鈣離子和茉莉酸灌根對(duì)菜豆葉片防御酶活性和西花薊馬取食偏好性的影響

邱馨月 郅軍銳 張濤 曾廣

摘要 為探明外源物質(zhì)對(duì)菜豆植株防御酶活性和西花薊馬取食偏好性的影響。本試驗(yàn)分別采用CaCl2和茉莉酸（JA）進(jìn)行灌根，研究了西花薊馬取食前后菜豆葉片脂氧合酶（LOX）、丙二烯氧化物合酶（AOS）、超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）、過(guò)氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）活性的變化，并研究了西花薊馬對(duì)JA和CaCl2處理后的菜豆植株的取食偏好性。結(jié)果表明：不論CaCl2還是JA灌根均可誘導(dǎo)菜豆防御酶AOS、LOX、CAT和SOD活性的上升，其中對(duì)CAT活性影響最大，其活性分別上升至對(duì)照的2.83倍和3.57倍，但對(duì)POD和PPO活性沒(méi)有影響。西花薊馬取食CaCl2處理的菜豆植株，能誘導(dǎo)LOX、POD和PPO活性分別上升1.40、2.03倍和2.26倍，而SOD活性則被顯著抑制。西花薊馬取食JA灌根的菜豆植株能明顯誘導(dǎo)POD和PPO活性的升高，二者活性分別是未取食植株的1.67倍和1.45倍，但AOS、LOX、CAT和SOD活性被抑制。西花薊馬2齡若蟲取食CaCl2和JA處理的菜豆植株，造成的損傷面積只有對(duì)照的53%和28%，取食選擇率分別降低71%和66%。上述結(jié)果表明，CaCl2和JA灌根能誘導(dǎo)菜豆植株的防御反應(yīng)，減少薊馬的為害;西花薊馬取食能影響JA和CaCl2灌根的菜豆植株防御酶活性的變化。

關(guān)鍵詞 西花薊馬;?菜豆;?茉莉酸;?氯化鈣;?灌根誘導(dǎo);?防御酶;?取食偏好

中圖分類號(hào)： S 436.412.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：?A

DOI：?10.16688/j.zwbh.2022034

Abstract This study aimed to investigate the effects of exogenous calcium and jasmonic acid （JA） on activities of defense enzyme in kidney bean plant and feeding preference of Frankliniella occidentalis. The kidney bean plants were separately treated with CaCl2 or JA by root irrigation. The changes of the activities of lipoxygenase （LOX）， allene oxide synthase （AOS）， superoxide dismutase （SOD）， catalase （CAT）， peroxidase （POD） and polyphenol oxidase （PPO） in the leaves of kidney bean before and after F.occidentalis feeding were assessed. At the same time， the feeding preference of F.occidentalis to kidney bean plant induced by CaCl2 and JA was revealed. The results showed that both CaCl2 and JA could increase the activities of AOS， LOX， CAT and SOD of kidney bean leaf. Among them， CAT was most activated， its activity increased 2.83 and 3.57 times of that of the control， respectively， while the activities of POD and PPO didnt significantly change. When F.occidentalis fed kidney bean leaf induced by CaCl2， the activities of LOX， POD and PPO increased by 1.40， 2.03 and 2.26 times， respectively， but SOD activity was significantly inhibited. When F.occidentalis fed leaf of kidney bean plant irrigated with JA， the activities of POD and PPO increased significantly to 1.67 and 1.45 times of that of healthy plant， while the activities of AOS， LOX， CAT and SOD were inhibited. When the 2nd instar larvae of F.occidentalis fed on leaves treated with CaCl2 and JA， the feeding areas were only 53% and 28% of that of the control， and the percentage of selectivity decreased 71% and 66%， respectively. The above results indicate that CaCl2 and JA irrigation can induce the defense of kidney bean plant and reduce the damage of F.occidentalis， and F.occidentalis feeding can cause the changes of defense enzyme activities of kidney bean plant irrigated with JA and CaCl2.

