牛角花齒薊馬為害對紫花苜蓿生長及氮代謝的影響

寇江濤, 師尚禮*, 胡桂馨

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，蘭州 730070；2.草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室，甘肅省草業(yè)工程實驗室，中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)研究中心，蘭州 730070)

研究報告

牛角花齒薊馬為害對紫花苜蓿生長及氮代謝的影響

寇江濤1,2, 師尚禮1,2*, 胡桂馨1,2

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，蘭州 730070；2.草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室，甘肅省草業(yè)工程實驗室，中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)研究中心，蘭州 730070)

為了明確牛角花齒薊馬為害對紫花苜蓿生長及氮代謝的影響，測定了不同牛角花齒薊馬蟲口密度下抗、感薊馬苜蓿無性系R-1、I-1的受害指數(shù)、單株生物量及氮代謝的變化。結(jié)果表明：(1)隨著牛角花齒薊馬蟲口密度的增加， R-1、I-1無性系各接蟲處理的受害指數(shù)均升高、單株生物量均下降，在相同牛角花齒薊馬蟲口密度下，R-1無性系的受害指數(shù)及產(chǎn)量損失率均低于I-1無性系。(2)受牛角花齒薊馬為害后，R-1無性系各接蟲處理硝酸還原酶活性上升后趨于穩(wěn)定，硝態(tài)氮含量呈先上升后下降的趨勢，游離氨基酸含量呈持續(xù)上升的趨勢；I-1無性系各接蟲處理的硝酸還原酶活性呈先上升后下降的趨勢，硝態(tài)氮含量呈先下降后上升的趨勢，游離氨基酸含量上升后趨于穩(wěn)定或下降。結(jié)果說明：硝酸還原酶活性的升高是R-1無性系對薊馬誘導(dǎo)抗性的一種表現(xiàn)，而I-1無性系氮代謝失調(diào)是其感薊馬的主要原因之一，因此R-1無性系的適應(yīng)能力強，受害較輕，對牛角花齒薊馬為害的抗性和補償生長能力高于I-1無性系。

紫花苜蓿； 牛角花齒薊馬； 受害指數(shù)； 單株生物量； 氮代謝

紫花苜蓿(MedicagosativaLinn.)是世界上栽培歷史最久、遍布全球而以溫帶國家為重點的深根系多年生豆科牧草，具有適應(yīng)性廣、產(chǎn)量高、品質(zhì)好、營養(yǎng)豐富、再生性強等特點，是各種食草類家畜的優(yōu)質(zhì)飼料[1]。苜蓿作為多年生牧草，一般在田間連續(xù)生長利用都在4年以上，多年連續(xù)生長利用而形成的穩(wěn)定生境是導(dǎo)致其蟲害日漸加重的主要原因[2]。調(diào)查表明，在我國西北、華北和東北等苜蓿主產(chǎn)區(qū)，為害苜蓿的優(yōu)勢種害蟲以牛角花齒薊馬[Odontothripsloti(Haliday)]為主，絕大部分苜蓿品種蟲害率均在95%以上，每年的發(fā)生面積達(dá)100%，輕者造成5%的產(chǎn)量損失，重者毀產(chǎn)[3-4]，薊馬為害在造成苜蓿生長受阻、產(chǎn)量下降的同時，還嚴(yán)重影響苜蓿干草的品質(zhì)[5-6]。

薊馬已成為我國北方苜蓿生產(chǎn)區(qū)最具危險性的害蟲之一，對苜蓿產(chǎn)業(yè)造成嚴(yán)重的威脅和障礙，對苜蓿薊馬的有效防治迫在眉睫。賀春貴等[7]對40個苜蓿品種進(jìn)行了田間抗薊馬評價，建立了以田間受害指數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)的苜?？顾E馬評價鑒定標(biāo)準(zhǔn)。胡桂馨等[8-9]、馬琳等[10]初步揭示了苜蓿的抗薊馬機(jī)制為耐害性?？芙瓭萚11]研究表明，抗、感薊馬苜蓿無性系R-1、I-1在大田薊馬持續(xù)為害的條件下其補償生長均表現(xiàn)為不足補償，且兩者對光能的利用能力均下降，光合效率降低，但R-1無性系對薊馬的為害具有顯著的補償光合作用，而I-1無性系的補償光合作用滯后于初花期發(fā)生，且需要較高的光強條件[12-13]。

