昆蟲取食和機械損傷對葡萄葉片代謝物的影響

高佳敏，高素紅,，高寶嘉

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，河北保定 071000；2.河北科技師范學(xué)院 生命科技學(xué)院，河北秦皇島 066000)

誘導(dǎo)抗性是系統(tǒng)獲得性抗性，是植物抵抗外來刺激的自我保護(hù)方式。這種抗性并不會一直伴隨著植物而存在，只有在受到外界損傷刺激，例如外力造成的機械損傷，昆蟲或其他動物的取食，真菌、病毒等入侵破壞時才能誘發(fā)這種反應(yīng)[1]，由于它特殊的抗性表達(dá)方式，一直是近年來研究的 熱點。

目前，人們研究較多的誘導(dǎo)因子有生物因子、化學(xué)因子和物理因子[2]。利用物理、化學(xué)或生物的方法，如昆蟲取食、紫外線照射、病菌感染等預(yù)先處理植物，使植物產(chǎn)生局部的或者整體的抗性，這就是誘導(dǎo)抗性的含義[3-4]，這些誘導(dǎo)方法已經(jīng)得到驗證，例如，王炳楠等[5]利用從大麗輪枝菌(Verticilliumdahliae)的胞外分泌物中分離得到一種蛋白做激發(fā)子，成功地誘導(dǎo)煙草植株對煙草花葉病毒(TMV)產(chǎn)生抗性，發(fā)病率大幅度降低；張曉曉等[6]利用短波紫外線照射蘋果，研究對灰霉病的抗性，結(jié)果表明，經(jīng)照射后蘋果果實中的各種防御物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯升高，并且顯著降低果實灰霉病的發(fā)生率。植物經(jīng)外界刺激或誘導(dǎo)后，會引起植物的一些應(yīng)激反應(yīng)，引起植株的生理生化物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化，使植物產(chǎn)生抗性。在植物誘導(dǎo)抗性機制的研究中，關(guān)注較多的是一些與抗病性相關(guān)的酶或其他代謝物質(zhì)，主要包括苯丙氨酸解氨酶(PAL)、過氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、幾丁質(zhì)酶、過氧化氫酶 (CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、酚類、木質(zhì)素、HRGP等[7-9]?，F(xiàn)在人們的研究更多地偏向于2種物質(zhì)的特異性結(jié)合，因為無論哪種途徑都涉及到植物與外源因子的特異性結(jié)合，因此一定存在特異性激發(fā)因子誘導(dǎo)基因表達(dá)，從而引起一系列的生理代謝活動[10]。植物可通過受體或感應(yīng)器與激發(fā)子特異性結(jié)合而識別昆蟲的活動，植物識別昆蟲激發(fā)子的分子機制尚不清楚，沒有一種激發(fā)子可以誘導(dǎo)所有植物產(chǎn)生防御反應(yīng)，這也是以后誘導(dǎo)抗性研究的重點之一[11-13]。

葡萄是釀酒的主要原材料，近年來由于綠盲蝽危害，嚴(yán)重影響葡萄酒的產(chǎn)量，許多研究者也開始尋找綠色無污染的防治方法。研究較多的是外源因子對葡萄抗性的影響，化學(xué)物質(zhì)是常見的誘導(dǎo)因素。已有研究表明，水楊酸可以誘導(dǎo)葡萄丙二醛質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，提高SOD、CAT和POD的活性，從而提高植物抗性[14]。物理因素誘導(dǎo)葡萄抗性也在近幾年有一些報道。陳貴娜[15]測定紫外誘導(dǎo)下葡萄幼苗內(nèi)白藜蘆醇(天然抗毒素)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，發(fā)現(xiàn)紫外線可以誘導(dǎo)葡萄產(chǎn)生抗性。生物因子也是誘導(dǎo)產(chǎn)生抗性的，但在葡萄上的研究相對較少。一直以來誘導(dǎo)抗性研究大多都集中在非生物因素對植物抗性的影響，對植物-昆蟲相互作用的研究較少。利用植物自身抗性抵御植食性昆蟲的取食，可以有效減少化學(xué)藥劑的使用，也符合環(huán)境友好型的要求。代謝物質(zhì)是植物抗性的重要指標(biāo)，它可以反映植株受到脅迫后保持自身系統(tǒng)穩(wěn)定的能力，也可以反映植物主動抵抗外界脅迫的能力，因此，明確代謝物質(zhì)的變化規(guī)律，是未來研究誘導(dǎo)抗性的重要依據(jù)。