Key words Frankliniella occidentalis;?kidney bean plant;?jasmonic acid;?calcium;?irrigation root induction;defense enzyme;?feeding preference

西花薊馬Frankliniella occidentalis是世界范圍內(nèi)重要的經(jīng)濟(jì)作物害蟲［1］。作為典型的銼吸式口器昆蟲，除了對(duì)寄主植物取食和產(chǎn)卵造成直接為害外，還能傳播多種病毒形成間接為害［2］。目前對(duì)西花薊馬主要采用化學(xué)防治，但隨著化學(xué)藥劑的大量施用，環(huán)境污染以及西花薊馬的抗藥性問(wèn)題也隨之產(chǎn)生［3］。而利用植物自身的誘導(dǎo)防御是減少化學(xué)藥劑施用的理想選擇，這種方法不僅有利于篩選抗性品種，也能緩解化學(xué)藥劑帶來(lái)的各類問(wèn)題［4］。

茉莉酸（jasmonic acid，JA）及其衍生物是誘導(dǎo)植物防御反應(yīng)的重要信號(hào)分子［5］，在植物響應(yīng)生物與非生物脅迫反應(yīng)中起到舉足輕重的作用［6］。目前關(guān)于外源JA類化合物誘導(dǎo)寄主植物防御西花薊馬的研究已有許多報(bào)道，但其處理方法多采用葉面噴施。例如JA噴施菜豆植株會(huì)對(duì)取食的西花薊馬造成不利影響，導(dǎo)致其提前轉(zhuǎn)移到土壤中化蛹［7］。對(duì)菊花葉片局部噴施JA能降低西花薊馬的取食損害［8］。鈣離子（Ca2+）不僅能促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育，而且在植物信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中作為第二信使參與調(diào)控細(xì)胞生理代謝［9-10］，其中就包括了對(duì)JA途徑的調(diào)控。León等［11］的研究表明，在擬南芥中JA介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑受到鈣調(diào)素的調(diào)節(jié)。Liu等［12］發(fā)現(xiàn)Ca2+參與了JA誘導(dǎo)番茄植株對(duì)煙粉虱Bemisia tabaci直接和間接的防御反應(yīng)。除此之外，外施JA類化合物以及鈣素還能誘導(dǎo)植物相關(guān)防御酶活性的變化。外源JA［13］、 CaCl2［14］處理菜豆植株均能誘導(dǎo)植株體內(nèi)苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonialyase，PAL）和脂氧合酶（lipoxidase，LOX）升高。同時(shí)，CaCl2處理的菜豆植株被西花薊馬取食后其體內(nèi)LOX、PAL以及β-1，3-葡聚糖酶的活性升高［14-15］。這種外源物對(duì)植株的誘導(dǎo)作用能增強(qiáng)植株對(duì)西花薊馬的防御反應(yīng)，這種增強(qiáng)效應(yīng)被定義為防御啟動(dòng)［16］。

植物作為一個(gè)有機(jī)整體，地上與地下部分關(guān)系十分緊密。目前，外源JA類化合物及鈣離子通過(guò)處理根系對(duì)地上部抗蟲性的誘導(dǎo)機(jī)制報(bào)道較少。Hamm等［17］發(fā)現(xiàn)JA處理水稻根系后植株上稻水象Lissorhoptrus oryzophilus的產(chǎn)卵量降低。Pierre等［18］發(fā)現(xiàn)JA處理西蘭花根部能降低甘藍(lán)地種蠅Delia radicum幼蟲的化蛹率。Keeping等［19］發(fā)現(xiàn)用CaSiO3處理甘蔗根系周圍土壤，能減少甘蔗非洲莖螟Eldana saccharina的數(shù)量及對(duì)莖稈的損害。

為進(jìn)一步證明外源信號(hào)物質(zhì)灌根對(duì)菜豆防御反應(yīng)的誘導(dǎo)作用，本試驗(yàn)測(cè)定了外源JA和CaCl2灌根對(duì)菜豆葉片中6個(gè)防御酶活性的誘導(dǎo)作用，同時(shí)分析了西花薊馬取食對(duì)JA和CaCl2灌根誘導(dǎo)后的菜豆葉片防御酶活性的影響，并研究了JA和CaCl2灌根處理菜豆對(duì)西花薊馬取食偏好性的影響。研究結(jié)果為深入利用外源JA和鈣離子增強(qiáng)植株抗蟲性提供理論依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?供試植物