植物與害蟲的相互關(guān)系是在長期協(xié)同進(jìn)化的過程中逐漸形成的，植物為了避免自身器官被害蟲取食或減少害蟲取食的程度，在受到害蟲為害損傷后會對害蟲產(chǎn)生誘導(dǎo)抗性[14]。已有研究表明，牛角花齒薊馬為害使得苜蓿產(chǎn)生了生理、生化上的一系列變化[15-17]，其中包括氮代謝系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)，從而提高自身的抗蟲性。本研究以篩選出的抗薊馬苜蓿無性系R-1和感薊馬苜蓿無性系I-1為材料，評價不同牛角花齒薊馬蟲口密度下R-1、I-1無性系的受害程度，測定其單株生物量的變化及產(chǎn)量損失率，并測定R-1、I-1無性系氮代謝隨著牛角花齒薊馬為害時間的變化，以探索牛角花齒薊馬為害后苜蓿的補償生長能力及生理生化反應(yīng)，旨在為我國苜?？顾E馬育種奠定基礎(chǔ)，為苜?？瓜x育種提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)蘭州牧草試驗站進(jìn)行，試驗站位于蘭州市西北部，地處黃土高原西端，地理坐標(biāo)為東經(jīng)105°41′，北緯34°05′。該區(qū)海拔1 525 m，屬溫帶半干旱大陸性氣候，年降水量200～320 mm，年蒸發(fā)量1 664 mm，年蒸發(fā)量是降水量的5.2～8.3倍。年均日照2 770 h，全年無霜期90～210 d。年均氣溫9.7 ℃，最熱月平均氣溫29.1 ℃，最冷月平均氣溫-14.9 ℃，>0 ℃的年積溫3 800 ℃，>10 ℃的年積溫3 200 ℃。區(qū)內(nèi)地勢平坦，肥力均勻，土壤類型為黃綿土，黃土層較薄，土壤有機(jī)質(zhì)含量0.84%，pH 7.5，土壤含鹽量0.25%，有效氮95.05 mg/kg，有效磷7.32 mg/kg，有效鉀182.8 mg/kg。

1.2 試驗材料及試驗設(shè)計

供試苜蓿材料：抗薊馬苜蓿無性系R-1、感薊馬無性系I-1。R-1、I-1無性系均選自抗蚜苜蓿品系‘HA-3’，于2007-2008年通過室內(nèi)和大田評價篩選、扦插擴(kuò)繁得到。大田自然條件下，7、8月份，現(xiàn)蕾期R-1無性系的受害指數(shù)分別為53%和61%，現(xiàn)蕾期I-1無性系的受害指數(shù)分別為75%和79%。供試?yán)ハx：田間自然發(fā)生的牛角花齒薊馬成蟲。

于2010年4月底整地，將供試苜蓿材料R-1、I-1無性系植株移栽于試驗地內(nèi)，R-1株行與I-1株行按1∶1相間排列，行距20 cm，每小區(qū)10行，株距20 cm，每行15株，小區(qū)面積6 m2，重復(fù)3次。2011年4月在小區(qū)所在地搭建網(wǎng)室，在第1茬苜蓿生長期間每5 d噴灑1次農(nóng)藥(10%吡蟲啉可濕性粉劑2 000倍液)進(jìn)行害蟲防治，第1茬苜蓿刈割后，在第2茬苜蓿生長至40 cm(分枝期)時，按0(對照：CK)、1、3、5、7頭/枝條接入牛角花齒薊馬成蟲，網(wǎng)室內(nèi)各小區(qū)間用防蟲網(wǎng)隔離，以防接入的薊馬在各小區(qū)間逃竄。

于接蟲后第7天，根據(jù)苜蓿受薊馬為害的分級標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計不同蟲口密度下R-1、I-1無性系的受害級別，并計算其受害指數(shù)，評價不同蟲口密度下R-1、I-1無性系的受害程度。同時測定不同蟲口密度下R-1、I-1無性系的單株生物量，并計算產(chǎn)量損失率。

分別于接蟲后第1、2、3、4、5 天，取不同蟲口密度下R-1、I-1無性系每個植株上部1/3以上完全展開的葉片，每株系取7～8片，充分混合，液氮保存，用來測定硝酸還原酶(NR)活性、硝態(tài)氮含量及游離氨基酸含量。

