虫对 3 种红树科植物叶片的取食差异,说明这
几种叶片内所含的营养物质、次生物质含量的差异,
从而导致幼虫取食行为上的差异。结果表明,无瓣海
桑是迹斑绿刺蛾幼虫较为理想的食物,秋茄也有可能
成为其适宜的食物来源,而迹斑绿刺蛾幼虫不取食桐
花树叶片。
3. 2 迹斑绿刺蛾幼虫取食与叶片营养物质含量的
关系
研究发现,当植物含糖量、蛋白质及氨基酸含量
高时,尤其是还原糖、不可代替氨基酸含量高时,树木
抗虫性差,反之,则抗虫性强[11-12]。本次研究结果表
明,3 种红树植物可溶性糖含量与迹斑绿刺蛾幼虫取
食呈一定的负相关性,即含糖量高的叶片幼虫取食量
小,该结果与杨雪彦等的研究结论存在差异,可能是
由于叶片次生物质含量差异或者植物自身组成抗虫
性等因素影响导致的。而可溶性蛋白质含量与取食
量具有较好的正相关性,含量高其取食量大,抗性就
差,该结论与杨雪彦等的一致。游离氨基酸含量与幼
虫取食量的相关性不明显。
3. 3 迹斑绿刺蛾幼虫取食与叶片次生性物质含量
的关系
植物单宁、总酚等次生性物质对昆虫也具有决定
性影响作用,次生性物质可以影响昆虫的行为和代
谢,使之忌避、拒食或破坏昆虫的正常代谢,严重时能
导致昆虫中毒甚至死亡,是对昆虫有毒的一类次生性
代谢物质[13]。本次试验结果表明,幼虫取食量与总
酚含量具有较好的正相关,也就是说取食量越大,总
酚含量越高,这可能与实验中采集叶片的月份为幼虫
多发期有关,无瓣海桑为迹斑绿刺蛾幼虫适宜的食
物,所以该时期的叶片总酚含量会随着幼虫取食而升
高,而其他月份是否也有相同的规律尚需进一步开展
红树植物叶片次生性物质的年季含量变化测试。
单宁为多元酚类物质,可抑制昆虫体内酶的活
性,影响昆虫对淀粉等营养物质的取食和消化。本试
验结果表明,红树植物叶片中单宁含量与迹斑绿刺蛾
幼虫取食量之间存在负相关,但相关性较低,该结论
与与黄金水等[14]研究结果一致。
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( 责任编辑 周贤军)
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