兩種叢枝菌根真菌復(fù)合接種對(duì)青山楊葉片抗美國白蛾的影響

收稿日期Received：2022-09-25""" 修回日期Accepted：2023-09-21

基金項(xiàng)目：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2021YFD1400300）。

第一作者：方靜（18232313783@qq.com）。

*通信作者：嚴(yán)善春（yanshanchun@126.com），教授。

引文格式：

方靜，張書曼，嚴(yán)善春，等. 兩種叢枝菌根真菌復(fù)合接種對(duì)青山楊葉片抗美國白蛾的影響. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2024，48（2）：144-154.

FANG J， ZHANG S M， YAN S C， et al. Effects of the compound inoculation of two arbuscular mycorrhizal（AM） fungi on the resistance of Populus pseudo-cathayana × P. deltoides leaves to Hyphantria cunea. Journal of Nanjing Forestry University （Natural Sciences Edition），2024，48（2）：144-154.

DOI：10.12302/j.issn.1000-2006.202209054.

摘要：【目的】為研究青山楊葉部害蟲生物防控新途徑，探索叢枝菌根（arbuscular mycorrhiza，AM）真菌復(fù)合接種對(duì)青山楊（Populus pseudo-cathayana × P. deltoides）葉片抗美國白蛾的影響?！痉椒ā坑跍厥遗柙詶l件下對(duì)1年生青山楊扦插苗進(jìn)行根內(nèi)根孢囊霉（Rhizophagus intraradices， RI）和摩西斗管囊霉（Funneliformis mosseae，F(xiàn)M）單一及復(fù)合接種（M）處理，以不接種處理為對(duì)照（CK），測定對(duì)青山楊葉片次生代謝物質(zhì)、防御酶和蛋白酶抑制劑方面等化學(xué)防御能力的影響，并以美國白蛾（Hyphantria cunea）幼蟲為生物測定對(duì)象判斷青山楊的抗蟲效果。【結(jié)果】在120 d內(nèi)M組的菌根侵染率、叢枝著生率和根內(nèi)泡囊數(shù)均高于FM和RI組，同時(shí)，M組能在一定程度上提高青山楊葉片的化學(xué)防御能力，其中葉片總生物堿、纖維素含量和過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）、脂氧合酶（LOX）、多酚氧化酶（PPO）、胰凝乳蛋白酶抑制劑（CI）、胰蛋白酶抑制劑（TI）活性顯著高于RI、FM和CK組（Plt;0.05）。取食M組葉片的3齡美國白蛾幼蟲取食量、排糞量、纖維素酶活性、乙酰膽堿酯酶（AchE）活性和多功能氧化酶（MFO）活性顯著低于取食FM、RI和CK組的（Plt;0.05），3齡幼蟲體長、食物利用率、胰蛋白酶活性、羧酸酯酶（CarE）活性、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶（GSTs）活性顯著高于取食RI和FM組的（Plt;0.05），3齡幼蟲食物消耗率和α-淀粉酶活性與RI組差異不顯著，其體質(zhì)量與取食FM組的差異不顯著；取食M組葉片的4齡幼蟲體質(zhì)量、取食量、食物消耗率、纖維素酶活性、GSTs活性、CarE活性、AchE活性、MFO活性顯著低于取食FM、RI和CK組的（Plt;0.05），4齡幼蟲排糞量顯著低于取食RI和CK組的（Plt;0.05），4齡幼蟲胰蛋白酶活性顯著高于其余3組（Plt;0.05），4齡幼蟲的體長和食物利用率與取食RI組的差異不顯著，4齡幼蟲α-淀粉酶活性與取食FM和RI組的差異均不顯著；取食M組葉片的5齡幼蟲體長、體質(zhì)量、取食量、排糞量、食物利用率、α-淀粉酶活性、纖維素酶活性、GSTs活性、CarE活性和MFO活性顯著低于取食FM、RI和CK組的（Plt;0.05），5齡幼蟲食物消耗率顯著低于取食FM和RI組的（Plt;0.05），5齡幼蟲AchE活性顯著低于取食FM組的（Plt;0.05），5齡幼蟲胰蛋白酶活性顯著高于其余3組（Plt;0.05）?！窘Y(jié)論】將RI與FM復(fù)合接種能夠誘導(dǎo)青山楊葉片在次生代謝物質(zhì)、防御酶和蛋白酶抑制劑方面的化學(xué)防御性能，RI和FM復(fù)合接種對(duì)青山楊的抗蟲性表現(xiàn)優(yōu)于RI、FM單一接種和無AM真菌接種，并且對(duì)美國白蛾幼蟲具有一定的抑制效果，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可優(yōu)先考慮RI和FM復(fù)合接種。