1.3 測定方法

受害程度的調(diào)查：根據(jù)賀春貴等[7]提出的田間苜蓿受薊馬為害的分級標(biāo)準(zhǔn)，以葉片為單位將受害苜蓿葉片分為5級(具體分級標(biāo)準(zhǔn)見表1)。

表1苜蓿葉片受薊馬為害的分級標(biāo)準(zhǔn)

Table1InjurygradingofMedicagoleavesbythrips

受害葉分級Gradingscore被害癥狀Symptom0葉片綠色，正常，無任何薊馬為害蟲傷Greenleaves，normal，undamaged1葉片綠色，有個別蟲傷斑點或輕微扭曲，葉基本平展Greenleaves，somespotsorlightlyshrunk，butmostlyflat2葉片綠色，有明顯蟲傷，傷口愈來愈成線或斑，葉片開始皺縮、變形Greenleaves，obviousdamagescarinlinesorspots，crimpledanddeformedleaves3葉片基本綠色或因明顯皺縮變成深綠色，蟲傷多且?guī)缀跞~皺縮，部分邊緣或中間蟲傷愈合部干枯變白或形成空洞，全葉變形，并部分開始卷曲Greenleavesordeepgreenleaveswithobviousfolds，almostcompletelycrimped，somedamagesontheedgeorcentreofleaves，whiteningorhollowingduetolossofwater，allleavesdeformed，andpartlycurled4葉片內(nèi)折扭曲卷合，1/3以上部分干枯變成白色，狀如茶葉絲Leavestwistedinwardfromedges，withover1/3ofwhiteleavesduetolossofwater，drytea?shaped

每個接蟲處理隨機(jī)選擇10個單株，統(tǒng)計每個植株上部1/3以上完全展開葉片的受害級別，按下式計算其受害指數(shù)[18-19]。

受害指數(shù)(%)=

單株生物量的測定：刈割隨機(jī)選定的30個單株，105 ℃殺青 15 min，之后置于 60 ℃下烘至恒重(24 h)，冷卻后取出用 1%天平分別稱量各個單株的重量。

產(chǎn)量損失率(%)=[(對照生物量-被害生物量)/對照生物量]×100。

NR活性采用離體法測定[20]：稱取剪碎均勻的新鮮苜蓿葉片0.5 g，置于研缽中在超低溫冰箱冰凍30 min，取出后置于冰浴中，加4 mL 提取緩沖液研磨至勻漿，于4 ℃在4 000 r/min離心15 min。吸取提取液0.4 mL置于試管中，加入1.4 mL 0.1 mol/L的KNO3溶液和0.2 mL 2.0 mg/mL的NADH溶液，對照不加NADH溶液，搖勻后于25 ℃水浴反應(yīng)30 min。保溫結(jié)束后立即加入1.0 mL 1%對氨基苯磺酸溶液終止酶反應(yīng)，然后加入1.0 mL 0.02%α-萘胺溶液，顯色15 min后在4 000 r/min離心5 min，取上清液于540 nm波長下測定A值。

硝態(tài)氮含量參照鄒琦[20]的方法測定：稱取剪碎的新鮮苜蓿葉片2.0 g置于試管中，加入10 mL去離子水后于沸水浴中提取30 min，取出后迅速用自來水冷卻，將提取液過濾到25 mL容量瓶中，反復(fù)沖洗殘渣并定容，吸取0.1 mL濾液置于試管中，加入0.4 mL SA-H2SO4溶液，室溫下放置20 min，緩慢加入9.5 mL 8%的NaOH溶液，冷卻后于410 nm波長下測定A值。

游離氨基酸含量參照孔祥生等[21]的方法測定：稱取剪碎的新鮮苜蓿葉片1.0 g，加入10% CH3COOH 1 mL研磨至勻漿后轉(zhuǎn)移到25 mL容量瓶中，定容、過濾，吸取2 mL濾液置于試管中，加入3 mL水合茚三酮和0.1 mL 1%的AsA，沸水浴15 min，取出冷卻后于580 nm波長下測定A值。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制，并采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)和最小顯著差數(shù)法(LSD法)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 牛角花齒薊馬為害后R-1、I-1無性系的受害指數(shù)