本研究通過測定2種方式處理‘赤霞珠’后，葡萄葉片內(nèi)8種代謝物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的動態(tài)變化，探討誘導(dǎo)方式和誘導(dǎo)強度與誘導(dǎo)抗性的相關(guān)性，也為進(jìn)一步研究誘導(dǎo)抗性的生理生化與分子機制提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗樣地位于河北省秦皇島市昌黎縣河北科技師范學(xué)院實驗基地(東經(jīng)118.45°，北緯 39.72°)，東臨渤海，北依燕山，氣候?qū)贃|部季風(fēng)區(qū)、暖溫帶、半濕潤大陸性氣候，日光照射充足，四季特征明顯，年平均氣溫11 ℃，年平均降水量638.33 mm。試驗樣地主要土壤類型是褐土，土層深厚，輕壤質(zhì)，通氣性和透水性良好。 ‘赤霞珠’葡萄均采用硬枝扦插，插條均為前一年的沙藏越冬枝條。在清明前后種植，剪穗長度為10 cm左右，存有2 個飽滿的冬芽，扦插前期使用催根粉浸泡24 h，種植株距10 cm、行距30 cm，全年不施用任何農(nóng)藥。選擇健康無病蟲害、長勢一致、健壯的新生嫩葉作為試驗材料。

綠盲蝽飼養(yǎng)地點為河北科技師范學(xué)院昆蟲實驗室，飼養(yǎng)方法：將成蟲置于透明塑料盒中，用豆角飼養(yǎng)，用80網(wǎng)目的紗網(wǎng)封口，放置一些彎曲的紙條以提高存活率。豆角每2 d更換1次，產(chǎn)卵后的豆角重新晾干用于繁殖。放在智能光照培養(yǎng)箱中(溫度為25～27 ℃；相對濕度為50%～70%；光周期為16L∶8D)飼養(yǎng)。

1.2 材料的處理與取樣

試驗在5-7月進(jìn)行，選擇長勢均勻、無病蟲害的植株作為試驗材料，選擇2～3 齡健康的綠盲蝽若蟲(不分雌雄)供試驗選用。共設(shè)置3 個處理，對照、機械損傷處理(用1 號昆蟲針模擬機械損傷，每片針葉刺50 下)和昆蟲取食處理(5頭綠盲蝽取食)，在處理期間均用80 網(wǎng)目的紗網(wǎng)套籠，防止其他昆蟲取食，分別在1 d、3 d、5 d和7 d后取樣，取枝條頂端綠盲蝽取食過的3～4 片嫩葉，樣本迅速放入液氮中，帶回實驗室，-80 ℃保存，備用。

1.3 測定方法

黃酮測定采用乙醇浸提法，縮合單寧測定采用香草醛法，酚類物質(zhì)的測定采用Folin-酚法，蛋白質(zhì)的測定采用考馬斯亮藍(lán)法，糖類的測定采用蒽酮比色法，游離氨基酸的測定采用茚三酮顯色法，蛋白酶抑制劑類物質(zhì)的測定采用分光光度計法[16-17]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，用SPSS 17.0進(jìn)行單因素方差分析；以LSD和Duncan氏多重比較分析各處理及不同程度取食方式誘導(dǎo)下與對照的差異顯著性。數(shù)據(jù)表示形式是“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤”。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對葡萄次生代謝物質(zhì)的影響

2.1.1 黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化 由表 1 可以看出，在處理1 d后，2 種處理的黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)都極顯著高于對照(P<0.01)。在處理3 d后，各處理仍高于對照，僅取食處理的黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異顯著(P<0.05)。處理5 d的效果與3 d 相似，取食處理對黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的影響更明顯。在處理7 d后，機械損傷處理的黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于對照，而取食處理的黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍顯著高于對照(P<0.05)。綜上所述：機械損傷在第1 天誘導(dǎo)效果最明顯(與對照相比增加29.2%)，此后效果開始減弱，在處理7 d后低于對照，但是差異不顯著；取食處理的效果隨著取食時間的增加呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，在第7 天達(dá)到最大值(與對照相比較增加36.3%)。結(jié)果表明，機械損傷和昆蟲取食都能誘導(dǎo)黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化，昆蟲取食效果更顯著，機械處理在時效上更及時；從時間上相比，取食處理對黃酮的誘導(dǎo)持續(xù)時間更持久。

表1 不同處理下黃酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 1 Flavonoid mass fraction under different treatments mg/g

注：同列小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)，同列大寫字母不同表示差異極顯著(P<0.01)，下同。

Note: Lowercase letters in the same columns indicate significant differences (P<0.05);uppercase letters in the same columns indicate significant differences (P<0.01).The same below.