關(guān)鍵詞：叢枝菌根真菌；根內(nèi)根孢囊霉；摩西斗管囊霉；復(fù)合接種；青山楊；美國白蛾

中圖分類號(hào)：S718.8；S763""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1000-2006（2024）02-0144-11

Effects of the compound inoculation of two arbuscular mycorrhizal（AM） fungi on the resistance of Populus pseudo-cathayana × P. deltoides leaves to Hyphantria cunea

FANG Jing， ZHANG Shuman， YAN Shanchun*， WU Shuai， ZHAO Jiaqi， MENG Zhaojun

（Key Laboratory of Sustainable Forest Ecosystem Management of Ministry of Education， School of Forestry， Northeast Forestry University， Harbin 150040， China）

Abstract： 【Objective】In order to study a new way of biological control of pests on Populus pseudo-cathayana × P. deltoides leaves， the effects of compound inoculation with arbuscular mycorrhizal （AM） fungi on the resistance of" P. pseudo-cathayana×P. deltoides leaves to Hyphantria cunea were investigated. 【Method】 One-year-old P. pseudo-cathayana × P. deltoides cuttings were inoculated with Rhizophagus intraradices （RI） and Funneliformis mosseae （FM） by single and mixed inoculation （M） in a greenhouse， with no inoculation （CK） as the control. The chemical defense ability of secondary metabolites， defense enzymes and protease inhibitors in poplar leaves was determined， and the larva of H. cunea was used as a bioassay object to determine its anti-insect effect.【Result】In 120 days， the mycorrhizal infection rate， arbuscular growth rate and number of vesicles in the root of the M group were higher than those of the FM and RI groups. Meanwhile， the M group could improve the chemical defense ability of the leaves of P. pseudo-cathayana × P. deltoides to a certain extent. The contents of total alkaloids and cellulose and the activities of peroxidase （POD）， catalase （CAT）， lipoxygenase （LOX）， polyphenol oxidase （PPO）， chymotrypsin inhibitor （CI） and trypsin inhibitor （TI） in leaves were significantly higher than those in the RI， FM and CK groups （Plt;0.05）. The food intake， fecal output， cellulase activity， acetylcholinesterase （AchE） activity and multifunctional oxidase （MFO） activity of the third instar larvae in the M group were significantly lower than those in the FM， RI and CK groups （Plt;0.05）. The body length， food availability， trypsin activity， carboxylesterase （CarE） activity， and glutathione S-transferase （GSTs） activity of the third instar larvae were significantly higher than those of the RI and FM groups （Plt;0.05）. The food consumption rate and α-amylase activity of the third instar larvae did not significantly differ from those of the RI group， and the body weight of the third instar larvae did not significantly differ from those of the FM group. Body weight， food intake， food consumption rate， cellulase activity， GSTs activity， CarE activity， AchE activity and MFO activity of the fourth instar larvae were significantly lower than those of the FM， RI and CK groups （Plt;0.05）， the fecal output of the fourth instar larvae was significantly lower than that of the RI and CK groups （Plt;0.05）， and the trypsin activity of the fourth instar larvae was significantly higher than that of the other three groups （Plt;0.05）. The body length and food availability of the fourth instar larvae did not significantly differ from those of the RI group， and the α-amylase activity of the fourth instar larvae did not significantly differ from those of the FM and RI groups. The body length， body weight， food intake， fecal output， food utilization， α-amylase activity， cellulase activity， GSTs activity， CarE activity， and MFO activity of the fifth instar larvae were significantly lower than those in the FM， RI and CK groups （Plt;0.05）. The food consumption rate of the fifth instar larvae was significantly lower than that in the FM and RI groups， and the AchE activity of the fifth instar larvae was significantly lower than that in the FM group （Plt;0.05）. The trypsin activity of the fifth instar larvae was significantly higher than that of the other three groups （P lt;0.05）.【Conclusion】The mixed inoculation of RI and FM could induce the chemical defense performance of P. pseudo-cathayana × P. deltoides leaves in the aspects of secondary metabolites， defense enzymes， and protease inhibitors. The anti-insect performance of combined RI and FM inoculation was better than that of single RI and FM inoculation and no AM fungi inoculation and had certain inhibitory effect on the larva of H. cunea. In practical application， combined RI and FM inoculation can be prioritized.

