白蠟蟲對小葉女貞的生理影響
——基于咸陽師范學(xué)院校園白蠟蟲危害的分析

竇玲玲，席倩倩，李懷珠，惠瑞敏，趙 琴，王 平，王文博

(咸陽師范學(xué)院 化學(xué)與化工學(xué)院，陜西 咸陽 712000 )

白蠟蟲(EriceruspelaChavannes)，又稱為蠟蟲，它是昆蟲綱,同翅目,蠟蚧科,白蠟蚧屬的一種資源昆蟲[1]，具有刺吸式口器，其生活和覓食主要靠寄主植物，寄主植物多為木犀科植物，如女貞、白蠟樹等。作為資源性昆蟲，白蠟蟲具有較高的營養(yǎng)價值，其本身富含蛋白質(zhì)、礦質(zhì)元素、維生素等，保健價值較高[2]。研究還發(fā)現(xiàn)，白蠟蟲在抗疲勞、免疫調(diào)節(jié)等方面也具有一定的作用。另外，雄性白蠟蟲幼蟲會分泌出一種具有特殊性質(zhì)的動物蠟，叫做白蠟[2]。白蠟普遍應(yīng)用在多個行業(yè)：比如在機(jī)械制造行業(yè)中，白蠟是金屬用來防潮、防腐的良好材料，除此而外，白蠟也是良好的絕緣體和潤滑劑；白蠟還能應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)，具有止血、止痛、生肌、補(bǔ)虛、促進(jìn)肌肉生長等功能[3]。

作為資源性昆蟲，白蠟蟲具有很高的經(jīng)濟(jì)價值和營養(yǎng)價值，但對于道旁綠化樹小葉女貞等木犀植物而言，白蠟蟲是一種害蟲[4]。研究表明，白蠟蟲的寄生輕者影響了綠化植物的美觀性，重者甚至導(dǎo)致有些植物死亡，并造成了經(jīng)濟(jì)損失以及資源的極大浪費[5]；且白蠟蟲的傳播速度非常迅速，分布范圍比較廣，所以在治理方面有一定的難度[6]。

從2017年至2019年，咸陽師范學(xué)院校園綠化樹——小葉女貞不同程度地感染了白蠟蟲。由于白蠟蟲的危害，導(dǎo)致部分我校校園部分小葉女貞生長緩慢，甚至死亡。

現(xiàn)已有一定數(shù)量對植物非生物逆境脅迫的研究，單對植物生物逆境脅迫的研究仍比較少。鑒于此，筆者通過研究咸陽師范學(xué)院白蠟蟲脅迫后小葉女貞的幾種生理指標(biāo)(葉片大小、葉綠素含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量)的變化，反映出生物脅迫對于植物生理生化方面的影響，以此對植物生物脅迫的研究提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗所選用的樣品是咸陽師范學(xué)院不同地點被白蠟蟲所感染的小葉女貞，取與樣品植株生長狀況一致的未感染植株作為對照，每次測量三個重復(fù)。隨機(jī)選取取樣地點及取樣植株。

1.2 指標(biāo)測量

利用游標(biāo)卡尺測定感染白蠟蟲和未感染白蠟蟲植株葉片的長和寬，80%丙酮浸提法測定葉綠素含量[7～8]，考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測定可溶性蛋白[9]，酸性茚酸酮法測定脯氨酸含量[10]，通過生理指標(biāo)的測定以此判斷植株的生長狀況及對白蠟蟲脅迫的響應(yīng)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Excel的單因素方差分析法分析感染白蠟蟲和未感染白蠟蟲植株生理指標(biāo)的差異顯著情況。

2 結(jié)果分析

通過近兩年的觀察，我們發(fā)現(xiàn)咸陽師范學(xué)院的校園內(nèi)道旁綠化樹小葉女貞(LigustrumquihouiCarr.)和紫葉小檗(Berberisthunbergiivar.atropurpureaChenault)不同程度的感染了白蠟蟲(EriceruspelaChavannes)。經(jīng)過走訪觀察發(fā)現(xiàn)，校園內(nèi)的白蠟蟲寄主植物主要是小葉女貞(LigustrumquihouiCarr.)感染程度接近30%，而紫葉小檗只有個別植株感染白蠟蟲且發(fā)病程度較輕。受到白蠟蟲感染的植株枝干環(huán)繞附著白色蠟質(zhì)分泌物，經(jīng)測定蠟層厚度為2.56±0.87 mm。

校園內(nèi)白蠟蟲每年發(fā)生一代，其中雄蟲為完全變態(tài)發(fā)育，雌蟲為不完全變態(tài)發(fā)育。在3、4月份產(chǎn)卵，4、5月份孵化為幼蟲，大約20 d過后長成2齡幼蟲，此時的雄性幼蟲即可分泌蟲蠟，繼續(xù)發(fā)育到大約8月份化蛹，9月份羽化為雄成蟲并在交配后不久即死亡；而2齡雌性幼蟲將直接變?yōu)槌上x，交配后直到翌年3-4月份產(chǎn)卵之后不久死亡[11]，此規(guī)律與文獻(xiàn)中漢中各地的白蠟蟲生長規(guī)律的描述相符。

