枸杞木虱寄主選擇性與寄主物理性狀及次生物質(zhì)的關(guān)系

劉曉麗， 李　鋒， 李曉龍， 馬建國

(1.寧夏農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所，寧夏銀川 750002； 2.寧夏農(nóng)林科學(xué)院種質(zhì)資源研究所，寧夏銀川 750002；3.銀川市銀西生態(tài)防護(hù)林管理處，寧夏銀川 750021)

寧夏枸杞(LyciumbarbarumL.)營養(yǎng)生長與生殖生長同時進(jìn)行，花果同期，是害蟲多發(fā)的藥用植物，其干燥成熟的果實(shí)為藥食兼用中藥材。據(jù)調(diào)查有60多種害蟲危害，成災(zāi)害蟲有10多種[1]。枸杞木虱(ParatriozasinicaYang & Li)是嚴(yán)重危害枸杞的四大害蟲之一[2]，它主要以成蟲、若蟲刺吸的方式危害葉、花蕾、幼果等。成蟲較活躍，被觸動后迅速跳起展翅飛翔。成蟲主要在白天取食，取食時將口器插入葉、花蕾或枝條組織內(nèi)，全身左右擺動吮吸汁液[3]。目前對枸杞害蟲的防治依然以化學(xué)防治為主[4-6]，化學(xué)防治措施是導(dǎo)致枸杞子農(nóng)藥殘留超標(biāo)嚴(yán)重以及出口退貨頻繁發(fā)生的主要原因，嚴(yán)重威脅枸杞產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。因此，開展以選用抗蟲品種為主，協(xié)調(diào)配合其他生態(tài)控制手段的綜合治理策略，是持續(xù)控制枸杞木虱危害的安全有效途徑。

有關(guān)從寧夏枸杞葉片的物理性狀、次生物質(zhì)等方面討論枸杞木虱產(chǎn)卵寄主的選擇性研究尚處于空白。對其他昆蟲的研究表明，寄主葉片的葉毛數(shù)、大小、顏色等與昆蟲的寄主選擇性存在不同程度的相關(guān)性[7-10]，次生物質(zhì)對昆蟲的寄主選擇性也有影響[7]。研究表明，次生物質(zhì)在昆蟲與植物關(guān)系中有許多方面的影響，這些影響均與昆蟲寄主選擇性有一定的關(guān)聯(lián)[11]，因此有必要進(jìn)一步探討次生物質(zhì)與昆蟲寄主選擇性的關(guān)系。

本研究選取12個寧夏枸杞品種(系)研究枸杞木虱產(chǎn)卵寄主選擇性與寄主次生物質(zhì)的關(guān)系，以探討次生物質(zhì)在枸杞木虱產(chǎn)卵寄主選擇中的作用，同時研究其與寄主物理性狀的關(guān)系，以期從理化角度了解枸杞木虱對寄主的選擇機(jī)制，并為研究寄主對枸杞木虱的抗性機(jī)制以及利用抗蟲品種控制枸杞木虱的危害提供必要的基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1　枸杞木虱寄主選擇性研究

1.1.1供試蟲源枸杞木虱成蟲采自寧夏農(nóng)林科學(xué)院枸杞研究所枸杞園。

1.1.2供試枸杞品種(系)選擇由寧夏農(nóng)林科學(xué)院枸杞研究所枸杞品種資源圃培育的枸杞品種(系)寧杞1～7號、0901、06-16、0701、黑果及黃果作為供試寄主植物。

1.1.3供試枸杞盆栽苗2014年4月初，將資源圃培育的12份枸杞苗進(jìn)行移栽，為保證成活率，移栽時盡量將原有的基質(zhì)土一并帶入，每份枸杞苗分別移栽至6個相同大小的花盆內(nèi)，每個花盆為1個重復(fù)。每個花盆移栽3～5株枸杞苗，共計(jì)72個花盆。將移栽好的枸杞苗放入溫室內(nèi)種植，待枸杞苗發(fā)芽后，定期噴施營養(yǎng)液或藥劑來防治枸杞蚜蟲、紅蜘蛛的危害，保證種植出健康且成活率高的枸杞苗。取試驗(yàn)材料時，采摘植物相同部位的葉片，選擇靠近頂梢、成熟的無病蟲害的健康葉片。

