產(chǎn)蠟對女貞葉片生理生化影響的初步研究

王旭軍，張玉榮，梁軍生 ，王國暉

(1.湖南省林業(yè)科學(xué)院，湖南 長沙 410004； 2.湖南省林下特色生物資源培育與利用工程研究中心，湖南長沙 410004；3.懷化市林業(yè)局，湖南 懷化 418000)

女貞LigustrumlucidumAit.為木犀科Oleaceae女貞屬Ligustrum常綠灌木或喬木，俗名大葉女貞、冬青等，廣泛分布于長江以南至華南、西南各省區(qū)，向西北則分布至陜西、甘肅等省[1]，因其四季觀葉、夏季觀花等良好的觀賞性而廣泛用作城鄉(xiāng)綠化樹種[2]，又因其較強(qiáng)的適應(yīng)性和抗逆性而作為良好的重金屬污染土壤生態(tài)修復(fù)樹種應(yīng)用[3-6]。同時(shí)，女貞的干燥成熟果實(shí)具有2000多年應(yīng)用歷史的扶正固本藥物-女貞子，在《神農(nóng)本草經(jīng)》中列為上品，具滋補(bǔ)肝腎，明目烏發(fā)的療效，用于肝腎陰虛，眩暈耳鳴，腰膝酸軟，須發(fā)早白，目暗不明，內(nèi)熱消渴，骨蒸潮熱[7-8]。此外，女貞也是比較理想的能源油料樹種，其種子含油率10%～15%，其中不飽和酸占88.2%，是一種值得開發(fā)利用且營養(yǎng)價(jià)值較高的食用植物油[9-10]。更重要的是，女貞還是我國重要的資源昆蟲白蠟蟲EriceruspelaChavannes的優(yōu)良寄主植物[11]，其二齡雄幼蟲在女貞上分泌而產(chǎn)生的一種綠色天然產(chǎn)物—蟲白蠟，是生物蠟中的佼佼者[12-13]，在藥品[14-15]、食品[16]、高級化妝品[12，17]、高級保健品[18-20]等方面得到越來越廣泛的應(yīng)用。蟲白蠟是白蠟蟲與女貞等寄主植物在長期進(jìn)化過程中相互適應(yīng)的結(jié)果。因此，本研究測定了蟲白蠟成熟時(shí)期女貞葉片的部分生理指標(biāo)，包括葉綠素、保護(hù)酶、丙二醛等，有助于認(rèn)識和理解白蠟蟲和女貞在白蠟形成過程中的互作關(guān)系，為蟲白蠟寄主植物培育提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于湖南省懷化市芷江侗族自治縣芷江鎮(zhèn)楊家村(109°41′11″E，27°30′29″N)。該地屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，氣候溫和，四季分明，雨量集中，日照充足，年均氣溫16.5 ℃，年均日照1527.7 h，年降水量1 156 mm，年均無霜期279d。試驗(yàn)地海拔336 m，土壤為板頁巖和紫色砂頁巖發(fā)育而成的山地黃紅壤，土層深厚，呈酸性至微酸性，pH為6。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

2019年5月在樹齡、樹勢等基本一致的女貞樹上，采用錦綸袋裝蟲方式掛放白蠟蟲種蟲，同時(shí)設(shè)置不放養(yǎng)白蠟蟲的女貞樹作對照。日常管理同常規(guī)管理方法。

2019年8月底在蟲白蠟成熟采摘蠟花前，選取3株產(chǎn)蠟的女貞，并用枝剪將每株樹分東、西、南、北4個(gè)方位分別剪取代表性產(chǎn)蠟枝條各一枝，混合帶回實(shí)驗(yàn)室待測。測定前，將每株樹所有枝條從頂端往下取第3～6片完整、成熟葉片混合后，再取樣測定葉片生理生化活性。試驗(yàn)設(shè)置3次重復(fù)。

2.2 測定方法

葉綠素含量測定、丙二醛含量測定參照李合生[21]的方法；分別采用由蘇州科銘生物技術(shù)有限公司提供的過氧化物酶(POD)試劑盒和超氧化物歧化酶(SOD)試劑盒進(jìn)行過氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性測定。

2.3 數(shù)據(jù)分析方法

數(shù)據(jù)處理采用WPS Office 2016和SPSS 22.0進(jìn)行。

3 結(jié)果與分析

3.1 產(chǎn)蠟對女貞葉綠素含量的影響

由表1可知，與未產(chǎn)蠟女貞樹的葉片(以下簡稱未產(chǎn)蠟葉片)比較，產(chǎn)蠟女貞樹的葉片(以下簡稱產(chǎn)蠟葉片)的葉綠素含量、葉綠素a和葉綠素b含量分別提高28.92%、24.61%和42.71%，而葉綠素a/b值減少13.50%，影響比較明顯。這說明產(chǎn)蠟女貞可能通過提高其葉片葉綠素的含量，并通過增加葉綠素b的合成幅度而降低葉綠素a/b，從而增強(qiáng)產(chǎn)蠟女貞對遠(yuǎn)紅光的吸收利用，從而合成更多的光合產(chǎn)物，以滿足白蠟蟲產(chǎn)蠟對能量和營養(yǎng)物質(zhì)的需求。