Keywords：arbuscular mycorrhizal （AM） fungi; Rhizophagus intraradices; Funneliformis mosseae; compound inoculation; Populus pseudo-cathayana × P. deltoids; Hyphantria cunea

美國白蛾（Hyphantria cunea）屬鱗翅目（Lepidortera）燈蛾科（Arctiidae），是一種典型的多食性食葉害蟲，在我國寄主包括楊樹（Populus spp.）、桑樹（Morus spp.）、榆樹（Ulmus spp.）和白蠟（Fraxinus chinensis）等300多種植物，嚴(yán)重威脅植物的生長發(fā)育。叢枝菌根（arbuscular mycorrhiza，AM）真菌是球囊菌門（Glomeromycota）球囊菌綱（Glonerormycete）的一類真菌，能夠與陸地上80%～90%植物的根系形成叢枝菌根，被譽(yù)為“植物根系共生體之母”。在森林生態(tài)系統(tǒng)中，AM真菌能與植物建立共生關(guān)系并直接或間接參與植物的生理代謝，提供養(yǎng)分輔助增加植物抗病蟲害能力。AM真菌定殖植物形成共生體后誘導(dǎo)植物產(chǎn)生的抗性是菌根誘導(dǎo)抗性，誘導(dǎo)防御產(chǎn)生的生化反應(yīng)會(huì)較大程度地啟動(dòng)物理防御和化學(xué)防御。其中，化學(xué)防御是植物通過提高次生代謝產(chǎn)物含量和防御酶活性等一系列生理生化反應(yīng)來抵御昆蟲危害的能力。誘導(dǎo)防御類似于免疫反應(yīng)，并被認(rèn)為具有“開-關(guān)效應(yīng)”。例如，F(xiàn)ormenti等研究發(fā)現(xiàn)，茉莉酸合成缺陷型番茄（Solanum lycopersicum）接種異形根孢囊霉（Rhizophagus irregularis）能夠誘導(dǎo)植物合成茉莉酸，進(jìn)而降低海灰翅夜蛾（Spodoptera littoralis）的存活率；張偉珍等研究發(fā)現(xiàn)，扭形球囊霉（Glomus tortuosum）定殖‘蘭箭3號(hào)’春箭筈豌豆（Vicia sativa ‘Lanjian No.3’）顯著降低了豌豆蚜（Acyrthosiphon pisum）的取食率；Roger等發(fā)現(xiàn)AM真菌以一種基因型特異性的方式影響植物抗性，部分接種AM真菌降低了昆蟲對(duì)其取食的喜好程度，并且昆蟲優(yōu)先選擇以非菌根植物的葉片為食；還有研究發(fā)現(xiàn)，這些誘導(dǎo)出來的防御特性有時(shí)在第2代個(gè)體中還能夠繼續(xù)保持。因此，深入剖析菌根誘導(dǎo)抗性（MIR）對(duì)寄主植物的作用機(jī)制，可為害蟲防治提供重要的理論基礎(chǔ)。

單一接種AM真菌能夠誘導(dǎo)寄主植物產(chǎn)生抗蟲性，而復(fù)合菌接種多表現(xiàn)為協(xié)同或累加效應(yīng)。目前，將兩種或兩種以上AM真菌復(fù)合接種對(duì)林木抗蟲性影響的研究較少。楊樹作為木本植物研究中的模式樹種，不僅是我國人工林栽植的主要樹種，而且大部分楊樹品種是典型的內(nèi)外生菌根植物，與AM真菌的親和性較高。為探究青山楊（Populus pseudo-cathayana× P. deltoides）葉部害蟲生物防控新途徑，探索AM真菌對(duì)青山楊葉片的抗蟲效應(yīng)，本研究將根內(nèi)根孢囊霉（Rhizophagus intraradices， RI）與摩西斗管囊霉（Funneliformis mosseae， FM）單一和復(fù)合接種（M）青山楊，探究不同接種處理對(duì)青山楊物理和化學(xué)防御性能的影響，并通過用不同處理組葉片飼喂美國白蛾幼蟲的方法，進(jìn)一步判斷其抗蟲效果，以期為葉部害蟲可持續(xù)治理及菌根化育苗技術(shù)的研究提供參考依據(jù)。