2.1.2 縮合單寧質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化 如表2所示，取食處理在第1 天和第3 天誘導(dǎo)的單寧質(zhì)量分?jǐn)?shù)均極顯著高于對照(P<0.01)；在處理第5天后，取食處理的結(jié)果高于對照，低于機械損傷；在處理第7天后，取食處理與對照相比能夠極顯著提高單寧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，總體呈現(xiàn)升高、降低再升高的趨勢。與對照相比，機械損傷處理的單寧質(zhì)量分?jǐn)?shù)在第5 天差異顯著(P<0.05)，在第7 天的效果最顯著。2 種處理對縮合單寧的誘導(dǎo)效果相似，單寧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均在第7 天達(dá)到最大值(與對照相比較機械損傷增加74.3%；取食處理增加 63.7%)。從第1 天的結(jié)果可以看出， 2 種處理相比較，昆蟲取食對葡萄縮合單寧的誘導(dǎo)更為迅速；機械損傷對縮合單寧的誘導(dǎo)效果更為穩(wěn)定，在處理的時間段均高于對照，并在第7 d達(dá)到最 大值。

表2 不同處理下縮合單寧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 2 Condensed tannin mass fraction under different treatments mg/g

2.1.3 總酚類質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化 酚類質(zhì)量分?jǐn)?shù)的動態(tài)變化如表3所示。機械損傷處理1 d后，未起到明顯的誘導(dǎo)效果，酚類質(zhì)量分?jǐn)?shù)極顯著低于對照(P<0.01)。在處理第3天后，與對照相比，機械損傷處理效果差異性顯著(P<0.05)。在處理第5 天和第7 天，處理效果開始減弱，均未達(dá)到顯著效果。取食處理對酚類質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響，在每個時間段都高于對照，除第1 天外，都達(dá)到顯著差異，酚類的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。機械損傷處理的總酚類物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)先降低再升高，取食處理結(jié)果則處于持續(xù)升高趨勢。結(jié)果表明，昆蟲取食對酚類的誘導(dǎo)更加快速、穩(wěn)定，機械損傷對酚類的誘導(dǎo)存在滯后性。與昆蟲取食相比，機械損傷的誘導(dǎo)效果相對較差。表明不同處理方式對葡萄葉片酚類物質(zhì)的誘導(dǎo)效果 不同。

表3 不同處理下酚類物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 3 Mass fraction of phenolic substances under different treatments mg/g

2.2 不同處理對葡萄葉片營養(yǎng)物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

2.2.1 氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化 從表 4 可以看出，機械損傷和取食處理的效果相似。 2 種處理均在第1 天 時對氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響最明顯，機械損傷處理的氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化相比對照增加75.75%，取食處理增加82.58%，均達(dá)到顯著性差異。在其他3個時間段， 2 種處理的效果均開始下降，但都高于對照。與對照相比，機械損傷在第5天差異顯著(P<0.05)；取食處理也在第5天達(dá)到顯著差異，在第7 天也達(dá)到顯著差異，并與對照相比增加28.90%。結(jié)果表明，機械損傷和昆蟲取食對葡萄葉片氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的處理效果相似，對外界刺激均表現(xiàn)出及時的應(yīng)答反應(yīng)。氨基酸是蛋白質(zhì)的重要組成部分，植物受到外界刺激后會產(chǎn)生一系列防御措施，產(chǎn)生的各種物質(zhì)大多與蛋白質(zhì)有密切關(guān)系。所以氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化與植物的防御反應(yīng)有關(guān)。

表4 不同處理下氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 4 Amino acid mass fraction under different treatments mg/g

2.2.2 糖類質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化 從表 5 可以看出，機械損傷對糖類物質(zhì)的影響沒有明顯的規(guī)律性，處于波動狀態(tài)，與對照相比，在 4 個時間段，均沒有達(dá)到顯著性差異。取食處理在第1 天高于對照，其他時間段均低于對照。 2 種處理的結(jié)果在 4 個時間段與對照相比有一定差異，但均沒達(dá)到顯著性差異。結(jié)果表明，2 種處理對糖類物質(zhì)的誘導(dǎo)沒有明顯的規(guī)律性。糖類物質(zhì)是植物代謝活動能量的來源，植物受到外界刺激后，會破壞糖類的合成途徑，造成糖類物質(zhì)不能持續(xù)穩(wěn)定地合成。