由表2可知，隨著牛角花齒薊馬蟲口密度的增加，R-1、I-1無性系各接蟲處理的受害指數(shù)均呈上升趨勢。R-1無性系接3頭/枝條處理的受害指數(shù)顯著高于接1頭/枝條的處理(P<0.05)，接5、7頭/枝條處理的受害指數(shù)差異不顯著，兩者均顯著高于接1、3頭/枝條的處理(P<0.05)。I-1無性系各接蟲處理之間的受害指數(shù)差異顯著(P<0.05)。在牛角花齒薊馬相同蟲口密度壓力下，R-1無性系各接蟲處理的受害指數(shù)均低于I-1無性系。

表2不同蟲口密度牛角花齒薊馬為害后R-1、I-1無性系的受害指數(shù)及單株生物量1)

Table2DamageindexandindividualbiomassofR-1andI-1damagedbyOdontothripslotiatdifferentdensities

處理Treatment受害指數(shù)/%DamageindexR?1無性系R?1cloneI?1無性系I?1clone單株生物量/gIndividualbiomassR?1無性系R?1cloneI?1無性系I?1clone0頭/枝條CK--(35．00±3．31)a(31．90±3．89)a1頭/枝條1insectperbranch(25．00±5．00)c(30．12±3．00)d(34．22±3．82)a(29．78±4．01)ab3頭/枝條3insectsperbranch(31．12±4．00)b(39．62±3．00)c(34．39±3．58)a(27．00±3．68)ab5頭/枝條5insectsperbranch(45．00±5．00)a(55．12±3．00)b(32．00±4．22)ab(25．00±4．82)b7頭/枝條7insectsperbranch(49．00±6．00)a(65．88±5．00)a(29．39±4．05)b(23．83±4．12)b

1) 同列不同小寫字母表示各處理之間達(dá)差異顯著水平(P<0.05，LSD)。
Different lowercase letters in the same column indicate significant difference among treatments (P<0.05; LSD method).

2.2 牛角花齒薊馬為害對R-1、I-1無性系生物量的影響

由表2可知，隨著牛角花齒薊馬蟲口密度的增加，R-1無性系、I-1無性系的單株生物量均呈下降趨勢。R-1無性系接1、3、5頭/枝條處理的單株生物量均與0頭/枝條(CK)處理差異不顯著，接7頭/枝條處理的單株生物量顯著低于CK(P<0.05)，產(chǎn)量損失率為16.03%。I-1無性系接1、3頭/枝條處理的單株生物量與0頭/枝條(CK)處理差異不顯著，接5、7頭/枝條處理的單株生物量顯著低于CK(P<0.05)，產(chǎn)量損失率分別為21.63%、25.29%。在牛角花齒薊馬相同蟲口密度壓力下，R-1無性系各接蟲處理的產(chǎn)量損失率均低于I-1無性系。

2.3 牛角花齒薊馬為害對R-1、I-1無性系NR活性的影響

由圖1可知，R-1無性系在牛角花齒薊馬為害第1、2天時，接5、7頭/枝條處理的NR活性顯著高于0頭/枝條(CK)(P<0.05)，在為害第3天時，接3頭/枝條處理的NR活性也顯著高于CK(P<0.05)，在為害第4、5天時，各接蟲處理的NR活性均顯著高于CK(P<0.05)。I-1無性系在牛角花齒薊馬為害第1天時，接7頭/枝條處理的NR活性顯著高于0頭/枝條(CK)(P<0.05)，在為害第2天時，各接蟲處理的NR活性均顯著高于CK(P<0.05)，在為害第3天時，各接蟲處理的NR活性開始下降，在為害第4、5天時，各接蟲處理的NR活性均與CK差異不顯著。

受牛角花齒薊馬為害后，R-1無性系接5、7頭/枝條處理的NR活性在為害第1、2天時呈上升趨勢，在為害第3、4、5天時，NR活性不再上升；R-1無性系接1、3頭/枝條處理的NR活性在為害第1、2、3、4天時呈上升趨勢，在為害第5天時，NR活性不再上升。I-1無性系各接蟲處理的NR活性在為害第1、2天時呈上升趨勢，在為害第3、4、5天時，NR活性呈下降趨勢。