1" 材料與方法

1.1" 試驗(yàn)材料

1.1.1" 供試植物

1年生青山楊（Populus pseudo-cathayana×P. deltoides）插穗（長15 cm）。扦插前7 d對(duì)插穗進(jìn)行沙藏，臨用前用體積分?jǐn)?shù)70%乙醇溶液表面消毒15 s，蒸餾水沖洗3次后進(jìn)行扦插。

1.1.2" 供試菌種

供試菌種選用根內(nèi)根孢囊霉（RI）和摩西斗管囊霉（FM），由甘肅農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供，接種物包括孢子、菌根根段、菌絲和擴(kuò)繁植物的根圍土。

1.1.3" 培養(yǎng)基質(zhì)

培養(yǎng)基質(zhì)為配比為V（草炭土）∶V（蛭石）∶V（沙子）=3∶1∶1的混合基質(zhì)，充分混勻后在121 ℃下高壓滅菌2 h。

1.1.4 "供試?yán)ハx

美國白蛾卵塊和喂食飼料購自中國林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與自然保護(hù)研究所。試驗(yàn)前將卵粒放入10%的甲醛溶液中浸泡消毒60 min，然后清水漂洗 4～5次，確保無甲醛殘留。用吸水紙擦干水分后放入人工氣候培養(yǎng)箱（哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司，型號(hào)HPG-400HX）孵化，溫度（25±1）℃，濕度（70±1）%，光暗周期為16 h/8 h。幼蟲孵化后，用人工飼料喂養(yǎng)至2齡備用，之后將剛蛻皮的2齡美國白蛾幼蟲，分別用AM真菌定殖青山楊90 d時(shí)的FM、RI和M組（復(fù)合接種）葉片進(jìn)行飼養(yǎng)，對(duì)照（CK）組飼喂未接種的青山楊葉片，每個(gè)處理飼養(yǎng)150頭幼蟲。

1.2" 苗木接種處理

試驗(yàn)地為黑龍江省哈爾濱市森林植物園（126°38′E，45°43′N）溫室大棚，于2021年5月初將1年生青山楊插穗分別扦插在提前裝入2.5 kg培養(yǎng)基質(zhì)和20 g菌種的育苗盆（18 cm × 25 cm）中。RI組每盆加入20 g根內(nèi)根孢囊霉菌種，F(xiàn)M組每盆加入20 g 摩西斗管囊霉菌種，M組每盆加入RI和FM菌種各10 g，CK組（即對(duì)照）加入等量的滅菌土。每盆栽植1株，每個(gè)處理栽植200株。定期統(tǒng)一進(jìn)行澆水、松土和除草等日常養(yǎng)護(hù)管理。

1.3" 指標(biāo)測定

1.3.1" AM真菌侵染測定

在接種AM真菌后，分別在30、45、60、75、90、105和120 d，從每個(gè)處理組中隨機(jī)選取10株樣樹，將根段剪成0.5～1.5 cm小段，每株20段。依據(jù)劉潤進(jìn)等的染色鏡檢方法觀察測定各處理組的菌根侵染率、叢枝著生率和根內(nèi)泡囊數(shù)。

