从春蕾， 郅军锐， 谢路飞， 高 杭

（贵州大学昆虫研究所，贵州山地农业病虫害重点实验室，贵阳 550025）

西花蓟马［Frankliniella occidentalis（Pergande）］是世界性的入侵害虫，其若虫和成虫均通过锉吸式口器吸食植物汁液，为害植物的茎、叶、花和果实等［1］。被西花蓟马为害后的叶片开始时白色斑点连成片，严重时叶片皱缩卷曲，甚至整株干枯［2］；花器受害呈白斑点或变成褐色；果实受害则留下疤痕，甚至变畸形［3］，现已成为我国多个地区蔬菜和花卉生产中重要的害虫。探讨植物与害虫之间的相互作用和关系是治理蓟马危害的基础。寄主植物被植食性昆虫为害后，既可以通过营养限制也可通过产生酚类、生物碱、蛋白酶抑制剂及多酚氧化酶等防御物质对害虫进行防御［4－5］。已有研究表明，寄主植物遭受西花蓟马为害，可导致其光合速率的下降，引起植物内源物质发生变化［6－9］，诱导寄主植物产生防御反应。本文研究了西花蓟马为害菜豆植株后营养物质含量的变化，分析了不同处理下菜豆叶片受到害虫为害后生理应激反应的特点，为植物的防御反应和害虫治理提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试虫源

西花蓟马：采自贵州省贵阳市玫瑰园内切花月季上，带回实验室在人工气候室（RXZ系列多段可编程智能人工气候箱）中用四季豆豆荚饲养3代进行纯化备用，温度设定为（25±1）℃，湿度（70±5）%，光照L∥D＝14h∥10h。

1.1.2 供试植株

在人工气候室内培养菜豆，设定温度（25±1）℃，湿度（70±5）%，光照L∥D＝14h∥10h，以营养钵单株培育清洁苗，待菜豆长至四真叶期时作为供试寄主植物，生长期间不使用任何农药。

1.2 试验方法

1.2.1 样品的处理

设置0（CK）、10、20、30、40头／叶5个虫口密度。选长势相同的菜豆幼苗，分别接入不同密度的西花蓟马1龄若虫，以凡士林油涂抹在叶柄处防止西花蓟马逃逸。分别于接虫后的2、4、6d和8d取处理叶片进行4个指标的测定。每个处理重复3次。

1.2.2 叶绿素及营养物质含量的测定

叶绿素含量的测定采用乙醇法［10］；可溶性糖含量采用蒽酮法［11］，以葡萄糖做标准曲线；可溶性蛋白参照Bradford的方法测定［12］，以牛血清蛋白作标准曲线；游离氨基酸含量采用茚三酮显色法测定［13］，以亮氨酸做标准曲线。每个处理重复3次。

1.2.3 数据分析

数据采用Excel 2003和SPSS 18.0软件进行统计分析，采用Duncan氏新复极差法比较不同处理间的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 西花蓟马为害对菜豆叶绿素含量的影响

西花蓟马取食为害对菜豆叶片叶绿素含量的影响见表1，菜豆叶片无西花蓟马为害时（对照组）叶绿素含量从2d至8d变化不明显。接虫后菜豆叶片叶绿素含量有不同程度的降低。在相同虫口密度下，均随着为害时间的延长而下降，为害时间越长，下降幅度越大。在10头／叶的处理下，处理至第8天时叶绿素与对照相比差异达到显著水平（P＜0.05）；20头／叶的处理，叶绿素含量下降的速度比10头／叶更快，4个时间点与对照组相比分别降低7.51%，9.82%，17.23%，21.90%；30头／叶和40头／叶处理植株叶绿素含量随处理时间延长持续下降，均是到第6天时下降到最低点，随后稍有上升，各时间点与对照组相比有显著性差异（P＜0.05）。在蓟马为害的第2天，20头／叶处理的叶绿素含量稍高于10头／叶处理，但两处理间没有显著性差异，剩余时间点，菜豆植株叶片叶绿素含量随虫口密度的增加而下降，且与对照组相比都具有显著性差异（P＜0.05）。

表1 西花蓟马为害不同时间对菜豆叶片叶绿素含量的影响1）Table 1 Effects of damaging time by thrips on chlorophyll content in Phaseolus vulgaris leaves