菜豆Phaseolus vulgaris品種為‘金束鹿泰國(guó)地豆王（河北省辛集市盛農(nóng)種子公司）。選取飽滿的菜豆種子用滅菌營(yíng)養(yǎng)土單株播種于營(yíng)養(yǎng)缽內(nèi)，于人工氣候室內(nèi)，在溫度（25±1）℃，相對(duì)濕度（70±5）%，光周期L∥D=14 h∥10 h條件下培育，并保持無(wú)病蟲為害，萌芽后11 d，待長(zhǎng)出第一個(gè)三出復(fù)葉時(shí)，選取長(zhǎng)勢(shì)一致的植株供試。

1.2?供試?yán)ハx

西花薊馬采自貴州省貴陽(yáng)市花溪區(qū)的豆科植物上，并在貴州大學(xué)昆蟲研究所人工氣候箱內(nèi)［溫度（25±1）℃，相對(duì)濕度（70±5）%，光周期L∥D=14 h∥10 h］用菜豆豆莢飼養(yǎng)50代以上。取生長(zhǎng)發(fā)育一致的2齡初期若蟲供試。

1.3?試驗(yàn)處理及取樣

以0.10 mmol/L的JA［20］和20 mmol/L的CaCl［14］2作為處理濃度。選取生長(zhǎng)發(fā)育一致的菜豆植株，每株澆灌30 mL JA或CaCl2溶液，以等體積去離子水灌根處理作為對(duì)照。于灌根后2 d，在菜豆植株第1對(duì)真葉上釋放西花薊馬2齡初期若蟲20頭（10頭/葉），以不接西花薊馬的健康植株為對(duì)照。接入西花薊馬后1 d，從各處理植株的第1對(duì)真葉上隨機(jī)剪取0.1 g樣本，測(cè)定防御酶活性。各處理設(shè)置5個(gè)生物學(xué)重復(fù)，共處理30株菜豆植株。

1.4?酶活性的測(cè)定

丙二烯氧化物合酶（AOS）活性測(cè)定參照泉州睿信生物公司提供的酶聯(lián)免疫（ELISA）試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。脂氧合酶（LOX）、過(guò)氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、多酚氧化酶（PPO）和過(guò)氧化物酶（POD）活性測(cè)定參照蘇州科銘公司提供的試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。測(cè)定原理如下：

AOS：采用雙抗體一步夾心法酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）。往預(yù)先包被植物AOS捕獲抗體的包被微孔中依次加入樣本、標(biāo)準(zhǔn)品、辣根過(guò)氧化物酶（HRP）標(biāo)記的檢測(cè)抗體，經(jīng)過(guò)溫育并徹底洗滌。用底物3，3′，5，5′-四甲基聯(lián)苯胺（TMB）顯色，TMB在HRP的催化下轉(zhuǎn)化成藍(lán)色，并在酸的作用下轉(zhuǎn)化成最終的黃色。顏色的深淺和樣品中的植物AOS濃度呈正相關(guān)。測(cè)定450 nm波長(zhǎng)下吸光度，計(jì)算AOS活性。

LOX：LOX催化亞油酸氧化，氧化產(chǎn)物在280 nm處有特征吸收峰;測(cè)定280 nm波長(zhǎng)下吸光度，計(jì)算LOX活性。

CAT：H2O2在240 nm下有特征吸收峰，CAT能夠分解H2O2，使反應(yīng)溶液在240 nm下的吸光度隨反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)而下降，測(cè)定240 nm波長(zhǎng)下吸光度，計(jì)算CAT活性。

SOD：通過(guò)黃嘌呤及黃嘌呤氧化酶反應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生超氧陰離子（O-2），O-2可與水溶性四唑鹽WST-8反應(yīng)產(chǎn)生水溶性染料甲臜，后者在450 nm處有吸收峰;SOD可清除O-2，從而抑制了甲臜的形成。 測(cè)定450 nm波長(zhǎng)下吸光度，計(jì)算SOD活性。