1.3.2" 青山楊化學(xué)防御指標(biāo)測定

在AM真菌定殖侵染第90天時(shí)，每個(gè)處理組隨機(jī)選取9株樣樹進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測定?？偵飰A、總黃酮、單寧和纖維素含量的測定均采用可見分光光度法，具體操作參照蘇州格銳思生物科技有限公司試劑盒說明書中方法。過氧化物酶（peroxidase，POD）活性參照劉凱洋等的方法測定，過氧化氫酶（catalase，CAT）、脂氧合酶（lipoxygenase，LOX）、苯丙氨酸解氨酶（phenylalnine ammonialyase，PAL）、多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性的測定參照蘇州格銳思生物科技有限公司試劑盒說明書中方法，其中CAT和PPO活性測定采用可見分光光度法（CAT活性單位定義為在25 ℃下，每克組織每分鐘催化分解1 μmol H2O2為1個(gè)酶活單位，PPO活性單位定義為每克組織每分鐘在反應(yīng)體系中使420 nm處吸光值變化0.005為1個(gè)酶活單位），LOX和PAL活性測定采用紫外分光光度法（LOX活性單位定義為每克組織每分鐘使234 nm處吸光值變化0.05個(gè)單位為1個(gè)酶活單位。PAL活性單位定義為在37 ℃下每克組織在反應(yīng)體系中每小時(shí)使290 nm處吸光值變化0.05為1個(gè)酶活單位）。胰蛋白酶抑制劑（trypsin inhibitor，TI）、胰凝乳蛋白酶抑制（chymotrypsin inhibitor，CI）活性參照孫興華等的方法測定（TI活性單位定義為每克組織每分鐘在256 nm處吸光值變化0.01個(gè)單位為1個(gè)酶活單位。CI活性單位定義為每克組織每分鐘使253 nm處吸光值變化0.964個(gè)單位為1個(gè)酶活單位）。

1.3.3" 美國白蛾生長發(fā)育指標(biāo)測定

在美國白蛾幼蟲蛻皮分別進(jìn)入3、4、5齡時(shí)，分別從各組中選取30頭蛻皮不超過24 h的幼蟲，測定每頭幼蟲的體質(zhì)量和體長。利用分析天平（賽多利斯科學(xué)儀器北京有限公司，型號(hào)：SQP）稱美國白蛾幼蟲體質(zhì)量（精度為0.000 1 g）；將標(biāo)有刻度的網(wǎng)格紙作為蟲體的拍照背景進(jìn)行拍照，用Image J軟件處理電子圖像進(jìn)行體長數(shù)據(jù)分析。

1.3.4" 美國白蛾幼蟲食物利用指標(biāo)測定

在美國白蛾幼蟲分別進(jìn)入3、4、5齡時(shí)，分別從各組中選取30頭蛻皮不超過24 h的幼蟲，并將每組選取的幼蟲均分為3組，10頭為1個(gè)重復(fù)，記錄每次更換葉片時(shí)各組幼蟲的體質(zhì)量、取食前鮮葉質(zhì)量、取食后殘葉質(zhì)量和幼蟲糞便質(zhì)量，同時(shí)設(shè)置葉片失水率校正組，以便計(jì)算幼蟲取食量、排糞量、食物消耗率和食物利用率，關(guān)于幼蟲的食物利用指標(biāo)計(jì)算方法參照文獻(xiàn)。

1.3.5" 美國白蛾幼蟲消化酶及防御酶活性測定

收集剛蛻皮的3、4和5齡幼蟲，分別從每處理組的各齡期中，均隨機(jī)選取15頭幼蟲分成3組，5頭為1個(gè)重復(fù)，放置于-80 ℃超低溫冰箱（中科美菱低溫科技股份有限公司，型號(hào)：DW-HL398）中保存，用于消化酶和防御酶的測定。α-淀粉酶、纖維素酶和胰蛋白酶活性測定參照蘇州格銳思試劑盒說明書中方法，其中α-淀粉酶的測定運(yùn)用微板法，纖維素酶和胰蛋白酶的測定運(yùn)用可見分光光度法；乙酰膽堿酯酶（acetylcholinesterase，AchE）、羧酸酯酶（carboxylesterase，CarE）和谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶（glutathione S-transferase，GSTs）活性的測定方法均參照蘇州科銘試劑盒微量法（CarE活性單位為每克組織在37 ℃反應(yīng)體系中每分鐘催化吸光值增加1定義為1個(gè)酶活單位）；多功能氧化酶（mixed function oxidase，MFO）活性的測定方法參照蘇州格銳思試劑盒說明書中微板法。

1.4" 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 21.0對(duì)所測指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA），運(yùn)用最小顯著差數(shù)法（LSD）進(jìn)行多重比較，并在0.05水平下進(jìn)行差異顯著性分析。利用GraphPad Prism 9.4.0對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 不同接種方式對(duì)青山楊菌根侵染的影響

