外源茉莉酸甲酯對辣椒煙粉虱的影響

衡 森，邵久之，鄔亞紅，韓杜斌，陳向榮，吳曉霞，周福才*

(1.揚州大學園藝與植物保護學院，江蘇揚州 225009；2. 揚州市生態(tài)科技新城泰安鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，江蘇揚州 225113；3.揚州市邗江區(qū)槐泗鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，江蘇揚州 225116；4. 揚州大學生物科學與技術(shù)學院，江蘇揚州 225009)

茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate, MeJA)是存在于高等植物體內(nèi)的內(nèi)源生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，在調(diào)控植物生長發(fā)育中具有重要作用。茉莉酸甲酯還能啟動植物抗病蟲相關(guān)基因的表達，提高植物誘導抗性水平，從而有效抵抗病蟲害侵害。外源茉莉酸甲酯處理能延長害蟲的發(fā)育歷期、提高害蟲的死亡率、降低害蟲的繁殖率。無論是天然還是外源茉莉酸甲酯，都具有抑制植物生長、誘導抗逆、促進衰老等許多生理功能(Sembdneretal., 1993; Creelman & Mullet John, 1995; Creelman & Mullet John, 1997; 王妮妍等, 2002)。自從Farmer & Ryan(1990; 1992)報道外源茉莉酸甲酯能夠誘導植物的抗蟲性后，茉莉酸甲酯對植物抗蟲性的誘導受到越來越多的關(guān)注(Thaler, 1999)。

煙粉虱Bemisiatabaci是蔬菜上的重要害蟲，目前生產(chǎn)上對煙粉虱的防治主要還是依賴化學農(nóng)藥。大量使用化學農(nóng)藥，不僅增加了煙粉虱的抗藥性，加重了環(huán)境污染，而且大量殺傷天敵，削弱了對煙粉虱的自然控制作用。研究證實，外源茉莉酸甲酯能誘導蔬菜對煙粉虱的抗性，從而降低煙粉虱對蔬菜的為害(楊愛民等, 2016; 吳曉霞等, 2019)，但外源茉莉酸甲酯對煙粉虱有沒有直接的作用還鮮見報道。本文以蘇椒15號(感性品種)和新蘇椒五號(抗性品種)辣椒為對象，通過在辣椒上噴施茉莉酸甲酯，研究外源茉莉酸甲酯對煙粉虱發(fā)育歷期、存活率、消化酶活性和田間煙粉虱種群動態(tài)的影響，以期為利用外源茉莉酸甲酯誘導辣椒抗蟲性，實現(xiàn)對蔬菜煙粉虱的綠色防控提供理論依據(jù)和應(yīng)用技術(shù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試蟲源：Q型煙粉虱，蟲源來自揚州大學園藝與植物保護學院試驗田，在養(yǎng)蟲室內(nèi)用番茄Lycopersiconesculentum繁殖3代以上供試。試驗前饑餓2 h。

供試辣椒：蘇椒15號(感煙粉虱品種)，新蘇椒五號(抗煙粉虱品種)(何菁, 2016)，江蘇省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所提供。辣椒催芽后播于穴盤內(nèi)，待辣椒長至3～4片真葉時，選長勢相近、健壯的辣椒苗移栽到直徑15 cm的花盆內(nèi)，每盆1株，用45目防蟲網(wǎng)罩住，防止煙粉虱及其他害蟲侵入。統(tǒng)一肥水管理，待辣椒長至8片真葉時供試。

茉莉酸甲酯：SIGMA-ALDRICH公司生產(chǎn)，純度95%。

胰蛋白酶檢測試劑盒，由蘇州科銘生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)。

糜蛋白酶檢測試劑盒，由蘇州科銘生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗方法

1.2.1外源茉莉酸甲酯對辣椒煙粉虱發(fā)育歷期及存活率的影響試驗

試驗在20℃±1℃的室內(nèi)進行。選擇大小和長勢基本一致的兩個品種辣椒各50盆，每株均勻噴施10-5mol/L茉莉酸甲酯溶液20 mL，以噴施清水作對照。待藥液干后在辣椒上選上、中、下部各葉片各1張，用吸蟲管吸取煙粉虱成蟲，接到葉片背面，每張葉片接成蟲30頭，用40目網(wǎng)的葉片養(yǎng)蟲籠罩住，處理后放入具60目防蟲網(wǎng)罩的養(yǎng)蟲籠內(nèi)，12 h后移去成蟲，每張葉片保留煙粉虱卵30粒，用記號筆標記，除去多余的卵。每24 h檢查1次卵和若蟲的發(fā)育進度，至成蟲羽化。計算不同辣椒品種上煙粉虱的發(fā)育歷期及存活率。試驗重復(fù)3次。

1.2.2外源茉莉酸甲酯對辣椒煙粉虱消化酶的影響試驗

接蟲處理同1.2.1。分別于接蟲后24 h、48 h收集葉片上的煙粉虱成蟲，迅速投入液氮中，轉(zhuǎn)至-80℃冰箱保存?zhèn)溆?。參照胡其?2014)方法用相應(yīng)的檢測試劑盒測定胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性。處理重復(fù)5次。