PPO：PPO能夠催化鄰苯二酚產(chǎn)生醌，后者在525 nm處有特征光吸收。測(cè)定525 nm波長(zhǎng)下吸光度，計(jì)算PPO活性。

POD：POD催化H2O2氧化特定底物，在470 nm處有特征光吸收。測(cè)定470 nm波長(zhǎng)下吸光度，計(jì)算POD活性。

1.5?西花薊馬取食損傷面積的測(cè)定

菜豆植株經(jīng)不同處理溶液灌根后2 d，在每株菜豆第一對(duì)真葉的任意一片葉子上釋放20頭西花薊馬2齡若蟲，被取食的菜豆葉片用培養(yǎng)皿（15 cm）托住，并用雙通玻璃管（直徑3.5 cm，高4 cm）將西花薊馬圈住，玻璃管底端用濕紙巾封住縫隙，頂端以紗網(wǎng)封口。于西花薊馬取食后1 d從葉柄剪取菜豆葉片，用1 mm2每格的坐標(biāo)紙測(cè)定西花薊馬取食斑痕，累計(jì)西花薊馬取食損傷面積。各處理設(shè)置7個(gè)生物學(xué)重復(fù)。

1.6?西花薊馬取食偏好性

將塑料盒（底部直徑23.5 cm，高11.5 cm）底部用馬克筆均勻分為3個(gè)區(qū)域，然后將不同溶液灌根2 d的第二片菜豆真葉分別放置于不同區(qū)域內(nèi)，再在裝置中央接入60頭西花薊馬2齡初期若蟲，頂端以塑料蓋封住。蓋子中央用電熱刀切割后用紗網(wǎng)封口。于薊馬取食后2 d，對(duì)不同處理的葉片及區(qū)域內(nèi)的西花薊馬進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以分布于各處理葉片區(qū)域的西花薊馬數(shù)量除以3個(gè)處理區(qū)域統(tǒng)計(jì)到的西花薊馬總數(shù)，換算成西花薊馬取食選擇率。各處理設(shè)置10個(gè)生物學(xué)重復(fù)。

1.7?數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和處理，以SPSS 21.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，不同溶液處理的健康菜豆葉片或被西花薊馬取食葉片的各種酶活性、取食面積和取食選擇率差異顯著性采用Tukey檢驗(yàn)（P＜0.05）;同一溶液處理下西花薊馬取食前后酶活性的差異顯著性采用t測(cè)驗(yàn)（P＜0.05）。利用SigmaPlot 14.0 軟件作圖。

2?結(jié)果與分析

2.1?不同處理對(duì)菜豆葉片AOS活性的影響

對(duì)于健康植株，經(jīng)CaCl2灌根后菜豆植株葉片AOS活性無(wú)顯著變化（P＞0.05），但經(jīng)JA灌根后葉片AOS活性顯著升高（P＜0.05），為清水對(duì)照的2.57倍（圖1）。西花薊馬取食清水、CaCl2和JA灌根的植株后，葉片AOS活性無(wú)明顯差異（P＞0.05）。同一溶液灌根后，西花薊馬取食未引起清水處理和CaCl2灌根植株葉片AOS活性出現(xiàn)顯著變化（P＞0.05），但顯著抑制了JA灌根植株AOS活性（P＜0.05），其AOS活性僅為健康植株的50%。

2.2?不同處理對(duì)菜豆葉片LOX活性的影響

經(jīng)CaCl2和JA灌根后，無(wú)論是健康植株還是接種西花薊馬的植株，其葉片LOX活性均較清水處理的植株顯著升高（P＜0.05），但變化程度不同（圖2）。CaCl2和JA灌根后葉片LOX活性分別為清水處理植株的1.54倍和1.96倍。接種西花薊馬后，菜豆葉片LOX活性分別為清水處理植株的2.64和1.75倍。相同溶液處理下，西花薊馬取食未引起清水對(duì)照植株LOX活性的變化（P＞0.05），但使CaCl2灌根后葉片LOX活性提高了1.40倍（P＜0.01），顯著抑制了JA灌根后植株LOX的活性，僅為未取食植株的73%（P＜0.01）。

