诱导抗性是指植物在遇到损伤、捕食、外源信号化合物等外界因素的诱导下,能影响植食者行为或降低其偏好的反应,诱导抗虫性是指植物在植食昆虫摄取后表现出的一种抗虫特性。目前已发现多种生物和非生物因子通过诱导植物部分或整株产生有毒的次生物质、防御蛋白、驱避性物质,或改变自身营养状态,或产生吸引天敌的挥发物等,从而使其免害或避害,达到抗虫、防御的目的。

苯丙氨酸解氨酶(phenylanlanineammonia-lyase,PAL)、多酚氧化酶(polyphenoloxidase,PPO)是植物体内主要防御性酶,过氧化氢酶(Catalase,CAT)、过氧化物酶(Peroxidae,POD)是植物体内主要保护性酶,它们作为植物体内关键的防御蛋白,与植物抗性紧密关联。马荣金等对不同黄瓜品种的抗性研究表明,植物的抗性与PAL、PPO的活性密切相关,植物细胞为应对外界胁迫而激活其PAL活性,表明酶活性与植物抗虫能力密切相关。

水杨酸(salicylicacid,SA)是植物体内常见的一种小分子酚类物质,其不仅能调节植物的生长和发育,还在植物对生物胁迫和非生物胁迫的抗性中起重要作用。日本落叶松(Larixkaempferi),姿态优美,叶色翠绿,生长初期较快,木材机械性能好,是中山地带造林的优良树种,其引种栽培,不仅对国内木材供应、城市绿化等方面产生重大影响,而且具有较高的生态价值。随着日本落叶松在我国种植面积的不断增大,其病虫害防治也应加大力度,目前对日本落叶松虫害的研究较少且缺乏系统性。鉴于此,本研究以不同浓度梯度的SA处理日本落叶松并测定针叶内主要防御蛋白活力变化,探讨不同浓度水杨酸对日本落叶松诱导抗性的影响,为有效防治落叶松球蚜和诱导抗虫性机制研究提供理论和实践依据。

1材料与方法

1.1试验材料及设计

试验地位于恩施州建始长岭岗林场,林场地处鄂西建始县龙坪乡,中心位置30°48′N、110°03′E,海拔1600~1900m,属北亚热带气候,是国家林木良种基地,建有南方日本落叶松种子园,该县是中国南方最大的日本落叶松基地县。2018年5月初,于试验苗圃地选取2000株2年生日本落叶松苗,自然条件下培育待用。7月末,将水杨酸配制成3种浓度的溶液对苗木进行诱导处理,对照喷施等量溶剂,每处理组150株。详见表1。处理后第1、3、5和7天进行落叶松针叶采集取样。取样时,在每株各方位上摘取完整的针叶,并充分混合均匀。每个处理采集16株,每4株为一个重复,重复4次,每个重复摘取30g新鲜针叶。新鲜针叶立即进行液氮冷冻并置于冰箱冷冻保存待用。

1.2仪器与试剂

仪器:D-37520冷冻离心机(德国)、电热恒温水浴锅(上海森信实验仪器有限公司)、UV-240紫外分光光度计(BiochtomLtd.CambridgeCB4OFJ.England)、电子天平(奥豪斯国际贸易上海有限公司)、可调式移液器(上海雷勃分析仪器有限公司)。试剂:PAL、PPO、CAT、POD试剂盒,均购自苏州科铭生物技术有限公司。

1.3酶活力测定方法

取适量日本落叶松针叶鲜样进行液氮粗磨,后准确称取日本落叶松针粗磨样品0.1g,低温保存备用。酶活力测定均按照试剂盒说明书操作。

1.4数据分析

数据分析使用SPSS24.0软件,对试验数据进行处理和方差分析;差异显著性检验采用LSD、邓肯法。