1.1.4枸杞木虱自由選擇性試驗(yàn)搭建防蟲網(wǎng)室，防蟲網(wǎng)室用白色尼龍防蟲網(wǎng)圍住，防止蟲體外逃，外面用黑色遮陽網(wǎng)罩住，避免網(wǎng)室內(nèi)溫度過高而影響枸杞苗的成活。分別選擇3盆長勢一致、均留有3株苗的枸杞各品種(系)移入網(wǎng)室內(nèi)(移入前先剔除枸杞苗上的昆蟲、卵)，隨機(jī)排列。接入足夠量的枸杞木虱雌成蟲，任其產(chǎn)卵72 h，觀察每個品種(系)各5張葉片上的產(chǎn)卵量，并測定每張葉片的葉面積，計(jì)算單位葉面積產(chǎn)卵量。試驗(yàn)共設(shè)3個重復(fù)。

1.2　寄主物理性狀測試

1.2.1枸杞葉片氣孔密度的顯微觀測采用印跡制片法[12]對枸杞葉片氣孔進(jìn)行計(jì)數(shù)。將撕下的膜在顯微鏡下分成10個觀測點(diǎn)，進(jìn)行100倍顯微觀測，統(tǒng)計(jì)網(wǎng)格尺內(nèi)的氣孔數(shù)，將平均值換算成單位面積的氣孔數(shù)，即氣孔密度。

1.2.2枸杞葉片內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)特征的超顯微觀測在室內(nèi)將不同枸杞品種(系)的葉片經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)固定液[5 mL福爾馬林(38%甲醛)：5 mL冰醋酸：90 mL 70%乙醇的混合液，formaldehyde acetate acid gracial alcohol，簡稱FAA]固定→脫水→透明→浸蠟→包埋→切片→粘片→染色制作成石蠟切片，采用Olympus顯微鏡進(jìn)行觀察、照相，并用Motic Images Plus 2.0軟件對柵欄組織、海綿組織厚度進(jìn)行測量，每張葉片觀測5個視野，重復(fù)5次。

1.3　寄主次生物質(zhì)含量測定

1.3.1總黃酮含量測定取適量枸杞葉片，在60 ℃條件下烘干24 h至恒質(zhì)量，粉碎至60目，精確稱取1 g葉片，置于250 mL平底燒瓶內(nèi)，按固液比1 g ∶50 mL，加入50 mL的無水甲醇，用索氏提取法在70 ℃水浴鍋中提取2次，每次2 h，每次提取后進(jìn)行抽濾，對2次抽濾的溶液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至5 mL左右，然后移至10 mL容量瓶中，用無水甲醇定容，備用。取3 mL提取液在波長500 nm處測吸光度，用蘆丁繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3.2甜菜堿含量測定取適量枸杞葉片，在60 ℃條件下烘干24 h至恒質(zhì)量，粉碎過60目篩，精確稱取2 g葉片，用蒸餾水溶解，抽濾，定容至100 mL，取3 mL樣品溶液，在冰箱中存放 15 min，加5 mL雷氏鹽溶液，在冰箱放置1 h；取出后在 10 000 r/min 條件下離心，棄去上清液后加入5 mL 99%乙醚溶液，10 000 r/min離心，揮發(fā)至干；加入5 mL 70%丙酮，在波長525 nm處測吸光度，用甜菜堿標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4　數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用DPS 2000軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，探討枸杞木虱選擇性與寄主物理性狀、次生物質(zhì)之間的相關(guān)關(guān)系，采用Duncan’s新復(fù)極差檢測法比較不同品種(系)上枸杞木虱產(chǎn)卵量、物理性狀及次生物質(zhì)含量等的差異顯著性。