2.2 西花蓟马为害对菜豆可溶性糖含量的影响

西花蓟马取食为害后菜豆叶片可溶性糖含量有不同程度的下降（表2）。不同虫口密度处理下的可溶性糖含量均低于对照，在10头／叶的处理下菜豆叶片的可溶性糖含量表现出随时间的延长先下降，后升高，再下降的变化趋势，在第2天和第8天两个时间点明显低于对照的含量（P＜0.05），其余时间与对照差异不明显；20头／叶、30头／叶处理的糖含量的变化与10头／叶变化趋势相同，只是不同时间上的差异性不同；在40头／叶处理下，含糖量均小于对照组且差异显著（P＜0.05），但在为害各时间点间差异不显著。

表2 西花蓟马为害不同时间对菜豆叶片可溶性糖含量的影响1）Table 2 Effects of damaging time by thrips on content of soluble sugars in Phaseolus vulgaris leaves

在相同为害时间下，可溶性糖的含量在不同的虫口密度下，下降的幅度不同。在为害的第2天和第8天，在10头／叶时就明显低于对照的含糖量。在为害的第4天和第6天时，分别在40头／叶和30头／叶，其含量才与对照相比有明显的下降。说明可溶性糖的含量与为害时间和虫口密度密切有关。

2.3 西花蓟马为害对菜豆可溶性蛋白质含量的影响

菜豆植株遭受西花蓟马取食为害后可溶性蛋白质含量也有不同程度的下降（表3），相同虫口密度的蓟马为害后，随取食时间的延长先下降，后升高，再下降。在相同时间不同虫口密度西花蓟马为害菜豆叶片后，可溶性蛋白质含量均比同时间对照有所下降。在处理的第2、第6天和第8天均是虫口密度为10头／叶的明显低于对照。在第2天和第8天时，各处理密度下可溶性蛋白质含量差异不显著，而在第6天，可溶性蛋白质含量在不同虫口密度下有明显的不同，40头／叶处理下的含量最低，30头／叶处理稍高于20头／叶的处理，但两者差异不显著。在处理的第4天时，只有40头／叶的处理与对照相比差异显著（P＜0.05）。

表3 西花蓟马为害不同时间对菜豆叶片可溶性蛋白质含量的影响1）Table 3 Effects of damaging time by thrips on content of soluble protein in Phaseolus vulgaris leaves

2.4 西花蓟马为害对菜豆游离氨基酸含量的影响

西花蓟马取食菜豆植株后，不同西花蓟马数量和为害时间的菜豆叶片中，其游离氨基酸含量有很大差异（表4）。10头／叶处理的菜豆叶片内游离氨基酸的含量随取食时间的延长而下降，且在第4天后与对照相比差异显著（P＜0.05）；20头／叶和30头／叶处理，其含量随为害时间的延长呈现先下降，后升高，再下降的趋势，在第2、6、8天3个时间点与对照相比差异显著（P＜0.05），但各处理时间点间差异不显著；在40头／叶处理下，菜豆叶片内游离氨基酸含量与10头／叶处理的变化趋势相反，随取食时间的延长而升高，但仍远低于对照水平（与对照组相比差异显著），在试验期内的4个处理时间点间差异不显著。在为害前期（2～4d）游离氨基酸的含量随虫口密度的增加而降低；在为害后期（6～8d）其含量在各虫口密度下没有显著差异。

表4 西花蓟马为害不同时间对菜豆叶片游离氨基酸含量的影响1）Table 4 Effects of damaging time by thrips on content of free amino acids in Phaseolus vulgaris leaves

3 讨论

叶绿素是植物叶绿体内参与光合作用的重要色素，它影响光合过程中光能的吸收、传递和转换，从而影响植物体有机物的积累、生长和发育［14－15］。兰金娜等通过对苜蓿幼苗受苜蓿斑蚜为害后的生理影响研究发现，随取食时间和虫口密度的增加叶绿素含量下降［16］；对美洲斑潜蝇幼虫取食蓖麻和菜豆叶片的研究发现，随潜食叶面积的增加，叶内叶绿素含量减少［17］。对西花蓟马为害后的四季豆叶片进行叶绿素含量的测定发现，其叶内叶绿素含量随取食时间的延长下降幅度进一步增大［18］。与本文研究的菜豆叶片内叶绿素含量随取食时间的延长和虫口密度的增大而明显下降的结果基本一致。