圖1 不同蟲口密度牛角花齒薊馬為害對R-1、I-1無性系NR活性的影響

2.4 牛角花齒薊馬為害對R-1、I-1無性系硝態(tài)氮含量的影響

由圖2可知，R-1無性系在牛角花齒薊馬為害第1天時，接5、7頭/枝條處理的硝態(tài)氮含量顯著高于0頭/枝條(CK)(P<0.05)，在為害第2天時，各接蟲處理的硝態(tài)氮含量均顯著高于CK(P<0.05)，在為害第3天時，各接蟲處理的硝態(tài)氮含量開始下降，接1、3頭/枝條處理的硝態(tài)氮含量與CK差異不顯著，在為害第4、5天時，各接蟲處理的硝態(tài)氮含量均與CK差異不顯著。I-1無性系在牛角花齒薊馬為害第1天時，各接蟲處理的硝態(tài)氮含量均顯著高于0頭/枝條(CK)(P<0.05)，在為害第2天時，接1、3頭/枝條處理的硝態(tài)氮含量與CK差異不顯著，在為害第3天時，各接蟲處理的硝態(tài)氮含量均與CK差異不顯著，在為害第4天時，各接蟲處理的硝態(tài)氮含量開始上升，接5、7頭/枝條處理的硝態(tài)氮含量顯著高于CK(P<0.05)，在為害第5天時，除接1頭/枝條處理的硝態(tài)氮含量與CK差異不顯著外，其余各接蟲處理的硝態(tài)氮含量均顯著高于CK(P<0.05)。

圖2 不同蟲口密度牛角花齒薊馬為害對R-1、I-1無性系硝態(tài)氮含量的影響

受牛角花齒薊馬為害后，R-1無性系各接蟲處理的硝態(tài)氮含量總體上呈先上升后下降的趨勢，I-1無性系各接蟲處理的硝態(tài)氮含量在為害第1天時迅速上升，而后呈下降后上升的趨勢。

2.5 牛角花齒薊馬為害對R-1、I-1無性系游離氨基酸含量的影響

由圖3可知，R-1無性系在牛角花齒薊馬為害第1天時，各接蟲處理的游離氨基酸含量均與0頭/枝條(CK)差異不顯著，在為害第2天時，接7頭/枝條處理的游離氨基酸含量顯著高于CK(P<0.05)，在為害第3天時，接5、7頭/枝條處理的游離氨基酸含量顯著高于CK(P<0.05)，在為害第4、5天時，各接蟲處理的游離氨基酸含量均顯著高于CK(P<0.05)。I-1無性系在牛角花齒薊馬為害第1天時，各接蟲處理的游離氨基酸含量均與0頭/枝條(CK)差異不顯著，在為害第2、3、4、5天時，各接蟲處理的游離氨基酸含量均顯著高于CK(P<0.05)。

圖3 不同蟲口密度牛角花齒薊馬為害對R-1、I-1無性系游離氨基酸含量的影響

受牛角花齒薊馬為害后，R-1無性系各接蟲處理的游離氨基酸含量呈持續(xù)上升的趨勢，I-1無性系各接蟲處理的游離氨基酸含量在為害第1、2、3天時呈上升趨勢，在為害第4、5天時，接1、3頭/枝條處理的游離氨基酸含量不再上升，接5、7頭/枝條處理的游離氨基酸含量呈下降趨勢。

3 討論

3.1 牛角花齒薊馬為害脅迫下R-1、I-1無性系的抗性表現(xiàn)

在我國西北苜蓿種植區(qū)，苜蓿被薊馬為害率通常達(dá)到100%，因此以葉片受害程度級別為基礎(chǔ)的苜蓿受害程度評價更能直觀、明確地表達(dá)大田條件下苜蓿植株的真實受害狀態(tài)。不同苜蓿品種對薊馬的抗性差異較大，而且在不同抗性水平的苜蓿品種上為害的薊馬數(shù)量也不同，這與苜蓿對薊馬的抗性差異有關(guān)，還有諸多外界因素有關(guān)，但不同苜蓿品種對薊馬的抗性差異最終表現(xiàn)為受害程度不同。賀春貴等[7]以受害指數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，對引進(jìn)的40個不同品種(品系)苜蓿進(jìn)行了田間抗薊馬評價，結(jié)果表明，這些引進(jìn)的苜蓿品種(品系)在田間受薊馬為害后，受害指數(shù)分布范圍為65%～88%，抗性普遍較低。胡桂馨等[8-9]對10個不同品種苜蓿進(jìn)行苗期室內(nèi)抗性評價，結(jié)果表明，隨著牛角花齒薊馬密度的增加，不同苜蓿品種的受害指數(shù)均明顯上升。受牛角花齒薊馬為害后，R-1、I-1無性系各接蟲處理的受害指數(shù)均隨著牛角花齒薊馬蟲口密度的增加呈上升趨勢，在相同牛角花齒薊馬蟲口壓力下，I-1無性系各接蟲處理的受害指數(shù)均高于R-1無性系，這與上述研究結(jié)果一致，說明R-1無性系對牛角花齒薊馬的為害具有較強抗性，而I-1無性系的抗性明顯低于R-1無性系。

