蚜蟲為害對忍冬葉片防御酶活性及初生代謝的影響
2014-10-10 11:20:25張金等
山東農業科學 2014年8期
張金等
摘 要： 采用比色法，研究蚜蟲為害后忍冬葉片中保護性酶活性、葉綠素含量、可溶性糖及可溶性蛋白含量的動態變化。結果表明：隨蚜蟲為害時間的延長，葉片過氧化物酶（POD）的活性先上升后下降，苯丙氨酸解氨酶（PAL）和多酚氧化酶（PPO）的活性先上升后下降再上升，超氧化物歧化酶（SOD）的活性呈波浪式變化，但都明顯高于對照。蚜蟲為害后忍冬葉片中葉綠素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均有所提高，但與對照比差異不顯著。說明防御酶活性及初生代謝物含量變化與忍冬的抗蟲性有關。
關鍵詞： 蚜蟲；忍冬；防御性酶；初生代謝物
中圖分類號： S567.7+90.1 文獻標識號：A 文章編號： 1001 - 4942（2014）08 - 0057 - 04
Response of Defensive Enzyme Activity and Some Primary Metabolites
in Lonicera japonica Thunb. Leaves to Aphid Damage
Zhang Jin， Sun Xiujuan， Shi Yan， Li Jia， Zhang Yongqing*
（College of Pharmacy， Shandong University of Traditional Chinese Medicine/Fine Breeding Engineering
Center of Chinese Medicinal Materials of Shandong Province/Key Laboratory of Resources Science of
Chinese Medicinal Materials in University of Shandong Province， Jinan 250355， China）
Abstract The dynamic changes of denfensive enzyme activity， chlorophyll content， soluble sugar and soluble protein in Lonicera japonica leaves were analyzed after damaged by aphids. The results showed that with the prolong of aphid damage time， the POD activity rose firstly and then declined； the activity of PAL and PPO showed a trend of rising-declining-rising； the SOD activity showed wave change； their activities were all obviously higher compared to the contrast. Aphid damage led to the content increase of chlorophyll， soluble sugar and soluble protein， which did not reach the significant level. It indicated that the changes of defensive enzyme activity and content of primary metabolites should be related to the resistance of Lonicera japonica to aphids.
Key words Aphid； Lonicera japonica Thunb.； Defensive enzymes； Primary metabolites
忍冬 （Lonicera japonica Thunb.）的干燥花蕾或帶初開的花可藥用，藥材名金銀花，為最常用的中藥之一。近年來，隨著金銀花開發力度的加大，其應用領域不斷拓寬，國內外對金銀花的需求量越來越大，金銀花的種植面積逐年增加。山東是金銀花的傳統道地產區，
3 討論
3.1 植物在遭受昆蟲攻擊時，其生理生化代謝以及形態等方面會作出一系列的適應性保護，主要表現為防御酶系的變化[6]。有研究表明，過氧化物酶（POD） 是植物次生防御酶系的重要酶之一，其活性與植物抗病性關系密切，也是控制金銀花成熟階段活性成分含量的關鍵酶[11]。本試驗結果表明，蚜蟲為害的忍冬葉片POD活性增強，隨后降低，但始終高于對照組，POD活性的增強提高了忍冬對蚜蟲的抗性。