2.1 葉片長和寬

由于校園內(nèi)小葉女貞感染白蠟蟲的程度較深，因此我們對感染白蠟蟲的小葉女貞進(jìn)行了研究。受到白蠟蟲感染的小葉女貞，葉片顏色較淺，葉片較小，因此我們測定了我校校園1號教學(xué)樓、2號教學(xué)樓和秦池旁邊感染白蠟蟲和未感染白蠟蟲的小葉女貞葉片的長和寬。測定結(jié)果如圖1所示，被白蠟蟲寄生的植物葉片在相同生長期內(nèi)比未被寄生的植株葉片長度較小，寬度較窄，其P值均小于0.01，差異極顯著。

圖1 葉片的長和寬

注：*表示P<0.05，差異顯著；**表示P<0.01，差異極其顯著。

2.2 葉綠素

圖2 葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量比較

注：*表示P<0.05，差異顯著；**表示P<0.01，差異極其顯著。

分別對被白蠟蟲感染的和未被白蠟蟲感染的小葉女貞的葉綠素a含量、葉綠素b含量、總?cè)~綠素含量進(jìn)行單因素方差分析，總體結(jié)果如圖2所示：感染的植株葉綠素a含量小于未感染植株，P<0.05，差異顯著；感染植株的葉片葉綠素b的含量較未感染植株的含量小，而差異不顯著；總?cè)~綠素的含量與被感染植株相比，P<0.05，差異顯著。受到白蠟蟲感染的小葉女貞其葉綠素a含量平均值為0.426 mg·g-1，葉綠素b含量平均值為0.109 mg·g-1，總?cè)~綠素含量平均值為0.536 mg·g-1，分別比同時期未感染白蠟蟲的植株減少了20.5%，33.9%，23.5%。由此可見，感染白蠟蟲的植物葉綠素含量總體顯著減少[12]，其中，葉綠素a下降差異顯著，而葉綠素b下降的差異不顯著，總?cè)~綠素含量下降差異顯著。

2.3 可溶性蛋白

圖3 可溶性蛋白含量分析

注：**表示差異極其顯著，*表示差異顯著。

可溶性蛋白是植物重要的營養(yǎng)物質(zhì)，對于提高細(xì)胞生命活力和保護(hù)細(xì)胞膜具有重要作用[13]。通過測定可溶性蛋白(圖3)可以看出，感染白蠟蟲的小葉女貞的可溶性蛋白含量低于未感染植株，其P值小于0.01，差異極顯著。

2.4 脯氨酸

圖4 脯氨酸含量分析

注：**表示差異極其顯著，*表示差異顯著。

脯氨酸是植物蛋白質(zhì)的組分之一，植物在受到逆境脅迫時脯氨酸含量會顯著升高[14]。通過測定感染和未感染白蠟蟲的植株的脯氨酸含量可以看出(圖4)，感染白蠟蟲的植株脯氨酸含量較高，較未感染植株有顯著升高。且P值小于0.01由此可以推斷，小葉女貞受到白蠟蟲這種生物的脅迫后，也可以導(dǎo)致脯氨酸含量的升高。

3 結(jié)論與討論

3.1 咸陽師范學(xué)院校園白蠟蟲泌蠟量分析

白蠟蟲作為資源型昆蟲，主要產(chǎn)于我國的云南、貴州、四川和湖南省，陜西也有白蠟蟲的養(yǎng)殖，但主要是在陜西漢中的寧強(qiáng)縣、鎮(zhèn)巴縣、西鄉(xiāng)縣和南鄭區(qū)等地，關(guān)中地區(qū)未見養(yǎng)殖報道[15,16]。云貴地區(qū)白蠟蟲的寄主植物主要是女貞，而我校校園的白蠟蟲寄主植物以小葉女貞為主，紫葉小檗有個別植株感染。我校受白蠟蟲感染的小葉女貞的蠟層厚度為2.56±0.87 mm，較云南和貴州的白蠟蟲的蠟層厚度4.8～6.0 mm薄[17,18]，因此，該白蠟蟲蠟的商業(yè)價值不高，這可能和白蠟蟲的種類、寄主植物種類，以及當(dāng)?shù)貧夂驐l件有關(guān)。

3.2 白蠟蟲對校園小葉女貞的脅迫作用

白蠟蟲對植物的脅迫作用主要表現(xiàn)為若蟲刺吸式口器吸取植株的汁液，使得植株生長減弱；白蠟蟲在吸取汁液時會釋放分解酶等物質(zhì)妨礙植株生長；雄蟲分泌的蠟花、雄蛹、蚧殼在枝條上的大量附著會堵塞樹干皮孔，阻礙皮孔氣體交換，影響植株正常的呼吸作用，從而造成植株新陳代謝受阻，營養(yǎng)失衡，從而造成植株生長不良，嚴(yán)重者枯死[1]。本文通過測定感染白蠟蟲和未感染白蠟蟲的小葉女貞的葉片長度、寬度、可溶性蛋白、葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量判斷植株的生長情況；另外，脯氨酸和可溶性蛋白含量體現(xiàn)了本研究中白蠟蟲脅迫下的小葉女貞的生理生化指標(biāo)的變化情況：