通過對(duì)不同接種處理的青山楊根系進(jìn)行染色觀察，侵染情況見圖1。

由圖1可知，CK組無菌根侵染情況（圖1a），RI、FM和M組均侵染定殖成功（圖1b、圖1c、圖1d），并且在0～120 d內(nèi)，各處理組菌根侵染率、叢枝著生率和根內(nèi)泡囊數(shù)整體上呈現(xiàn)M gt;RI gt; FM的趨勢(shì)（圖2），3個(gè)處理組的菌根侵染率和根內(nèi)泡囊數(shù)均隨著侵染天數(shù)的增加而增加，而RI和FM組的叢枝菌著生率在105～120 d時(shí)有7.66%～15.03%減幅。因此選定接種后第90天時(shí)取樣測定青山楊的化學(xué)防御相關(guān)指標(biāo)，并開始用各處理組青山楊葉片飼養(yǎng)2齡美國白蛾幼蟲。

2.2" 不同接種方式對(duì)青山楊葉片化學(xué)防御的影響

1）不同接種方式對(duì)青山楊葉片次生代謝物質(zhì)含量的影響不同（圖3）。RI和FM處理組的纖維素含量均顯著高于CK組（Plt;0.05）。M組的總黃酮、總生物堿、單寧和纖維素含量均顯著高于CK組（Plt;0.05），其中，總生物堿和纖維素含量顯著高于FM和RI組（Plt;0.05）；總黃酮含量顯著高于FM組（Plt;0.05），但與RI組差異不顯著；單寧含量顯著高于RI組（Plt;0.05），但與FM組差異不顯著。

2）青山楊葉片防御酶活性對(duì)AM真菌不同接種方式的響應(yīng)趨勢(shì)不同（圖4）。M組的POD、CAT、LOX和PPO活性均顯著高于FM、RI和CK組（Plt;0.05）；FM組的LOX、PAL和PPO活性顯著高于RI和CK組，CAT活性顯著低于RI組（Plt;0.05）；RI組的CAT、LOX、PAL和PPO活性顯著高于CK組（Plt;0.05）。

3）青山楊葉片蛋白酶抑制劑活性對(duì)AM真菌不同接種方式的響應(yīng)趨勢(shì)不同（圖5）。M組的TI和CI活性均顯著高于FM、RI和CK組（Plt;0.05）；FM組的CI活性顯著高于RI和CK組（Plt;0.05）；RI組的TI活性顯著高于CK組（Plt;0.05）。

2.3" 不同接種方式對(duì)美國白蛾的影響

1）美國白蛾幼蟲體長和體質(zhì)量對(duì)不同接種處理青山楊的響應(yīng)趨勢(shì)不同（圖6）。M組的4～5齡體長和3～5齡體質(zhì)量均受到一定程度的抑制，且5齡幼蟲體長和4～5齡幼蟲體質(zhì)量顯著低于CK、RI和FM組（Plt;0.05），3齡幼蟲體長與CK組差異不顯著；RI組4～5齡幼蟲體長和3～4齡幼蟲體質(zhì)量顯著低于FM和CK組（Plt;0.05）；FM組3～5齡幼蟲體長和體質(zhì)量顯著低于CK組（Plt;0.05）。

2）經(jīng)觀測，3～5齡美國白蛾幼蟲的食物利用情況對(duì)不同接種處理青山楊的響應(yīng)趨勢(shì)不同（圖7）。M組的3～5齡幼蟲取食量、3齡和5齡幼蟲排糞量、4齡幼蟲食物消耗率、5齡幼蟲食物利用率顯著低于RI、FM和CK組，3齡幼蟲食物利用率顯著高于RI、FM和CK組（Plt;0.05）；FM組3齡幼蟲食物消耗率、4齡幼蟲排糞量、5齡幼蟲取食量和排糞量顯著低于RI和CK組，4齡幼蟲食物消耗率和食物利用率顯著高于RI和CK組（Plt;0.05）；RI組3齡幼蟲排糞量、4～5齡幼蟲食物利用率顯著低于FM和CK組（Plt;0.05）。

