外源誘導(dǎo)劑對(duì)花椒抗蚜蟲性能的影響

楊雨雯， 楊 斌， 澤桑梓， 劉朝茂*

(1.西南林業(yè)大學(xué) 云南省森林災(zāi)害預(yù)警與控制重點(diǎn)試驗(yàn)室， 云南 昆明 650224； 2.云南省林業(yè)有害生物防治檢疫局， 云南 昆明 650051)

花椒(ZanthoxylumbungeanumMaxim)為蕓香科(Rutaceae)花椒屬(Zanthoxylum)多年生香料和油料樹種，其果實(shí)易保存、儲(chǔ)放時(shí)間長(zhǎng)，具有食用、藥用價(jià)值，花椒根系發(fā)達(dá)，故具有生態(tài)價(jià)值[1]。隨著國(guó)家發(fā)展高寒山區(qū)特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)政策的出臺(tái)，花椒種植迅速發(fā)展，花椒病蟲害發(fā)生也日趨嚴(yán)重。蚜蟲是花椒種植尤其是苗期管理中危害極為嚴(yán)重的害蟲之一，近年來因全球氣候變暖，其危害造成的經(jīng)濟(jì)損失逐年加重[2]。常見的蚜蟲主要有棉蚜(AphisgossypiiGlover)和橘蚜(Toxopteracitricidus)[3]。花椒蚜蟲以若蚜、成蚜群居在花椒嫩芽、嫩梢、嫩葉及幼果上吸食汁液危害，致使花椒葉卷曲、畸形，嚴(yán)重影響植物的光合作用[4]。花椒蚜蟲的防治已有大量研究報(bào)道，主要集中在化學(xué)藥劑的篩選[5-8]方面。由于蚜蟲具有明顯的世代重疊現(xiàn)象[9]，花椒生產(chǎn)中頻繁使用農(nóng)藥極易使蚜蟲產(chǎn)生抗藥性[7]；同時(shí)，農(nóng)藥的使用也會(huì)對(duì)草蛉、食蚜瓢蟲、食蚜蠅及寄生蜂等蚜蟲天敵昆蟲造成嚴(yán)重影響，且農(nóng)藥殘留對(duì)自然環(huán)境、農(nóng)作物安全生產(chǎn)及人類健康也會(huì)形成威脅[10]。

誘導(dǎo)抗性具有無污染、無殘留、易分解且對(duì)人畜無害等特點(diǎn)，近年來已成為病蟲害防治研究的熱點(diǎn)，其借助外源誘導(dǎo)因子誘導(dǎo)、激發(fā)植物自身的防御體系，從而提高植物整體抗性水平抵抗病蟲危害[11-14]。目前，已有大量人工合成的誘導(dǎo)劑，如水楊酸(SA)、褪黑素(MT)、2，6-二氯異煙酸(INA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、殼寡糖(COS)和苯并噻二唑(BTH)等被應(yīng)用于誘導(dǎo)植物抗蟲和抗病研究[15]。目前僅有花椒病蟲害化學(xué)農(nóng)藥防治及花椒固有抗性方面的研究[16]，有關(guān)誘導(dǎo)抗性的研究未見報(bào)道。鑒于此，在前人研究的基礎(chǔ)上，選取水楊酸、殼寡糖、茉莉酸甲酯、2，6-二氯異煙酸和褪黑素5種誘導(dǎo)劑，采用噴施方式研究不同外源誘導(dǎo)劑對(duì)花椒抗蚜蟲性能的影響，并在此基礎(chǔ)上篩選防效最佳外源誘導(dǎo)劑的最適施用濃度，以期為外源誘導(dǎo)劑應(yīng)用于花椒蚜蟲無公害防治提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 花椒苗 2年生青花椒苗，購于云南省昭通市魯?shù)榭h花椒苗圃。