1.2.3外源茉莉酸甲酯處理對大田辣椒煙粉虱種群的影響

試驗7月10日在田間煙粉虱發(fā)生量較大的田塊上進行。試驗田分成2 m×5 m小區(qū)若干，每個處理4個小區(qū)，感蟲和抗蟲品種各2個小區(qū)。辣椒穴盤育苗，6葉期時定植，株距40 cm，行距60 cm，每個小區(qū)種植48株辣椒。小區(qū)之間設(shè)置50 cm寬的隔離帶，確?；ゲ桓蓴_。辣椒初花期時用10-5mol/L的茉莉酸甲酯噴霧處理感性和抗性辣椒各1個小區(qū)，每株均勻噴施20 mL，另外兩個小區(qū)噴清水作對照。小區(qū)內(nèi)5點取樣，每點取辣椒4株，每株選上、中、下部葉片各1張，輕輕翻轉(zhuǎn)葉片，調(diào)查葉片背面煙粉虱成蟲的數(shù)量。蟲量調(diào)查每天15 ∶00進行。茉莉酸甲酯處理前調(diào)查蟲口基數(shù)，處理后每天調(diào)查一次蟲量，調(diào)查持續(xù) 7 d。試驗重復(fù)3次。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用DPS軟件處理，應(yīng)用Duncan新復(fù)極差法進行多重比較。

蟲口減退率(%)=(處理前蟲口數(shù)-處理后蟲口數(shù))/處理前蟲口數(shù)×100；校正蟲口減退率(%)=(處理區(qū)蟲口減退率-對照區(qū)蟲口減退率)/(1-對照區(qū)蟲口減退率)×100

2 結(jié)果與分析

2.1 外源茉莉酸甲酯對辣椒煙粉虱生長發(fā)育和存活率的影響

外源茉莉酸甲酯處理對辣椒煙粉虱的生長發(fā)育歷期有明顯的影響(表1)。煙粉虱取食感蟲和抗蟲品種辣椒后發(fā)育歷期分別延長7.66 d和9.66 d，抗蟲品種的發(fā)育歷期較感蟲品種延長了2.0 d。感蟲品種上煙粉虱主要是卵及4齡若蟲和偽蛹的發(fā)育歷期延長，而抗蟲品種上所有蟲態(tài)和蟲齡均延長。

表1 不同品種辣椒上煙粉虱的發(fā)育歷期Table 1 Developmental duration of Bemisia tabaci on different pepper varieties

外源茉莉酸甲酯對辣椒煙粉虱的存活率也有明顯的影響(表2)。取食茉莉酸甲酯處理的辣椒后煙粉虱的存活率明顯下降，其中感性品種和抗性品種分別下降10.5%和9.89%。進一步分析發(fā)現(xiàn)，茉莉酸甲酯處理主要是降低卵和4齡若蟲及偽蛹的存活率。

表2 不同品種辣椒上煙粉虱的存活率Table 2 Survival rate of Bemisia tabaci on different pepper varieties

結(jié)果表明，茉莉酸甲酯處理辣椒對煙粉虱的發(fā)育歷期和存活率有顯著的影響，這種影響作用在抗蟲品種和感蟲品種的辣椒中對煙粉虱的作用程度相似；茉莉酸甲酯處理辣椒對煙粉虱的發(fā)育歷期和存活率的影響主要作用在卵、4齡若蟲和偽蛹。

2.2 外源茉莉酸甲酯對辣椒煙粉虱消化酶的影響

茉莉酸甲酯處理對辣椒煙粉虱消化酶活性有顯著的影響(表3)。茉莉酸甲酯處理后煙粉虱胰蛋白酶活性顯著下降，處理24 h和 48 h后，感性品種和抗性品種的胰蛋白酶活力分別較對照下降了63.64%、39.60%和64.52%、37.36%。進一步分析發(fā)現(xiàn)，感性品種和抗性品種處理24 h、48 h之間沒有明顯的差異。

茉莉酸甲酯處理后煙粉虱糜蛋白酶活性顯著下降(表3)，處理24 h和48 h后，感性品種和抗性品種的胰蛋白酶活力分別較對照下降了47.29%、40.11%和29.64%、44.56%。進一步分析發(fā)現(xiàn)，取食茉莉酸甲酯處理的辣椒后，煙粉虱體內(nèi)的糜蛋白酶活性顯著下降，其中前期(24 h)感性品種(47.29%)的下降幅度大于抗性品種(40.11%)，后期(48 h)感性品種(29.64%)的下降幅度小于抗性品種(44.56%)。

表3 茉莉酸甲酯處理對辣椒煙粉虱消化酶活力的影響Table 3 Effects of methyl jasmonate treatment on digestive enzyme activities of Bemisia tabaci