2　結(jié)果與分析

2.1　枸杞木虱在室內(nèi)不同品種(系)枸杞上的產(chǎn)卵選擇性

由表1可以看出，枸杞木虱在寧杞2號上的產(chǎn)卵量與寧杞1號、寧杞5號及寧杞7號間差異不顯著，但分別與寧杞4號、07-1、黃果等8個枸杞品種(系)存在顯著差異。室內(nèi)產(chǎn)卵量由高到低依次為寧杞2號>寧杞1號>寧杞5號>寧杞7號>寧杞4號>07-1>黃果>06-16>寧杞3號>寧杞6號>0901>黑果。枸杞木虱成蟲產(chǎn)卵選擇性最強(qiáng)的枸杞品種(系)是寧杞2號，其次是寧杞1號、寧杞5號和寧杞7號。

2.2　枸杞木虱寄主選擇性與枸杞葉片物理性狀

表1　枸杞木虱在室內(nèi)不同品種(系)枸杞上的產(chǎn)卵量

注：同列不同大寫、小寫字母分別表示在0.01、0.05水平上差異顯著。下表同。

2.2.1不同品種(系)枸杞葉片氣孔密度的測定不同品種(系)枸杞葉片氣孔密度有較大差異。由表2可知，寧杞2號、寧杞1號、寧杞5號氣孔密度較大，分別為23.205 4、13.455 8、12.977 6個/mm2；而黑果、0901、寧杞6號氣孔密度較小，分別為6.015 2、8.585 6、6.706 8個/mm2。

通過相關(guān)性分析表明，枸杞木虱的寄主選擇性與葉片氣孔密度之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.928 4，F(xiàn)=62.376 2，P<0.01)，即枸杞品種(系)葉片氣孔密度越大，枸杞木虱在該品種上的產(chǎn)卵量可能就越多，枸杞的受害程度越嚴(yán)重，枸杞木虱對該品種的選擇性就越強(qiáng)，反之，選擇性就越弱。

2.2.2不同品種枸杞葉片柵欄組織厚度與海綿組織厚度的測定不同品種(系)枸杞葉片柵欄組織厚度有較大差異。由表2可知，供試的12個枸杞品種(系)中，黑果、黃果、0901、寧杞3號、寧杞7號及寧杞2號間葉片柵欄組織厚度差異顯著。其中，黑果、黃果、0901品種(系)葉片柵欄組織厚度較大，分別為5.233 3、2.833 3、2.466 7 μm；寧杞1號、2號和寧杞5號品種(系)葉片柵欄組織厚度較小，分別為1.533 3、1.633 3、1.700 0 μm；其他品種(系)葉片柵欄組織厚度則介于1.700 0～2.466 7 μm之間。不同品種(系)枸杞葉片海綿組織厚度也存在較大差異。其中，黑果、黃果和0901品種葉片海綿組織厚度較大，分別為6.533 3、3.100 0、3.000 0 μm；寧杞1號、2號和7號品種葉片海綿組織厚度較小，分別為1.733 3、1.933 3、2.000 0 μm；其他品種(系)葉片海綿組織厚度則介于2.066 7～3.000 0 μm之間。

無論是柵欄組織厚度還是海綿組織厚度，枸杞木虱在不同品種(系)上的產(chǎn)卵量并不隨它們的變化而呈現(xiàn)出相應(yīng)變化。通過相關(guān)性分析結(jié)果表明，枸杞木虱的寄主選擇性與枸杞葉片柵欄組織厚度和海綿組織厚度無顯著相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)分別為-0.428 7(F=2.252 2，P>0.05)和-0.362 2(F=1.51，P>0.05)，說明枸杞葉片柵欄組織厚度和海綿組織厚度不是影響枸杞木虱選擇性的主要因素。