苯丙氨酸解氨酶（PAL）是植物抗病反應的次生代謝過程中苯丙烷類代謝途徑的關鍵酶和限速酶，在植物抗病過程中起著化學屏障作用。本試驗結果顯示忍冬葉片在蚜蟲為害后PAL活性先升高后降低再升高，與POD活性變化趨勢類似，這種波式活性變化可能與蚜蟲為害后植物體內階段代謝特性有關。接蚜后忍冬葉片中PAL活性增強與一些學者的研究結果相符[12]，PAL活性變化可作為考察忍冬抗性的一個標志。
多酚氧化酶（PPO）是酚類物質氧化的主要酶，參與植物體內酚類物質氧化產生毒性更強的醌類和參與木質素的合成，在水稻、煙草、棉苗和蘋果中對各種病菌及昆蟲的抗性起重要作用，在植物光合作用、生長發育以及花色形成中也起一定作用[13]。當植物受到病原菌侵染時，體內活性氧增加，植物體防御酶系中SOD酶具有活性氧清除劑作用。本試驗中忍冬葉片SOD活性在蚜蟲為害后總體升高，為害中期雖有降低，但活性始終高于對照組。
蚜蟲為害后忍冬葉片POD、PAL、PPO和SOD酶活性均有所提高，表明4種酶作為防御酶的特性，與植株抗蟲性有一定相關性，可用來鑒別植株抗蟲性。PAL、POD、PPO是植物次生代謝過程中的3個關鍵酶，其活性影響植物體內的次生物質代謝。也有研究表明，感染病蟲害會使植物次生代謝產物增加[14]，輕度發病有利于提高金銀花藥材中綠原酸含量，而中度、重度發病會降低金銀花藥材中綠原酸的含量[15]。蚜蟲為害后，忍冬植株PAL、PPO、SOD和POD酶活性的提高與其體內次生代謝產物含量是否相關有待進一步研究。
3.2 蚜蟲為害影響了忍冬的光合作用，使得受害葉的葉綠素含量比正常葉的低，從而進一步影響忍冬植株生長，甚至植株器官產量。蚜蟲為害干擾了植物體內正常的生理生化活動，使得可溶性糖含量升高，可溶性蛋白含量雖升高但變化不明顯。這與劉旭明和楊奇華[16]研究得出的抗蟲棉株葉片可溶性糖含量較高相一致。植物體內可溶性蛋白的含量與植物代謝和衰老有密切關系，也可反映植物體總代謝強度。植物體通過提高代謝強度來抵抗逆境， 誘導形成新的蛋白質，但同時逆境條件下，植物體內的物質分解大于物質合成。本試驗中，忍冬葉片在蚜蟲為害前后可溶性蛋白含量變化不明顯，是否有逆境蛋白產生，有待做進一步研究。
參 考 文 獻：
[1] 姚銀花，侶勝利，鄭福山.藥用植物金銀花病蟲害種類及綜合防治[J].凱里學院學報，2008，26（3）：56-59.
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[3] 毛紅，陳瀚，劉小俠，等. 綠盲蝽取食與機械損傷對棉花葉片內防御性酶活性的影響[J].應用昆蟲學報，2011，48（5）：1431-1436.
[4] 張麗，常金華，羅耀武.不同高粱基因型感蚜蟲前后POD、PPO、PAL酶活性變化分析[J].農業生物技術科學，2005，21（7）：40-42，198.
[5] 黃偉，賈志寬，韓清芳.蚜蟲（ Aphis medicaginis Koch）危害脅迫對不同苜蓿品種體內丙二醛含量及防御性酶活性的影響[J].生態學報，2007，27（6）：2177-2183.
[6] 姜伊娜，王彪，武天龍.蚜蟲侵害對不同基因型大豆酶活性及次生代謝物含量的影響[J].大豆科學，2009，28（1）：103-107.
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[8] 孫秀娟. 生物源農藥對忍冬、菘藍蚜蟲的無公害防治研究[D]. 濟南：山東中醫藥大學，2013.
[9] 高俊鳳.植物生理學實驗指導[M].北京：高等教育出版社，2006，142-143.
[10] 郝建軍，康宗利，于洋.植物生理學實驗技術[M].北京：化學工業出版社，2006.
[11] 劉娜娜，劉偉，馮靜，等.金銀花花中活性成分含量及其相關酶活性的動態變化規律研究[J].中國中藥雜志，2013，38（12）：1905-1908.
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[16] 劉旭明，楊奇華. 棉花抗蚜的生理生化機制及其與棉蚜種群數量消長關系的研究[J]. 植物保護學報，1993，20（1）：25-29.
3.2 蚜蟲為害影響了忍冬的光合作用，使得受害葉的葉綠素含量比正常葉的低，從而進一步影響忍冬植株生長，甚至植株器官產量。蚜蟲為害干擾了植物體內正常的生理生化活動，使得可溶性糖含量升高，可溶性蛋白含量雖升高但變化不明顯。這與劉旭明和楊奇華[16]研究得出的抗蟲棉株葉片可溶性糖含量較高相一致。植物體內可溶性蛋白的含量與植物代謝和衰老有密切關系，也可反映植物體總代謝強度。植物體通過提高代謝強度來抵抗逆境， 誘導形成新的蛋白質，但同時逆境條件下，植物體內的物質分解大于物質合成。本試驗中，忍冬葉片在蚜蟲為害前后可溶性蛋白含量變化不明顯，是否有逆境蛋白產生，有待做進一步研究。
參 考 文 獻：
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