表5 不同處理下糖類物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 5 Sugar mass fraction under different treatments mg/g

2.2.3 蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化 從表 6 可以看出，2 種處理對蛋白質(zhì)的誘導(dǎo)效果都呈現(xiàn)先降低再升高的趨勢，機械損傷處理的結(jié)果在第1 天和第3 天低于對照，在第5天和第7天高于對照，分別增加9.1%、31.14%，在第7 天達(dá)到極顯著差異(P<0.01)。機械損傷處理對蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響在3 d以后開始恢復(fù)正常水平。取食處理的效果表現(xiàn)比較及時，在處理1 d后，蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯增加，并且差異性顯著。除第3 天以外，其他3個時間段都顯著提高葡萄葉片內(nèi)蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。蛋白質(zhì)是生命活動的承擔(dān)著，是產(chǎn)生各種防御物質(zhì)的基礎(chǔ)物質(zhì)，植物受到損傷后，自身會產(chǎn)生補償反應(yīng)，減少自身的傷害，這可能是蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加的原因。

表6 不同處理下蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 6 Protein mass fraction under different treatments mg/g

2.3 不同處理對葡萄葉片相關(guān)酶抑制劑活性的影響

植物體內(nèi)通常含有多種蛋白酶抑制劑，它能調(diào)節(jié)植食性昆蟲消化道內(nèi)的蛋白酶活性，降低昆蟲的消化功能，從而起到拒食或避食的效果，但通常是微量的，只能對個別昆蟲種群有影響，還不能起到控制整個害蟲種群增長的作用。當(dāng)植物被植食性昆蟲取食損傷后，其防御系統(tǒng)后接收到信號，其損傷部位的植物組織立刻誘導(dǎo)產(chǎn)生蛋白酶抑制劑誘導(dǎo)因子的損傷激素，但有時這種反應(yīng)是滯后的，并在很短時間內(nèi)達(dá)到最大值，輸向整個植株，達(dá)到整株抗性。同時，這種損傷激素會啟動植物葉片中蛋白酶抑制劑合成途徑，導(dǎo)致蛋白酶抑制劑在體內(nèi)大量積累，并對取食的昆蟲發(fā)揮作用。

2.3.1 胰蛋白酶抑制劑活性的變化 如表7所示，與對照相比，2 種處理在第1天和第3天的胰蛋的酶抑制劑活性差異均不顯著，在處理第5天，機械損傷處理的胰蛋白酶抑制劑活性極顯著低于對照(P<0.01)。綠盲蝽取食處理誘導(dǎo)的胰蛋白酶抑制劑活性在處理的4個時間段中呈上升趨勢，在第5 天極顯著高于對照(P<0.01)。在處理第7天，機械損傷處理仍然低于對照，而取食處理顯著高于對照(P<0.05)。機械損傷處理的效果呈現(xiàn)升高再降低的趨勢，取食處理效果處于一直升高的趨勢。結(jié)果表明：取食處理能夠更顯著、更持久地誘導(dǎo)胰蛋白酶抑制劑的活性；機械損 傷處理在4 個時間段均沒有起到很好的誘導(dǎo) 效果。

表7 不同處理下胰蛋白酶抑制劑的活性Table 7 Activity of trypsin inhibitors under different treatments

2.3.2 胰凝乳蛋白酶抑制劑活性的變化 如表8所示，與對照相比，機械損傷處理的胰凝乳蛋白酶抑制劑活性，在第5 天達(dá)到極顯著差異(P< 0.01)，在第7 天達(dá)到顯著差異(P<0.05)，在其他時間段，機械損傷處理與對照相比均未達(dá)到顯著性差異；取食處理同樣在第5 天和第7 天差異顯著(P<0.01)，其他時間段均未達(dá)到很好的誘導(dǎo)效果。在4個時間段，取食危害處理的結(jié)果均高于機械損傷。2種處理下胰凝乳蛋白酶抑制劑活性都呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，隨著處理時間和處理程度的增加，植物防御系統(tǒng)受損嚴(yán)重，導(dǎo)致胰凝乳蛋白酶抑制劑的合成和分泌受阻，是其質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低的原因。說明2 種處理方法對胰凝乳蛋白酶抑制劑的誘導(dǎo)效果均在第5 天達(dá)到顯著性差異，存在一定的滯后性，表明危害初期對葡萄葉片內(nèi)胰凝乳蛋白酶抑制劑的影響不明顯。