2.3　枸杞木虱寄主選擇性與枸杞葉片次生物質(zhì)的關(guān)系

由表3可知，12個品種(系)枸杞葉片總黃酮的含量達(dá)到顯著差異。黑果葉片總黃酮含量最高，為 2.189 9 mg/g；其次是0901；寧杞2號中的總黃酮含量最低，為 0.344 9 mg/g。甜菜堿含量在不同品種(系)之間的顯著性程度與前者差異較大，寧杞2號枸杞葉片中的甜菜堿含量最高，為 5.966 4 mg/g，而黑果枸杞葉片中的甜菜堿含量最低，僅為1.905 4 mg/g。

表2　不同枸杞品種(系)葉片氣孔密度、柵欄組織厚度與海綿組織厚度

表3　不同品種(系)枸杞葉次生物質(zhì)的含量

相關(guān)性分析結(jié)果表明，枸杞木虱選擇性與黃酮含量存在顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.592 9，F(xiàn)=5.42，P<0.05)關(guān)系，與甜菜堿含量存在極顯著正相關(guān)(r=0.785 5，F(xiàn)=16.11，P<0.01)關(guān)系。說明枸杞木虱的寄主選擇性受黃酮和甜菜堿含量的影響，但兩者影響結(jié)果相反。

3　討論

本研究利用枸杞木虱產(chǎn)卵量作為其對不同寄主的選擇性指標(biāo)，結(jié)果表明，枸杞木虱選擇性由高到低依次為寧杞2號>寧杞1號>寧杞5號>寧杞7號>寧杞4號>07-1>黃果>06-16>寧杞3號>寧杞6號>0901>黑果。枸杞木虱成蟲初步定位選擇與其產(chǎn)卵選擇是否一致，枸杞木虱的寄主選擇性究竟還取決于哪些方面，這些問題均有待進(jìn)一步深入研究。

結(jié)果表明，不同品種(系)枸杞葉片氣孔密度與枸杞木虱寄主選擇性有極顯著正相關(guān)性，但葉片柵欄組織厚度、海綿組織厚度等均不影響枸杞木虱的寄主選擇。一般認(rèn)為，葉片氣孔密度大，其周圍的角質(zhì)化程度低，有利于枸杞木虱口針的刺吸和取食，有利于枸杞木虱的生長發(fā)育和存活；相反，葉片氣孔密度小，不利于枸杞木虱的刺吸和取食，從而使該品種表現(xiàn)出不選擇性。

對次生物質(zhì)的研究結(jié)果表明，枸杞木虱的寄主選擇性與不同品種(系)枸杞的黃酮含量存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明黃酮含量越高越不利于枸杞木虱的選擇。這與其他學(xué)者對次生物質(zhì)對南美斑潛蠅寄主選擇性影響的研究結(jié)論[6]一致，但目前并不清楚研究中黃酮含量是抑制了枸杞木虱的取食行為還是產(chǎn)卵行為，所以黃酮含量對枸杞木虱寄主選擇性的影響機(jī)制有待進(jìn)一步研究。本研究中不同品種(系)葉片甜菜堿含量與枸杞木虱的選擇性存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，說明甜菜堿含量越高越有利于枸杞木虱的選擇。這與Schoonhoven等的研究結(jié)果[13]吻合，表明生物堿會影響昆蟲的寄主選擇性。單寧酸含量與西花薊馬的寄主選擇性呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[14]，說明還有其他更多的次生物質(zhì)可能影響昆蟲的選擇性，如昆蟲的取食、生長發(fā)育、寄主定位等[15-17]，這些次生物質(zhì)對昆蟲的寄主選擇性又有何影響以及作用機(jī)制有何不同都值得深入研究。另外，植物產(chǎn)生的某些次生物質(zhì)是為適應(yīng)環(huán)境變化而暫時性、偶然性合成的，所以某些次生物質(zhì)對昆蟲的寄主選擇性影響可能是暫時的、偶然的，此時昆蟲的寄主選擇性可能更多地取決于寄主的其他因素。

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