1.1.2 誘導(dǎo)劑 水楊酸(SA)、殼寡糖(COS)、茉莉酸甲酯(MeJA)、2，6-二氯異煙酸(INA)和褪黑素(MT)，市購。

1.1.3 試劑 1 mol/L NaOH、95%乙醇、0.5%Tween-20土溫和蒸餾水，市購。

1.2 方法

1.2.1 藥劑配制 1) 水楊酸(SA)。稱取一定量粉末狀的水楊酸先用蒸餾水加熱溶解，配成10 mmol/L母液，再用1 mol/L NaOH調(diào)pH至6.8，噴施前用蒸餾水稀釋至濃度2 mmol/L，滴3滴0.5% Tween-20。2) 2，6-二氯異煙酸(INA)。用蒸餾水溶解配成5 mmol/L的母液，噴施前用蒸餾水稀釋至1 mmol/L，滴3滴0.5% Tween-20。3) 褪黑素(MT)。用蒸餾水溶解配成10 mmol/L的母液，試驗(yàn)噴施前用蒸餾水稀釋至2 mmol/L，滴3滴0.5% Tween-20。4) 茉莉酸甲酯(MeJA)。純度>97%～98%，先用95%乙醇溶解稀釋配制成10 mg/L的母液，pH調(diào)至6.8，試驗(yàn)噴施前用蒸餾水稀釋至5 mg/L，滴3滴0.5%Tween-20。5) 殼寡糖(COS)。用蒸餾水溶解配制成10 mg/L的母液，噴施前用蒸餾水稀釋至5 mg/L，滴3滴0.5%Tween-20。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1) 不同誘導(dǎo)劑處理花椒的抗蟲效果。試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理，每種誘導(dǎo)劑作為1個(gè)處理，以噴灑蒸餾水為對(duì)照。將花椒苗移植到統(tǒng)一的花盆中，作好水肥及日常管理。待花椒苗定植后開始試驗(yàn)。噴施誘導(dǎo)劑前，清除花椒樹上的蚜蟲，用75%的酒精整株淋洗30 s后，蒸餾水沖洗2遍，待水干后盆沿鋪層白紙，再分別噴施不同的誘導(dǎo)劑。每個(gè)處理3株花椒苗，3次重復(fù)。每隔12 h噴1次，共噴3次，噴完誘導(dǎo)劑后第1天每株接種10只蟲齡、大小、體色相同的蚜蟲，套上120目的尼龍紗網(wǎng)袋，防止蚜蟲進(jìn)出試驗(yàn)樹苗和鉆入泥土。

2) INA誘導(dǎo)處理花椒的抗蟲效果。對(duì)由上一步試驗(yàn)篩選出的最適誘導(dǎo)劑INA進(jìn)行不同濃度誘導(dǎo)處理試驗(yàn)，測(cè)試其對(duì)花椒抗蟲性的誘導(dǎo)效果。試驗(yàn)設(shè)7個(gè)處理，即INA濃度為0.4 mmol/L、0.6 mmol/L、0.8 mmol/L、1.0 mmol/L、1.2 mmol/L、1.4 mmol/L和1.6 mmol/L，每個(gè)濃度為1個(gè)處理，每處理5株花椒苗，5次重復(fù)，INA噴施和接蚜方式同上。

1.2.3 蚜量調(diào)查 誘導(dǎo)接蚜后第1天開始，每天同一時(shí)間進(jìn)行蚜量調(diào)查，記錄不同處理方式每株花椒苗上活蚜數(shù)量，計(jì)算花椒蚜蟲的蟲口下降率和校正蟲口下降率，用校正蟲口下降率評(píng)判誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)花椒抗蚜蟲的效果[17]。

蟲口下降率=[(誘導(dǎo)接蚜數(shù)-誘導(dǎo)后活蚜數(shù))/誘導(dǎo)接蚜數(shù)]×100%

防效(校正蟲口下降率)=[(處理蟲口下降率-空白對(duì)照蟲口下降率)/(100-空白對(duì)照蟲口下降率)]×100%

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excell 2010及SPSS 20.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)花椒對(duì)蚜蟲的抗蟲效果