表8 不同處理下胰凝乳蛋白酶抑制劑活性 Table 8 Chymotrypsin inhibitor activity under different treatment

3 討 論

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同處理對葡萄的誘導(dǎo)效應(yīng)不同；部分次生代謝物質(zhì)、營養(yǎng)物質(zhì)和酶抑制劑類的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著取食和機械損傷時間的變化而變化；取食和機械損傷處理都能誘導(dǎo)葡萄葉片抗蟲效果產(chǎn)生，有些反應(yīng)不是及時性的，存在一定的滯后效應(yīng)；取食處理的效果較機械損傷更顯著。

3.1 不同處理方法對葡萄誘導(dǎo)抗性的影響

已有試驗表明植物在受到為害后產(chǎn)生一系列的防御反應(yīng)，誘導(dǎo)因素不同，產(chǎn)生的效應(yīng)不同[18]。研究表明，機械損傷所帶來的只是單純物理刺激，沒有其他因素的影響，而昆蟲的取食刺激則是比較復(fù)雜的過程，不只是單純的昆蟲取食所帶來的機械損傷，還有昆蟲口腔分泌物引發(fā)的化學(xué)刺激[19]。所以，昆蟲誘導(dǎo)產(chǎn)生抗性的過程更加復(fù)雜，這可能是植物防御反應(yīng)不規(guī)律的原因之一，也就導(dǎo)致不同處理方法所產(chǎn)生效果不同[20-21]。

次生代謝物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化是反應(yīng)植物抗性的重要指標(biāo)。當(dāng)受到昆蟲取食誘導(dǎo)后，這些次生代謝物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)迅速提高，從而對昆蟲的生長發(fā)育、存活及繁殖等產(chǎn)生不利影響，單寧與蛋白質(zhì)在酶的作用下形成不易消化的復(fù)合物，影響昆蟲的消化率及攝食量[22]。次生代謝物質(zhì)還會吸引傳粉昆蟲，或引誘取食昆蟲的天敵，從而使植物體獲益。因此，植物次生代謝物質(zhì)具有重要的生態(tài)學(xué)意義[23]。本研究結(jié)果也表明，無論是機械損傷還是昆蟲取食，葡萄葉片內(nèi)黃酮、單寧、酚類物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均有不同程度的增加，表明植物在積極對外界刺激進(jìn)行防御，昆蟲取食的誘導(dǎo)效果更加明顯，說明2 種方法誘導(dǎo)的途徑不同，所產(chǎn)生的效果也不同。殷海娣等[24]和嚴(yán)盈等[25]研究證明昆蟲唾液中存在誘發(fā)因子，能夠誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗性，這是與機械損傷的不同之處。因此，昆蟲誘導(dǎo)植物抗蟲、抗病性機理的研究越來越受到學(xué)者的關(guān)注。

營養(yǎng)物質(zhì)是植物和昆蟲生長發(fā)育所必需的原材料。昆蟲通過取食從植物中獲取營養(yǎng)，滿足自身生長，植物受到損傷后通過改變自身營養(yǎng)物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)來調(diào)整自身的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，以達(dá)到最適的生存狀態(tài)。本研究中葡萄葉片受到綠盲蝽取食后各種營養(yǎng)物質(zhì)的變化規(guī)律不同。氨基酸和蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，可能是植物體的一種應(yīng)激反應(yīng)，這種現(xiàn)象會在短時間內(nèi)發(fā)生，但并不會長時間的增加。植物在大量產(chǎn)生一種物質(zhì)的同時會消耗體內(nèi)大量的能量，而能量不會供大于求地持續(xù)輸出；植物體受到損傷，營養(yǎng)物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)短暫的升高，是植物減少傷害的一種防御表現(xiàn)。在本研究的測定的時間段內(nèi)，糖類物質(zhì)沒有明顯的變化規(guī)律，可能不同植物的效果不同，或者是試驗條件的限制性導(dǎo)致這種現(xiàn)象的發(fā)生。

2 種處理方式對酶抑制劑的誘導(dǎo)很顯著，總體呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢。植物蛋白酶抑制劑對昆蟲的生長、發(fā)育、取食有重要的影響，昆蟲取食蛋白酶抑制劑后會與腸道內(nèi)的蛋白水解酶特異性結(jié)合，降低消化酶類物質(zhì)的活性，阻斷或削弱蛋白酶對腸道內(nèi)食物中蛋白的水解，進(jìn)而刺激植物過量合成和分泌消化酶，引起某些蛋白的缺乏，使昆蟲的正常代謝紊亂，導(dǎo)致昆蟲發(fā)育不正常，最終死亡[26]。從試驗結(jié)果中可以看出，通過適當(dāng)?shù)臋C械損傷處理可以取得與昆蟲取食相似的效果，這為林木病蟲防治提供了新的思路，而找到合適的損傷程度，以達(dá)到最大的誘導(dǎo)效果，需要更多的時間去研究和發(fā)現(xiàn)。