表1 產(chǎn)蠟對女貞葉綠素含量的影響表Tab.1 Effect of wax secretion on Chlorophyll content of Ligustrum lucidum Ait.處理葉綠素/(mg·g-1·FW)葉綠素a/(mg·g-1·FW)葉綠素b/(mg·g-1·FW)葉綠素a/b未產(chǎn)蠟葉片0.491 3±0.161 20.374 7±0.116 40.116 6±0.045 73.285 5±0.318 8產(chǎn)蠟葉片0.633 4±0.048 40.466 9±0.034 00.166 4±0.024 32.842 1±0.365 1顯著性0.2180.2580.1710.188

3.2 產(chǎn)蠟對女貞葉片保護(hù)酶活性的影響

超氧化物歧化酶(SOD)是清除植物體內(nèi)超氧負(fù)離子傷害的重要保護(hù)酶之一，其活性的升高可以有效降低超氧負(fù)離子對生物膜系統(tǒng)的傷害，提高植物抗逆性[22]。過氧化物酶(POD)作為活性氧防御物質(zhì)，可消除植物體內(nèi)產(chǎn)生的H2O2的毒害作用。由表2可以看到，產(chǎn)蠟葉片的SOD和POD活性比未產(chǎn)蠟葉片的活性分別提高了19.15%和0.78%。這說明產(chǎn)蠟女貞可能通過提高其葉片保護(hù)酶的活性來平衡蠟花生產(chǎn)對樹體的脅迫。

3.3 產(chǎn)蠟對女貞葉片丙二醛(MDA)含量的影響

植物器官衰老或在逆境(干旱、高溫、寒冷、鹽堿等)條件下受到傷害時(shí)植物往往會(huì)發(fā)生膜脂過氧化作用。MDA是膜脂過氧化作用的最終產(chǎn)物之一，MDA 含量是植物細(xì)胞膜脂過氧化程度的體現(xiàn)，反映了植物在逆境中受到傷害的程度，是膜損傷程度的重要指標(biāo)之一[23]。如果植株基礎(chǔ)代謝失調(diào)，組織或器官的膜脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng)生成 MDA，在體內(nèi)積累導(dǎo)致脅迫嚴(yán)重的植株葉片中，其含量比正常葉片高[24]。由表2可知，產(chǎn)蠟葉片的丙二醛含量卻低于未產(chǎn)蠟葉片9.27%，未達(dá)顯著性差異。這可能意味著目前的產(chǎn)蠟量對女貞樹葉片的脅迫還未達(dá)到對其細(xì)胞膜危害的程度。

表2 產(chǎn)蠟對女貞葉片保護(hù)酶活性和丙二醛含量的影響Tab.2 Effect of wax secretion on protective enzymes activity and MDA content of Ligustrum lucidum Ait.性狀SOD/(μmol·g-1·h-1)POD/(μmol·g-1·min-1)MDA/(μmol·g-1)未產(chǎn)蠟葉片26.06±2.501 198.33±258.171.51±0.10產(chǎn)蠟葉片31.05±1.141 207.67±481.771.37±0.03

4 結(jié)論與討論

蟲白蠟是白蠟蟲與女貞等寄主植物互動(dòng)的聯(lián)合產(chǎn)物。在白蠟蟲二齡雄幼蟲逐漸發(fā)育、蠟花分泌逐漸增多的過程中，白蠟蟲需要從女貞等寄主植物體上吸取生長發(fā)育的營養(yǎng)物質(zhì)，也不可避免的會(huì)給女貞等寄主植物施加一定的脅迫壓力。與未產(chǎn)蠟女貞比較，產(chǎn)蠟女貞葉片葉綠素含量增加，SOD和POD等保護(hù)酶活性增強(qiáng)，且丙二醛含量減少。這就進(jìn)一步證明了上述推論，因此，在蠟花生產(chǎn)過程中，我們必須加強(qiáng)女貞的營養(yǎng)水肥供應(yīng)，以增強(qiáng)其抵抗逆境脅迫的能力。但本研究僅僅局限于蠟花成熟時(shí)期個(gè)別生理生化特性的比較研究，今后應(yīng)加強(qiáng)對蠟花生產(chǎn)不同發(fā)育時(shí)期、蠟花生產(chǎn)不同強(qiáng)度等因素對女貞的影響的研究，以及從營養(yǎng)物質(zhì)、光合生理、代謝組學(xué)等多方面來闡述白蠟蟲與女貞等寄主植物的相互作用。