3）經(jīng)觀測，3～5齡美國白蛾幼蟲的消化酶活性對(duì)不同接種處理青山楊的響應(yīng)趨勢(shì)不同（圖8）。M組的3～5齡幼蟲胰蛋白酶活性顯著高于RI、FM和CK組，3～5齡幼蟲纖維素酶活性和5齡α-淀粉酶活性顯著低于RI、FM和CK組（Plt;0.05）；FM組5齡幼蟲胰蛋白酶活性顯著低于RI和CK組；RI組3齡幼蟲胰蛋白酶活性和3～4齡幼蟲α-淀粉酶活性顯著低于FM和CK組（Plt;0.05）。

4）經(jīng)觀測，3～5齡美國白蛾幼蟲的防御酶活性對(duì)不同接種處理青山楊的響應(yīng)趨勢(shì)不同（圖9）。M組的3齡幼蟲AchE和MFO活性顯著低于RI、FM和CK組，CarE活性顯著高于RI、FM和CK組（Plt;0.05）；4齡幼蟲GSTs、CarE、AchE和MFO活性顯著低于RI、FM和CK組（Plt;0.05）；5齡幼蟲GSTs、CarE和MFO活性顯著低于RI、FM和CK組（Plt;0.05）。FM組的3齡幼蟲CarE、AchE、MFO活性和5齡幼蟲GSTs活性顯著低于RI和CK組，4～5齡幼蟲AchE活性顯著高于RI和CK組（Plt;0.05）。RI組3齡幼蟲GSTs活性和5齡幼出AchE活性顯著低于FM和CK組，3齡幼蟲MFO活性、4～5齡幼蟲GSTs活性和5齡幼蟲CarE顯著高于FM和CK組（Plt;0.05）。

3" 討" 論

植物次生代謝物質(zhì)是植物代謝的終端產(chǎn)物，對(duì)植食性昆蟲有攝食前拒食和攝食后毒殺的效果。在本研究中，根內(nèi)根孢囊霉（RI）和摩西斗管囊霉（FM）復(fù)合接種處理（M）組的總生物堿和纖維素含量顯著高于其他處理，表明復(fù)合接種處理有利于青山楊葉片對(duì)食葉害蟲化學(xué)防御能力的提高。有研究發(fā)現(xiàn)，纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分，其含量越高，植物組織的細(xì)胞壁越厚，越不利于植食性昆蟲的取食，可對(duì)昆蟲起到一定的拒食效果，如棉花對(duì)綠盲蝽（Apolygus lucorum）的抗性與花鈴期葉片纖維素含量呈顯著正相關(guān)；而生物堿作為植物保護(hù)的次生代謝產(chǎn)物，具有較高的殺蟲活性，目前的研究主要集中于抑制昆蟲取食和毒殺昆蟲的作用上，如雷公藤（Tripterygium wilfordii）總生物堿不僅對(duì)家蠅（Musca domestica）成蟲有較好的毒殺作用，而且對(duì)棉鈴蟲（Helicoverpa armigera）幼蟲和玉米象（Sitophilus zeamais）有較強(qiáng)的抑制作用。

在植物抵抗蟲害過程中防御酶和蛋白酶抑制劑起重要作用，例如POD 和 CAT可以清除植物體內(nèi)多余氧化自由基，使自身自由基保持在正常水平，以此提高自身抗蟲性，并且POD也是木質(zhì)素合成的還原酶。PPO可以催化酚類物質(zhì)氧化為更有毒性的醌類物質(zhì)，降低昆蟲對(duì)植物的可食性。LOX可以通過脂氧合酶途徑生成一系列綠葉揮發(fā)性化合物，受傷植物釋放的綠葉揮發(fā)物可直接殺傷植食性昆蟲。TI和CI可以抑制鱗翅目和鞘翅目幼蟲的消化酶，還能減緩其蟲體的生長發(fā)育。本研究發(fā)現(xiàn)M組的POD、CAT、LOX、PPO、TI和CI活性均顯著高于單一接種處理組和對(duì)照組。這可能是由于RI與FM復(fù)合接種青山楊能夠達(dá)到共生平衡，且協(xié)同促進(jìn)。相似研究發(fā)現(xiàn)，蘭科菌根真菌PF02（Kirschsteiniothelia tectonae）×PF06（Phialophora sp.）及PF06×PF07（Cyphellophora sp.）通過強(qiáng)-弱菌株組合出現(xiàn)了強(qiáng)協(xié)同互作效應(yīng)，PF02×PF07的強(qiáng)-強(qiáng)菌株組合受接種勢(shì)、生長空間及養(yǎng)分競爭等影響，共生效應(yīng)弱化，緩慢促進(jìn)植株生長，呈現(xiàn)弱協(xié)同互作效應(yīng)。