2.1.1 蚜蟲數(shù)量 從圖1看出，5種誘導(dǎo)劑2 mmol/L SA、1 mmol/L INA、2 mmol/L MT、5 mg/L MeJA和5 mg/L COS誘導(dǎo)處理接蚜后花椒樹上的蚜蟲數(shù)量呈不同的變化規(guī)律。INA，隨誘導(dǎo)時(shí)間延長(zhǎng)蚜蟲數(shù)量呈逐漸減少趨勢(shì)，在處理后第4天開始趨于穩(wěn)定，僅2只蚜蟲，明顯少于對(duì)照。MT，處理后1～4 d蚜量呈遞減趨勢(shì)，5～11 d開始增加，但蚜量均少于對(duì)照。MeJA，處理后蚜蟲數(shù)量變化規(guī)律與MT相同，蚜量呈先減后增趨勢(shì)，比MT處理的蚜量多，但略少于對(duì)照。COS和SA，處理后蚜量呈遞增趨勢(shì)，1～3 d比對(duì)照少，從第4天開始高于對(duì)照，誘導(dǎo)接蚜?xí)r間越長(zhǎng)，蚜蟲數(shù)量越多。說明，5種誘導(dǎo)劑均對(duì)蚜蟲數(shù)量有影響，其中INA的影響最大。

2.1.2 抗蟲效果 從圖2看出，除誘導(dǎo)接蚜后的第1天外，其他時(shí)間5種誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)花椒抗蚜蟲的效果差異極顯著(P<0.01)。INA，誘導(dǎo)處理后花椒的抗蟲效果(防治效果)隨誘導(dǎo)時(shí)間的增加逐漸升高，在第11天時(shí)蚜蟲防治效果達(dá)95.92%，顯著高于同一時(shí)間除MT外的其余誘導(dǎo)劑的防效。MT，誘導(dǎo)后各時(shí)間段的抗蟲效果均低于INA，高于SA、MeJA和COS，在處理后的1～9 d防治效果逐漸增強(qiáng)，第9天時(shí)防治效果最好，為56.33%，之后防治效果呈下降趨勢(shì)。MeJA，誘導(dǎo)后花椒的抗蟲效果隨誘導(dǎo)時(shí)間增加呈先升后降再升再降趨勢(shì)，在誘導(dǎo)接蚜后的第7天防效達(dá)最大，1～11 d的防效為-6.91～21.03%。SA和COS，誘導(dǎo)后花椒的抗蟲效果隨誘導(dǎo)時(shí)間增加分別呈先降后升再降趨勢(shì)和先降后升再降再升趨勢(shì)，二者在處理第1天時(shí)抗蟲效果達(dá)最大，1～11 d的防效分別為-67.74 %～12.5%和-63.81～4.17%。MeJA、SA和COS 3種誘導(dǎo)劑處理花椒的抗蟲效果大部分時(shí)間為負(fù)值，表明3種誘導(dǎo)劑僅在某個(gè)時(shí)間段能誘導(dǎo)花椒對(duì)蚜蟲產(chǎn)生抗性。說明，INA誘導(dǎo)花椒的抗蟲效果最好，與對(duì)蚜蟲數(shù)量的影響結(jié)果相一致。

2.2 不同濃度INA誘導(dǎo)花椒對(duì)蚜蟲的抗蟲效果

2.2.1 蚜蟲數(shù)量 從圖3看出，7種濃度INA處理1～14 d后花椒蚜蟲量與對(duì)照存在明顯差異。對(duì)照花椒的蚜蟲量呈遞增趨勢(shì)，而除濃度為0.4 mmol/L和0.6 mmol/L的INA處理在1～4 d蚜蟲數(shù)量呈遞增趨勢(shì)外，其余時(shí)間與另外5種濃度的INA處理相同，花椒蚜蟲量呈遞減趨勢(shì)，且隨時(shí)間增加，蟲口數(shù)趨于穩(wěn)定。在誘導(dǎo)接蚜后第14天，對(duì)照花椒的蚜蟲量從最開始的10只增至125只，不同濃度INA處理的花椒蚜蟲量則少于13只，且濃度越高蚜量越少。說明，施用INA能明顯誘導(dǎo)花椒對(duì)蚜蟲的生存、繁殖產(chǎn)生不同程度的影響。

2.2.2 抗蟲效果 從圖4看出，7個(gè)濃度INA的誘導(dǎo)效果差異顯著(P<0.05)。其中，除濃度為0.4 mmol/L INA在處理第3天的蚜蟲防治效果表現(xiàn)為負(fù)值外，其他時(shí)間與其余6個(gè)濃度一樣，在1～13 d隨誘導(dǎo)接蚜?xí)r間增加，花椒的抗蟲效果明顯增強(qiáng)。INA濃度從低到高的最佳防效分別為89.68%、90.56%、97.16%、98.05%、97.16%、99.22%和99.52%。整體表現(xiàn)為INA濃度越高、誘導(dǎo)時(shí)間越長(zhǎng)，花椒的抗蟲效果越好。