2.3?不同處理對(duì)菜豆葉片CAT活性的影響

對(duì)于健康植株，經(jīng)CaCl2和JA灌根后葉片CAT活性均顯著升高（P＜0.05），分別為對(duì)照的2.83倍和3.57倍（圖3）。西花薊馬取食后，CaCl2灌根處理的植株葉片CAT活性顯著高于清水對(duì)照的植株（P＜0.05）。同一溶液處理下，西花薊馬取食前后菜豆葉片CAT活性變化不同，西花薊馬取食極顯著提高清水處理植株葉片CAT活性（P＜0.01），但未引起CaCl2灌根植株葉片CAT活性變化（P＞0.05），顯著抑制了JA灌根植株的CAT活性（P＜0.05）。

2.4?不同處理對(duì)菜豆葉片SOD活性的影響

健康植株經(jīng)CaCl2和JA灌根后葉片SOD活性均顯著升高（P＜0.05），分別為對(duì)照的1.07和1.15倍（圖4）;但與清水處理的植株相比，CaCl2和JA灌根的植株被西花薊馬取食后，其葉片SOD活性均無(wú)顯著變化（P＞0.05）。同一溶液處理下，西花薊馬取食未引起清水處理植株葉片的SOD活性變化（P＞0.05），但顯著抑制了CaCl2和JA灌根植株的SOD活性（P＜0.05），二者的活性分別只有健康植株的87%和86%。

2.5?不同處理對(duì)菜豆葉片POD活性的影響

健康植株經(jīng)CaCl2和JA灌根后，葉片POD活性雖有所變化，但與清水處理相比均無(wú)明顯差異（P>0.05）（圖5）。CaCl2和JA灌根的植株經(jīng)西花薊馬取食后，葉片POD活性均較清水處理后被取食的植株顯著升高（P＜0.05），分別為清水處理植株的1.74和2.08倍。相同溶液處理下，CaCl2和JA灌根植株被西花薊馬取食后，其POD活性是清水處理后被取食植株的2.03和1.67倍（P<0.01）。

2.6?不同處理對(duì)菜豆葉片PPO活性的影響

對(duì)健康植株，CaCl2灌根后PPO活性顯著降低（P<0.05），僅為清水處理的60%，而JA灌根后葉片PPO活性無(wú)明顯變化（P>0.05）（圖6）;與清水處理后接種西花薊馬相比，CaCl2灌根植株被西花薊馬取食后，葉片PPO活性雖有所升高，但未達(dá)到顯著水平（P>0.05）;而JA灌根植株被西花薊馬取食后，葉片PPO活性提升了1.37倍（P<0.05）。相同溶液處理下，西花薊馬取食未引起清水處理植株P(guān)PO活性的明顯變化（P>0.05），但能誘導(dǎo)CaCl2和JA灌根植株葉片PPO的活性升高，其活性分別提高了2.26倍和1.45倍（P＜0.01）。

2.7?不同處理對(duì)西花薊馬取食損傷面積和取食偏好性的影響

CaCl2和JA灌根后，西花薊馬對(duì)菜豆葉片的取食損傷面積和取食選擇率相比清水處理都顯著降低（P＜0.05）（圖7），西花薊馬對(duì)CaCl2和JA處理的菜豆植株葉片的損傷面積僅為對(duì)照的53%和28%，且對(duì)菜豆葉片的取食選擇率也顯著下降，分別較對(duì)照下降了71%和66%，但對(duì)兩種溶液灌根處理葉片的取食選擇率無(wú)顯著差異。