在一定條件下，昆蟲適度的取食，不僅不會危害植物的生長發(fā)育，相反還會促進(jìn)其生長和發(fā)育，即適度傷害對植物有益[22-23]。胡桂馨等[9]對苜蓿苗期受牛角花齒薊馬為害后的補償作用研究發(fā)現(xiàn)，在低蟲口密度薊馬為害后，抗蟲品種‘HA-3’苜蓿產(chǎn)量增加，表現(xiàn)為超補償生長?？芙瓭萚11]通過對R-1、I-1無性系第二茬生長期間薊馬持續(xù)為害后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，R-1、I-1無性系的單株生物量均下降，說明在薊馬的持續(xù)為害下，R-1、I-1無性系的補償生長均為不足補償。受牛角花齒薊馬為害后，R-1、I-1無性系各接蟲處理的單株生物量均下降，這與寇江濤等的研究結(jié)果一致。作物對蟲害的補償作用具有一定的普遍性，作物受害后，離產(chǎn)量形成尚有較長一段時間，在此情況下，作物的補償才是有效的[24]。從這個角度來看，受牛角花齒薊馬為害后R-1、I-1無性系各接蟲處理的產(chǎn)量下降主要是由于牛角花齒薊馬的為害時間短，苜蓿產(chǎn)生補償生長的緩沖時間不足所致。所以苜蓿在牛角花齒薊馬為害后產(chǎn)生超補償生長的最適蟲口量及時間還有待于進(jìn)一步研究。但在相同蟲口密度牛角花齒薊馬壓力下，I-1無性系各接蟲處理的產(chǎn)量損失率均高于R-1無性系，這與胡桂馨等[9]、馬琳等[10]有關(guān)抗蟲株系的產(chǎn)量損失率顯著低于感蟲株系的結(jié)果一致，說明I-1無性系受牛角花齒薊馬為害的程度大于R-1無性系，這與相同牛角花齒薊馬壓力下I-1無性系各接蟲處理的受害指數(shù)均高于R-1無性系的結(jié)果相吻合。

3.2 牛角花齒薊馬為害對紫花苜蓿氮代謝的影響

研究牛角花齒薊馬為害后苜蓿體內(nèi)NR活性及硝態(tài)氮、游離氨基酸含量的變化，可能會對緩解各種脅迫的氧化傷害及深入了解逆境脅迫下氮代謝與其他生理過程的關(guān)系提供新的思路，從而有效調(diào)節(jié)苜蓿的氮代謝，提高產(chǎn)量和品質(zhì)。NR是硝態(tài)氮同化步驟中的第一個酶，也是氮代謝中的一個重要的調(diào)節(jié)酶和限速酶，以NR為中心的調(diào)控系統(tǒng)是植物最原始、最基本的氮代謝調(diào)控系統(tǒng)，在植物氮素代謝過程中起關(guān)鍵作用，有關(guān)NR的研究一直是植物生理生化研究的重點[25-26]。NR可直接調(diào)節(jié)硝酸鹽還原，從而調(diào)節(jié)氮代謝，并進(jìn)一步影響到碳代謝[27]，因此植物體內(nèi)NR活性的高低及其硝態(tài)氮、游離氨基酸的含量三者之間緊密聯(lián)系。

受牛角花齒薊馬為害后，R-1無性系各接蟲處理的NR活性在為害初期呈上升趨勢，為害后期不再上升，且因蟲口壓力不同而有所差異，I-1無性系各接蟲處理的NR活性呈先上升后下降的趨勢，可能是由于牛角花齒薊馬為害誘導(dǎo)NR活性升高，硝態(tài)氮還原速度加快，最終產(chǎn)生了NO，而NO能夠影響植物的生長、發(fā)育、衰老和抗病等生理代謝過程，緩解各種脅迫下的活性氧傷害，還能作為第二信使激活各種抗病防衛(wèi)基因的表達(dá)[28]，所以NR活性的升高可能是紫花苜蓿對薊馬誘導(dǎo)抗性的一種表現(xiàn)。