3 結(jié)論與討論

前人研究發(fā)現(xiàn)，植物最初是通過植株表面的一些特有結(jié)構(gòu)防御病原菌和昆蟲等的侵襲。楊俊秀等[18]研究發(fā)現(xiàn)，泡桐防御從枝病的能力與其葉片是否具毛以及葉毛的形態(tài)結(jié)構(gòu)有關(guān)。弭向輝等[19]對(duì)陜西大紅袍果皮揮發(fā)油的研究發(fā)現(xiàn)，花椒揮發(fā)油對(duì)病原菌有較強(qiáng)的抑制作用。戈家英等[20]研究發(fā)現(xiàn)，植物組織的角質(zhì)層和細(xì)胞壁越厚，抗病蟲能力越強(qiáng)。岳曉麗[16]的研究證實(shí)，花椒葉片角質(zhì)層發(fā)達(dá)、厚度大，柵欄組織細(xì)胞排列整齊、密度大、結(jié)構(gòu)疏松度小的品種，更能抵抗銹病。上述研究表明，花椒屬植物一般不易受病蟲害的侵襲，可能與其體表和葉片的葉毛、葉刺等形態(tài)結(jié)構(gòu)及葉片的硬度、葉片內(nèi)的揮發(fā)油等化合物有關(guān)。另有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，植物抵抗病蟲害除了與表面的特有結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還與體內(nèi)的代謝途徑和調(diào)控機(jī)制有關(guān)。王琛柱等[21]研究發(fā)現(xiàn)，昆蟲取食或病原菌侵染會(huì)破壞植物組織的液泡等結(jié)構(gòu)，調(diào)控細(xì)胞中控制物質(zhì)代謝的關(guān)鍵酶PAL和CAT活性[22]，合成防御分子等[23]，迫使植物產(chǎn)生生理防御，抵御病蟲害[24]。王陽等[25]研究證實(shí)，BTH和INA誘導(dǎo)處理能明顯增強(qiáng)小麥體內(nèi)PAL和PPO活性。

研究結(jié)果表明，SA、COS、MeJA、INA和MT等5種誘導(dǎo)劑在誘導(dǎo)接蚜后的11 d，INA誘導(dǎo)花椒抗蚜蟲的效果最好，防效達(dá)95.92%；MT其次，最佳防效為56.33%；SA、COS和MeJA誘導(dǎo)對(duì)花椒蚜蟲也有短暫的防治效果。0.4～1.6 mmol/L INA誘導(dǎo)處理，花椒的抗蟲效果在89.68%～99.52%，說明INA誘導(dǎo)對(duì)蚜蟲均有明顯的防治效果。按照激素低濃度促進(jìn)生長(zhǎng)、高濃度抑制生長(zhǎng)的特性，若要進(jìn)行大批量使用和推廣，還需考慮對(duì)花椒本身的影響，綜合經(jīng)濟(jì)、高效和環(huán)保目的，0.8 mmol/L為誘導(dǎo)花椒抗蚜蟲的最適INA濃度。

INA作為一種有效誘導(dǎo)花椒抗蚜蟲的抗性誘導(dǎo)劑，能明顯影響蚜蟲的生殖生理，減少花椒蚜蟲的數(shù)量，起到很好的防治作用。可能是其影響花椒葉片中某些代謝物質(zhì)的含量，或抗性相關(guān)酶的活性所致。結(jié)合前人在植物抗病蟲的表面特有結(jié)構(gòu)、固有抗病組織、代謝途徑關(guān)鍵酶活性、信號(hào)途徑防御分子合成，以及抗病基因RPW8等基因[26]功能、序列的研究，后續(xù)可從該方面進(jìn)一步研究花椒抗蚜蟲及其他病蟲害的作用機(jī)理，激發(fā)和誘導(dǎo)植物系統(tǒng)抵抗病蟲害的能力，改變傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥防治的方式，實(shí)現(xiàn)花椒病蟲害的綠色防治。