2.3 外源茉莉酸甲酯對大田辣椒煙粉虱種群的影響

對大田辣椒噴施茉莉酸甲酯，觀察田間煙粉虱的種群動態(tài)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，噴施茉莉酸甲酯后，大田辣椒上煙粉虱的種群數(shù)量迅速下降，隨著處理時間的延長，煙粉虱的種群數(shù)量持續(xù)下降，但處理3～4 d后煙粉虱的種群數(shù)量穩(wěn)定在一個相對較低的水平上(表4)，如噴施茉莉酸甲酯1 d、3 d、5 d后感性品種和抗性品種上煙粉虱的蟲量分別為37.67±0.88頭/3葉、16.33±1.86頭/3葉、11.67±1.76頭/3葉和24.67±1.86頭/3葉、13.00±0.58頭/3葉、9.00±0.58頭/3葉。處理4 d后，蘇椒15號和新蘇椒五號上煙粉虱的蟲量維持在12頭/3葉和9.00頭/3葉左右。

表4 不同處理辣椒上煙粉虱的蟲口密度Table 4 Population density of Bemisia tabaci on pepper under different treatments

利用校正蟲口減退率進一步分析大田辣椒噴施茉莉酸甲酯后辣椒上煙粉虱的種群動態(tài)發(fā)現(xiàn)，隨著處理時間的延長，煙粉虱的校正蟲口減退率總體呈上升趨勢(表5)，如處理1 d、3 d、5 d后感性品種和抗性品種上煙粉虱的校正蟲口減退率分別為14.94%±0.51%、68%±0.81%、80.42%±0.65%和24.37%±1.41%、64.89%±0.72%、79.17%±0.69%，在抗性品種和感性品種上煙粉虱的校正蟲口減退率之間沒有明顯的差異。

表5 MeJA處理辣椒上煙粉虱的校正蟲口減退率Table 5 Corrected population decline rate of Bemisia tabaci on pepper treated with MeJA

3 結(jié)論與討論

外源茉莉酸甲酯可以誘導植物產(chǎn)生一系列的生理生化反應(yīng)，對害蟲產(chǎn)生一定的不利作用，從而達到控制害蟲的目的。茉莉酸甲酯誘導植物后，往往會降低害蟲對其選擇性。褐軟蚧Coccushesperidum初孵幼蟲更傾向于選擇在未經(jīng)茉莉酸甲酯處理的金橘Fortunellamargarita葉片上取食(68.3%)，在外源茉莉酸甲酯處理的植株葉片上

選擇率僅為22.6%(王旭, 2010)，說明外源茉莉酸甲酯處理的金橘葉片對該蟲產(chǎn)生了明顯的驅(qū)避作用；在對草履蚧Drosichacorpulenta1齡和2齡若蟲的趨性試驗也發(fā)現(xiàn)，茉莉酸甲酯處理也能提高金橘對草履蚧的驅(qū)避作用。辣椒品種抗選擇性的提高可能主要通過誘導辣椒揮發(fā)物的改變來實現(xiàn)的，顏色在增強辣椒對煙粉虱的選擇性中的作用較小(鄔亞紅, 2020)。

茉莉酸甲酯誘導對昆蟲的生長發(fā)育有明顯影響。甜菜夜蛾Spodopteraexigua取食經(jīng)外源MeJA處理的番茄幼苗后，生長速率減慢(Thaler, 1999)；麥長管蚜Sitobionavenae和粘蟲Mythimnaseparata取食經(jīng)茉莉酸處理的麥苗后生長發(fā)育受阻、體重下降、繁殖力下降(尹姣等, 2005)。適宜濃度的茉莉酸甲酯處理棉花Gossypiumspp.幼苗6 d后，棉鈴蟲Helicoverpaarmigera的相對生長率和體重也會顯著降低，相對生長抑制率高達70.4%(楊世勇等, 2013)。相比對照，MeJA處理能夠有效誘導黃瓜CucumissativusL.產(chǎn)生抗蟲性，顯著性延長西花薊馬Frankliniellaoccidentalis發(fā)育時間，抑制蛹期體重，降低西花薊馬的生存適合度(楊帆, 2009)。本研究也發(fā)現(xiàn)，茉莉酸甲酯誘導后顯著延長了煙粉虱的發(fā)育歷期，降低其成活率,茉莉酸甲酯對煙粉虱的影響主要在卵與若蟲和偽蛹期。

外源茉莉酸甲酯對煙粉虱的種群數(shù)量有明顯的控制作用。茉莉酸甲酯處理番茄后，煙粉虱的田間種群數(shù)量顯著下降，茉莉酸甲酯濃度越高，煙粉虱蟲量越低(楊愛民, 2014)。煙粉虱的蟲量還與茉莉酸甲酯噴施次數(shù)有關(guān)，在番茄上茉莉酸甲酯噴施的次數(shù)增加，對煙粉虱的控制效果有一定程度的上升。本研究發(fā)現(xiàn)，兩個品種辣椒在茉莉酸甲酯處理后，煙粉虱成蟲蟲口密度顯著下降，且在抗性品種上的持續(xù)效果達一周以上。目前普遍認為，茉莉酸甲酯對害蟲抗性誘導具有重要作用，但是能否運用于生產(chǎn)，以及在生產(chǎn)上的使用技術(shù)還有待進一步研究。