受到白蠟蟲感染的小葉女貞其葉片較小，且葉色發(fā)黃。葉綠素是植物光合作用中重要的色素分子，在光能吸收和轉(zhuǎn)化中其重要作用，其含量直接影響光合速率和光合產(chǎn)物的形成，葉綠素a主要將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，而葉綠素b主要作用是吸收和傳遞光能[19]，而受到白蠟蟲感染的植株葉綠素a下降顯著，葉綠素b含量也下降，總?cè)~綠素下降顯著。由此推斷，受到白蠟蟲的生物脅迫，小葉女貞葉片生長緩慢，光合作用的能力下降。

植物體內(nèi)的可溶性蛋白質(zhì)不僅能調(diào)節(jié)植物細(xì)胞的滲透勢，多數(shù)還是參與植物生理生化反應(yīng)的酶，其含量的多少能間接反映植物代謝速率[20]。實驗結(jié)果表明，感染白蠟蟲的小葉女貞的可溶性蛋白的含量顯著降低，未感染白蠟蟲的植株葉片可溶性蛋白平均含量15.43 mg·g-1，而感染白蠟蟲的植株可溶性蛋白含量下降為12.37 mg·g-1，由此推斷，白蠟蟲的寄生感染對小葉女貞的生化反應(yīng)速率有一定的抑制作用[20]。

脯氨酸能進(jìn)行植物的滲透調(diào)節(jié)，還能穩(wěn)定其大分子結(jié)構(gòu)、防止水分流失導(dǎo)致的細(xì)胞脫水[20]。在正常狀況下，小葉女貞所含的脯氨酸極少，當(dāng)受到白蠟蟲的脅迫后其脯氨酸含量由平均0.163 mg·g-1上升為感染后的16.556 mg·g-1，增長了100倍左右。受到白蠟蟲危害的植株，雄蟲分泌大量的蠟層、雌蟲產(chǎn)的卵附著于枝干，造成樹枝枝干的皮孔堵塞，妨礙植株的正常呼吸，擾亂植物的正常生理活動[20]。脯氨酸含量增加可能與是植物遭受逆境脅迫之后對生理代謝紊亂植物的一種自我保護(hù)機(jī)制。

3.3 校園白蠟蟲防治建議

白蠟蟲的危害對象主要是木犀科植物，在咸陽師范學(xué)院發(fā)生危害的植物以小葉女貞為主，由于白蠟蟲的危害導(dǎo)致小葉女貞葉片枯黃，甚至死亡，而枝條覆蓋白色蠟層也影響美觀。因此，做好白蠟蟲防治具有重要意義。而校園作為人流密集區(qū)域，建議從以下幾點做好防治措施：

(1)栽培措施

由于白蠟蟲通常在枝條上固定生活，且可隨著苗木傳播，因此在引進(jìn)綠化植物時應(yīng)注意檢查，確保引進(jìn)的植物不攜帶白蠟蟲及其蟲卵[21]。在設(shè)計綠化帶時，可增加植物的品種，避免單一物種大面積種植，以此可增強(qiáng)綠化植物的抗感染能力，提高其穩(wěn)定性[22]。

(2)防治方法

物理防治：當(dāng)校園內(nèi)發(fā)現(xiàn)有白蠟蟲危害時及時采取措施，對于輕度感染的枝條，可以通過修剪綠化植物時徹底把蟲枝剪掉，然后再集中燒毀以防蟲害進(jìn)一步蔓延；對于嚴(yán)重感染白蠟蟲但又沒有枯死的植物，可以采用平茬覆土的方法，這樣可以改變白蠟蟲的棲息條件從而達(dá)到有效消滅蟲害的目的[23]。

化學(xué)防治：雌成蟲在越冬的膨大時期容易識別且位置固定，較容易消除，可在未形成蠟質(zhì)時定時噴灑化學(xué)藥劑進(jìn)行消除：用40%速撲殺乳油1 000倍液，噴灑越冬雌成蟲和初孵若蟲，5%吡蟲啉乳油噴霧雌成蟲[17]。

生物防治：引進(jìn)白蠟蟲的天敵，如卵期天敵中華花翅跳小蜂、速生白蠟蟲長角蠟蚜象；雄幼蟲期天敵白蠟蟲花翅跳小蜂；雌蟲寄生性主要天敵有白蠟蟲花翅跳小蜂、白蠟蟲闊柄跳小蜂等[23]。

校園白蠟蟲的防治應(yīng)以預(yù)防為主，當(dāng)發(fā)生病蟲害時，校園作為人流量密集的公共場所，建議主要以生物防治方法和物理防治方法為主，也可在假期人流量較少的時候噴灑化學(xué)藥劑進(jìn)行消滅。