糖、蛋白质、氨基酸是植物生长和植食性昆虫生长发育繁殖所必需的营养物质［19］。植物在遭受植食性昆虫的为害后，其体内可溶性蛋白质、糖、游离氨基酸等营养成分的减少会直接影响植食性昆虫的生长发育与取食［20］，当营养物质的含量处于昆虫需要的最适范围之外时，植物的营养状况被看做是一种潜在的抗性因素［21－22］。另外，寄主植物可溶性碳水化合物和氨基酸的种类、含量也可决定其对昆虫的抗性或防御能力［22－23］。

本研究发现，随虫口密度增加和取食时间的延长，菜豆叶片的可溶性糖、游离氨基酸及可溶性蛋白质含量降低，且在低于对照水平下波动变化。菜豆植株遭受西花蓟马取食后光合作用减弱，作为植物光合作用合成最初产物的可溶性糖含量降低及由叶绿体在光照条件下合成的游离氨基酸含量降低，符合光合作用原理。曲若轶等［24］的研究发现银杏叶片遭受茶黄蓟马为害后随虫口密度和取食时间的延长可溶性糖和可溶性蛋白质含量呈下降趋势；西花蓟马取食黄瓜叶片后，其可溶性蛋白质和游离氨基酸的含量发生不同程度的降低［6］，烟粉虱取食后，番茄叶片及果实的可溶性糖、可溶性蛋白质和游离氨基酸的含量都呈下降的趋势［25］，本文研究也表明不同虫口密度处理下可溶性糖含量和可溶性蛋白的含量均低于健康叶片，与其结果基本一致。但李进步等［26］的研究发现棉蚜为害可诱导抗蚜棉花叶片可溶性糖含量升高，且随着虫口密度增大其可溶性糖含量逐渐升高，他们认为高的可溶性糖含量可以提高植物体自身的抗性水平。不同害虫为害后，植物营养物质的变化不同，可能是由于不同寄主本身对害虫取食的不同生理响应造成的，也可能是营养物质作为合成防御物质的基础物质，在遭受虫害后，通过对代谢过程进行重新调整［27］，阻碍昆虫取食［28］，启动防御反应造成的，其具体原因还有待于进一步深入研究。

在研究中还发现，当虫口密度达到40头／叶时，可溶性糖、可溶性蛋白质和游离氨基酸含量虽有所变化，但在各时间点差异不显著。造成这种现象的原因可能是高密度的西花蓟马为害超过菜豆植株自身所承受的范围，其生理机制遭到破坏，不能通过自身的保护能力抵御昆虫的为害［29］。在接虫后的第4天，菜豆叶片内可溶性糖、可溶性蛋白质及游离氨基酸含量显著上升，可能是由于西花蓟马的取食造成游离氨基酸向外运输的路径阻塞造成的。而某些植物激素的生物合成前体是氨基酸，所以游离氨基酸含量的增加为植物激素的生物合成奠定了基础，也就是说物质代谢重新配置，启动了防御反应。但在接虫后第8天发现，可溶性糖、可溶性蛋白质和游离氨基酸的含量均随虫口密度的增加而升高，且与对照相比差异显著，各处理间差异不显著。造成上述情况发生的可能原因在接虫8d时1龄若虫达到蛹期，在没有持续为害的情况下植物自身产生的补偿作用和植物激素合成、植物组织异常导致低密度危害诱导产生防御反应，高密度危害虽然同样可诱导植株产生防御反应，但其植株生长和生理特征所受到的破坏往往难以恢复［30］。

本试验结果表明，西花蓟马取食菜豆植株后，降低了其叶内叶绿素及营养物质的含量。西花蓟马为害造成的营养成分的分解实质上也是菜豆植株对虫害所表现的一种应激反应，即遭受为害后，菜豆植株通过自身的生理或生化响应，以减轻害虫的再度为害。当然，本文只对不同取食时间和不同虫口密度的西花蓟马取食导致的寄主植物体内营养物质含量的变化进行了研究，有关植物更多的生理参数及西花蓟马取食寄主植物后对西花蓟马种群的影响，都需要进一步的研究。

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