由于R-1無性系各接蟲處理的NR活性上升后趨于穩(wěn)定，并處于較高的活性水平，對硝態(tài)氮的還原能力增強，所以R-1無性系各接蟲處理的硝態(tài)氮含量總體上呈先上升后下降的趨勢，而I-1無性系各接蟲處理的NR活性上升后隨著為害時間的延長下降，為害后期對硝態(tài)氮的還原能力降低，所以硝態(tài)氮含量呈下降后上升的趨勢，與NR活性的變化趨勢相反。

大多數(shù)氨基酸是植食害蟲生長發(fā)育的必需營養(yǎng)物質(zhì)，已有研究表明，棉葉中氮或可溶性氨基酸的含量與棉花的感蚜程度呈正相關(guān)[29]，但酪氨酸不是棉蚜生長發(fā)育的必需氨基酸，能夠縮短棉蚜的齡期，使其蟲體變小，甚至大量死亡，表現(xiàn)出抗蚜性[30]。由此可見，游離氨基酸對棉蚜具有雙重作用。受牛角花齒薊馬為害后，R-1無性系各接蟲處理的游離氨基酸含量呈持續(xù)上升的趨勢，I-1無性系各接蟲處理的游離氨基酸含量在為害初期時呈上升趨勢，為害后期因蟲口壓力不同而有所差異。一方面可能是由于可溶性蛋白的不斷水解，致使游離氨基酸含量增加，另一方面可能是由于R-1無性系在薊馬為害后可誘導(dǎo)產(chǎn)生大量的對薊馬生長發(fā)育有害的非必需氨基酸，而I-1無性系則可能不產(chǎn)生或者只產(chǎn)生少量的對薊馬生長發(fā)育有害的非必需氨基酸，所以I-1無性系在薊馬為害后期游離氨基酸含量不再上升，并且表現(xiàn)出的為害癥狀較R-1無性系嚴(yán)重。

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EffectsofOdontothripslotidamageonalfalfagrowthandnitrogenmetabolism

Kou Jiangtao1,2, Shi Shangli1,2, Hu Guixin1,2

(1.CollegeofGrasslandScience,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China; 2.KeyLaboratoryofGrasslandEcosystem,MinistryofEducation,PrataculturalEngineeringLaboratoryofGansuProvince,Sino-U.S.CenterforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China)

Damage index, individual biomass and nitrogen metabolism were investigated on alfalfa clones R-1 and I-1, resistant and susceptible toOdontothripsloti, respectively, under different pest densities to determine the effects ofO.lotidamage on alfalfa growth and nitrogen metabolism. The results indicated that: (1) all damage indices of both R-1 and I-1 increased and individual biomasses decreased as pest density increased, and at the same density level, damage index and yield loss of R-1 were lower than those of I-1; (2) after being damaged by thrips, NR (nitrate reductase) activity of all inoculated R-1 increased till stabilization, and nitrate nitrogen content firstly increased and then decreased, and free amino acids increased continuously; NR activity of all inoculated I-1 firstly increased and then decreased, while nitrate nitrogen content decreased firstly, followed by increase; free amino acid content firstly increased, then remained stable or decreased. These results indicated that the increase of NR activity was a manifestation of induced resistance of R-1 to thrips, while nitrogen disorder of I-1 is the main reason leading to their susceptibility, all of which ultimately resulted in stronger adaptability and minor damage of R-1, as well as stronger resistance and compensation growth capability than I-1.

alfalfa;Odontothripsloti; damage index; individual index; nitrogen metabolism

2013-11-03

：2014-01-06

國家現(xiàn)代牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(CARA-35)；全國種質(zhì)資源保種項目(NB2130135)；教育部高校博士學(xué)科點基金(20106202110003)；農(nóng)業(yè)部行業(yè)專項(201003023)；國家自然科學(xué)基金項目(31260579)

S 433.89

：ADOI：10.3969/j.issn.0529-1542.2014.04.003

* 通信作者 E-mail：shishl@gsau.edu.cn