3.2 不同處理程度對葡萄葉片誘導(dǎo)抗性的影響

本研究結(jié)果表明誘導(dǎo)強度與誘導(dǎo)效果存在一定的相關(guān)性，但并不是嚴(yán)格的線性關(guān)系。植物產(chǎn)生的抗性具有相對性，在適宜的誘導(dǎo)條件下植物會產(chǎn)生誘導(dǎo)抗性，一旦超過某一個閾值，植物抗性就會隨著處理強度的增加而降低[26-27]。植物的次生代謝物是體內(nèi)消耗自身營養(yǎng)物質(zhì)，并通過一系列的轉(zhuǎn)化所產(chǎn)生。為維持植物體基本生理功能的正常運轉(zhuǎn)、保證植株生長發(fā)育的正常進(jìn)行和防御系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定，誘導(dǎo)后次生代謝物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在短時間增加后，會逐漸下降到正常水平，也可能會出現(xiàn)低于正常水平的情況。所以植物體并不是持續(xù)地大量地表達(dá)防御物質(zhì)，而是隨著外界刺激強度的改變有選擇地、間斷性地、高效地表達(dá)以適應(yīng)外界脅迫[28]。雖然 2 種處理下誘導(dǎo)產(chǎn)生的防御酶種類相似，但在表達(dá)量和表達(dá)時間上存在一些差異。取食和單純的機械損傷誘導(dǎo)植物產(chǎn)生的防御機制不同，這是導(dǎo)致兩者在物質(zhì)表達(dá)上存在差異的原因。

3.3 環(huán)境條件對植物誘導(dǎo)抗性的影響

在不同的環(huán)境條件下，植物體受到外界刺激因子的影響，都會引起植物的免疫性應(yīng)答，引起植物代謝物質(zhì)量分?jǐn)?shù)適應(yīng)性的變化。已有研究表明化學(xué)因素(如外源激素)、生物因素(如昆蟲取食)、物理因素(射線或者物理的機械處理)引起的誘導(dǎo)抗性，都表現(xiàn)出不同的差異性[29-31]。但目前仍有很多關(guān)鍵問題需要解決：自然界中哪些可以作為誘導(dǎo)抗性的誘導(dǎo)因子；植物能夠接受的最合理的誘導(dǎo)強度；誘導(dǎo)抗性導(dǎo)致的一些有害物質(zhì)的積累，對植物是否存在毒害性；誘導(dǎo)產(chǎn)生抗性的揮發(fā)物質(zhì)對其他植物的影響，這些都是在未來研究中需要解決的。研究者不僅要研究人為處理后各物質(zhì)的動態(tài)變化，更要注重自然環(huán)境狀態(tài)下植物誘導(dǎo)抗性產(chǎn)生的機理，外界刺激對植物的作用原理，植物從局部抗性到系統(tǒng)抗性調(diào)節(jié)的信號分子。隨著基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)的發(fā)展，越來越多的技術(shù)和工具運用于誘導(dǎo)抗性的研究，更有助于防御性代謝產(chǎn)物合成機制的研究，加快解決上面的問題，促進(jìn)目標(biāo)代謝物質(zhì)的生產(chǎn)和利用。

綜上所述，不同的處理方法、處理時間、環(huán)境條件等都可能誘導(dǎo)植物的抗性；短期的昆蟲取食和機械損傷可以誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗蟲性，昆蟲取食比機械損傷誘導(dǎo)效果更明顯。在害蟲危害初期，或經(jīng)歷機械損傷后，一味的使用化學(xué)藥劑并不能達(dá)到很好的預(yù)期效果，而且可能殺害傳粉昆蟲，造成落花落果，在本試驗測定的時間段，胰凝乳蛋白酶抑制劑、胰蛋白酶抑制劑、單寧、酚類物質(zhì)都是呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢，這也為充分發(fā)揮植物自身抗性，為植物誘導(dǎo)抗性研究提供理論基礎(chǔ)，為未來農(nóng)作物病蟲害的綜合治理提供依據(jù)。