3?結(jié)論與討論

植物在應(yīng)對(duì)來(lái)自于外界環(huán)境脅迫時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一系列防御性生理生化反應(yīng)，其中防御酶AOS、LOX、CAT、SOD、POD和PPO是植物增強(qiáng)防御能力的關(guān)鍵調(diào)控因子［21］。AOS作為JA生物合成途徑中的主要限速酶，可以通過(guò)控制JA的合成而參與調(diào)節(jié)植物的許多生理過(guò)程［22］。LOX同樣是JA合成途徑中的特異性酶，能催化不飽和脂肪酸氧化形成JA，在植物受傷信號(hào)識(shí)別與轉(zhuǎn)導(dǎo)中起著重要作用［23］。CAT、POD、SOD是植物體內(nèi)酶促清除系統(tǒng)的關(guān)鍵酶類，能有效抑制活性氧自由基對(duì)植物的傷害，從而提高植株的抗性［24］。PPO在植物受到外界脅迫時(shí)催化酚類生成醌，醌能作為抗?fàn)I養(yǎng)因子抵御昆蟲取食和抑制細(xì)菌繁殖［25］。目前已有研究證明，外施鈣素、JA類化合物以及昆蟲取食都能誘導(dǎo)植物相關(guān)防御酶活性的變化。

鈣離子作為胞內(nèi)第二信使，調(diào)節(jié)植物體內(nèi)各防御信號(hào)途徑使之井然有序地進(jìn)行［26］。本研究發(fā)現(xiàn)外源CaCl2灌根同JA處理一樣能誘導(dǎo)菜豆植株葉片LOX、CAT、SOD活性升高，說(shuō)明外源CaCl2與JA灌根對(duì)菜豆葉片內(nèi)防御酶活性有相似的誘導(dǎo)作用。他人也有類似的報(bào)道，如外源CaCl2處理菜豆植株能誘導(dǎo)葉片LOX活性顯著上升［15］，處理花生葉片能誘導(dǎo)CAT活性顯著升高［27］。同時(shí)CaCl2還能抑制強(qiáng)光對(duì)小麥葉片細(xì)胞膜的破壞，提高高溫強(qiáng)光脅迫下的小麥葉片內(nèi)SOD含量［28］。除此之外，本研究還發(fā)現(xiàn)CaCl2對(duì)菜豆葉片PPO活性具有抑制作用。這與劉娜等［29］發(fā)現(xiàn)不同鈣肥配施處理的果皮PPO活性顯著降低相似。原因可能是植株在生長(zhǎng)過(guò)程中能產(chǎn)生大量的次生代謝物酚類，而Ca2+能夠維持細(xì)胞膜系統(tǒng)完整性與穩(wěn)定性，從而減少了酚類物質(zhì)與PPO的接觸［30］。

JA是自然界中廣泛存在的一種信號(hào)分子，參與植物生長(zhǎng)和發(fā)育過(guò)程，并且在調(diào)節(jié)植物應(yīng)對(duì)生物和非生物逆境的反應(yīng)中起著重要的作用［31］。本研究發(fā)現(xiàn)外源JA灌根可誘導(dǎo)菜豆植株葉片AOS、LOX、CAT、SOD活性升高，但未引起POD和PPO活性發(fā)生明顯變化。Laudert等［22］證實(shí)AOS作為JA合成途徑中的第一個(gè)特異性酶，其AOS基因的啟動(dòng)子可在JA作用下被激活。其他報(bào)道中也有和本研究相似的結(jié)果，如外源JA處理番茄、棉花和油菜植株能分別誘導(dǎo)植株LOX、CAT和SOD活性升高，從而增強(qiáng)植株的抗蟲性［32-34］。并且在本研究中，西花薊馬取食JA與CaCl2灌根處理的菜豆葉片后AOS和SOD活性無(wú)顯著變化，這可能由于植物防御反應(yīng)是一個(gè)消耗大量能量且存在時(shí)間效應(yīng)的過(guò)程［35］，或者是植株為了權(quán)衡生長(zhǎng)和防御，在生長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)移了原本可以用于防御的資源［36］。

昆蟲取食能誘導(dǎo)激活植物體內(nèi)一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑從而產(chǎn)生多種抗性機(jī)制［37］。本研究發(fā)現(xiàn)西花薊馬取食健康菜豆植株能誘導(dǎo)CAT活性上升，這與黃鈺等［38］發(fā)現(xiàn)水稻在受白背飛虱Sogatella furcifera取食后，其莖、葉中CAT活性顯著增加的研究結(jié)果一致。但在本研究中西花薊馬取食并不能誘導(dǎo)健康菜豆植株LOX、AOS、SOD、PPO和POD活性發(fā)生變化，這與本課題組前期的研究結(jié)果存在差異［32］?？赡苡捎诒驹囼?yàn)是在西花薊馬取食1 d后測(cè)定的指標(biāo)，而昆蟲取食誘導(dǎo)是一個(gè)漸變的過(guò)程，除與害蟲數(shù)量、分布等因子有關(guān)外，和時(shí)間也密切相關(guān)，從而導(dǎo)致酶活性的變化存在時(shí)間效應(yīng)［39］。