幼蟲體長、體質(zhì)量是表征幼蟲生長發(fā)育狀況的重要形態(tài)學(xué)特征，昆蟲能否正常生長發(fā)育與其食物利用狀況密切相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，M組的4～5齡幼蟲體長和3～5齡幼蟲體質(zhì)量均受到一定程度的抑制，并且M組3齡幼蟲取食量和排糞量，4齡幼蟲取食量和食物消耗率，5齡幼蟲取食量、排糞量和食物利用率也顯著降低。這可能是由于M組青山楊葉片的總生物堿和纖維素含量顯著升高，降低了青山楊葉片的適口性，不利于美國白蛾幼蟲取食、消化和營養(yǎng)吸收。

另外，RI和FM復(fù)合接種處理（M）對(duì)美國白蛾幼蟲胰蛋白酶活性的提高具有誘導(dǎo)效應(yīng)，本研究發(fā)現(xiàn)M組3～5齡幼蟲胰蛋白酶活性顯著高于CK、RI和FM組，TI和CI并沒有抑制美國白蛾幼蟲的胰蛋白酶活性。造成這種結(jié)果的原因，一是植物產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物如黃酮、木質(zhì)素，容易在植物受到組織損傷時(shí)被氧化成醌類化合物，有些醌類化合物可以同植物蛋白酶抑制劑結(jié)合，致使其失去功能；二是當(dāng)昆蟲識(shí)別到蛋白酶抑制劑存在時(shí)，可通過調(diào)控敏感蛋白酶的基因表達(dá)，分泌大量敏感蛋白酶，借此適應(yīng)蛋白酶抑制劑。有研究發(fā)現(xiàn)，飼喂絲氨酸蛋白酶抑制劑開始時(shí)能顯著降低大豆夜蛾（Anticarsia gemmatalis）胰蛋白酶和總蛋白酶活性，但連續(xù)飼喂14 d后，該蟲體內(nèi)總蛋白酶活性會(huì)有一定程度恢復(fù)甚至升高。

昆蟲一般采取避毒、貯毒和解毒3種方式抵御植物中的有毒物質(zhì)，其中解毒是主要方式。GST、MFO和CarE是昆蟲的重要解毒酶，可激活解毒系統(tǒng)緩解癥狀。AChE在昆蟲神經(jīng)傳導(dǎo)中起關(guān)鍵作用，該酶通過降解乙酰膽堿，終止遞質(zhì)對(duì)突觸后膜的刺激，干擾神經(jīng)信號(hào)的傳導(dǎo)。M組3齡幼蟲AchE和MFO活性顯著低于RI、FM和CK組，且4～5齡幼蟲的GSTs、MFO和CarE活性也顯著低于其余3組，說明復(fù)合接種RI和FM對(duì)美國白蛾解毒酶活性具有顯著抑制效應(yīng)，這可能是由于RI和FM復(fù)合接種青山楊顯著提高了類黃酮、單寧和生物堿含量。有相似研究發(fā)現(xiàn)，飼喂美國白蛾幼蟲含有單寧、黃酮的飼料，飼喂中后期5～6齡美國白蛾幼蟲的酸性磷酸酯酶（ACP）、細(xì)胞色素P450酶、AchE活性均出現(xiàn)抑制效應(yīng)。此外，本研究發(fā)現(xiàn)M組3齡幼蟲CarE活性顯著高于RI、FM和CK組，這說明美國白蛾幼蟲可以在取食不同的寄主植物時(shí)調(diào)節(jié)CarE活性，以適應(yīng)寄主植物。

綜上所述，將RI與FM復(fù)合接種能夠誘導(dǎo)青山楊葉片在次生代謝物質(zhì)、防御酶和蛋白酶抑制劑方面的化學(xué)防御性能，RI和FM復(fù)合接種對(duì)青山楊的抗蟲性表現(xiàn)優(yōu)于RI、FM單一接種和無AM真菌接種，并且對(duì)美國白蛾幼蟲具有一定的抑制效果，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可優(yōu)先考慮RI和FM復(fù)合接種。

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（責(zé)任編輯" 王國棟）