除此之外，西花薊馬取食CaCl2處理的菜豆后能明顯激活LOX活性。這與Zeng等［14］及劉勇等［15］的研究結(jié)果相同，即外源CaCl2可以通過(guò)薊馬取食增強(qiáng)植物的LOX酶活性。在本研究中還發(fā)現(xiàn)西花薊馬取食CaCl2、JA處理的菜豆后POD和PPO活性顯著升高，說(shuō)明薊馬取食對(duì)CaCl2和JA的誘導(dǎo)具有加強(qiáng)作用，促進(jìn)了植株的防御啟動(dòng)，但同時(shí)JA處理的AOS、CAT和SOD活性受到一定程度的抑制，這可能是因?yàn)橹彩承岳ハx取食時(shí)分泌的唾液中某些物質(zhì)誘導(dǎo)的結(jié)果［40］。

施用外源JA和CaCl2增加了植株抗性，從而對(duì)西花薊馬產(chǎn)生不利影響。本研究發(fā)現(xiàn)外源JA和CaCl2灌根后，西花薊馬的取食面積和取食選擇率較對(duì)照都顯著降低，表明JA和CaCl2灌根誘導(dǎo)增強(qiáng)了菜豆植株對(duì)西花薊馬的防御作用。前人還發(fā)現(xiàn)外源JA和CaCl2還能影響西花薊馬的生長(zhǎng)發(fā)育和種群動(dòng)態(tài)。牟峰等［41］研究發(fā)現(xiàn)西花薊馬取食噴施外源JA的菜豆植株后其發(fā)育期延長(zhǎng)，存活率下降，種群數(shù)量也有所降低。Zeng等［42］研究發(fā)現(xiàn)外源CaCl2處理的菜豆植株上西花薊馬的數(shù)量較少，發(fā)育時(shí)間較長(zhǎng)，壽命和繁殖量都較低。

本研究證實(shí)了外源JA和CaCl2灌根均能誘導(dǎo)菜豆植株的防御反應(yīng)，從而影響西花薊馬的取食偏好性。葉片中各防御酶活性的變化程度不同，可能與植物能量的分配有關(guān)，且各酶的合成途徑也不相同［13］。因此，防御酶活性變化在誘導(dǎo)防御中的功能和各種酶的協(xié)調(diào)作用有待進(jìn)一步探討。目前對(duì)于JA和鈣素灌根對(duì)植物抗蟲性的相關(guān)研究較少，灌根誘導(dǎo)和噴施誘導(dǎo)的具體作用機(jī)制的差異也有待深入研究。

本論文只研究了CaCl2和JA分別灌根和灌根后接種西花薊馬葉片各種酶活性的變化，及CaCl2和JA灌根對(duì)西花薊馬取食和選擇性的影響，但CaCl2和JA灌根是否對(duì)菜豆本身生長(zhǎng)發(fā)育和植株生物量增長(zhǎng)有影響未做研究。前人研究發(fā)現(xiàn)CaCl2和JA除了影響植物防御酶活性外，對(duì)植物本身也有一定的作用。JA類化合物能提高柑橘光合作用，促進(jìn)葉綠素的積累［43］，在干旱脅迫下促進(jìn)水稻的生長(zhǎng)［44］，外源Ca2+也能提高花生光合速率和產(chǎn)量［45］。后續(xù)試驗(yàn)將進(jìn)一步開展CaCl2和JA對(duì)植株生長(zhǎng)發(fā)育影響的研究，以期更加系統(tǒng)全面地掌握CaCl2和JA介導(dǎo)的寄主植物和西花薊馬的互作。

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