原產(chǎn)地和入侵地紫莖澤蘭對澤蘭實蠅寄生的耐受性及其生理響應(yīng)

孫昂 和淑琪 陳亞平 盧元順 趙文杰 段艷茹 桂富榮

摘要：【目的】研究入侵植物紫莖澤蘭對專食性天敵澤蘭實蠅寄生的耐受性并探討其入侵前后的生理響應(yīng)，為紫莖澤蘭的生物防治提供理論依據(jù)?！痉椒ā繚商m實蠅寄生后，于初現(xiàn)羽化窗時測量紫莖澤蘭原產(chǎn)地（墨西哥）和入侵地（中國）種群葉片脯氨酸（Pro）、丙二醛（MDA）含量及多酚氧化酶（PPO）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、過氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性等生理指標(biāo);全部羽化后測定并計算紫莖澤蘭的株高、總生物量、根冠比和比莖長等生長指標(biāo)，比較分析澤蘭實蠅寄生后不同種群紫莖澤蘭的抗性和耐受性?！窘Y(jié)果】在澤蘭實蠅寄生條件下，入侵地紫莖澤蘭的總生物量、莖生物量比和根冠比較原產(chǎn)地種群分別顯著升高37.80%、15.38%和21.77%（P<0.05，下同）;入侵地紫莖澤蘭PAL、POD和SOD活性分別較原產(chǎn)地顯著降低46.91%、46.60%和37.52%，而PPO活性與原產(chǎn)地紫莖澤蘭無顯著差異（P>0.05）;同時，入侵地紫莖澤蘭的Pro和MDA含量分別較原產(chǎn)地顯著增加66.30%和145.08%?！窘Y(jié)論】入侵后紫莖澤蘭的資源分配策略發(fā)生改變，入侵地紫莖澤蘭種群對澤蘭實蠅寄生的耐受性增強，對澤蘭實蠅的防御響應(yīng)有所降低，防御策略發(fā)生改變。

關(guān)鍵詞： 紫莖澤蘭;澤蘭實蠅;耐受性;生理特性

中圖分類號： S451.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)志碼： A 文章編號：2095-1191（2020）05-1128-08

Abstract：【Objective】The tolerance of the invasive plant Ageratina adenophora（Sprengel） R. King & H. Robinson parasitized by Procecidochares utilis Stone were studied to compare its physiological response of native and invasive populations， and to provide theoretical basis for the biological control of A. adenophora. 【Method】Measured the leaf physiological activity of A. adenophora from native（Mexico） and invaded（China） populations at the feather window[proline（Pro）， malondialdehyde（MDA）， polyphenol oxidase（PPO）， phenylalanine ammonia-lyaseenzymes（PAL）， catalase（POD） and superoxide dismutase（SOD） activities]， as well as growth indexes such as plant height， total biomass， root-to-shoot ratio and specific stem length after all emergence，the differences of resistance and tolerance of A. adenophora under the parasitism of P. utilis were analyzed. 【Result】Under the parasitic conditions of P. utilis， the total biomass， stem biomass ratio and root-shoot ratio of A. adenophora invasive population increased significantly by 37.80%， 15.38% and 21.77%， respectively（P<0.05， the same below）. The activities of PAL， POD and SOD were significantly reduced by 46.91%， 46.60% and 37.52% respectively compared with the native. However， there was no significant difference in the PPO activity of A. adenophora between invasive population and native populationafter parasitism（P>0.05）. The content of Pro and MDA of A. adenophora invasive population increased significantly by 66.30% and 145.08% compared with the native. 【Conclusion】The A. adenophora may change the resource allocation strategy after invasion， the invasive population of A. adenophora increase tolerance to the parasitism of P. utilis， while reduce the defense response to the parasitism of P. utilis. Defense strategy has changed.

Key words： Ageratina adenophora（Sprengel） R. King & H. Robinson; Procecidochares utilis Stone; tolerance; physiological characteristics

Foundation item： National Natural Science Foundation of China（31660546）

0 引言

【研究意義】紫莖澤蘭[Ageratina adenophora （Sprengel） R. King & H. Robinson]為多年生草本植物，原產(chǎn)于墨西哥，于20世紀40年代傳入我國（萬方浩等，2011）。因其繁殖力強、適生性廣，已成功入侵多個國家和地區(qū)，是世界上危害最嚴重的入侵植物之一（Sang et al.，2010;朱文達等，2018）。目前云南省紫莖澤蘭的發(fā)生面積達2480萬ha，占全省總面積的67%，遍及100多個縣（市）（魯萍等，2005），造成了嚴重的經(jīng)濟損失和環(huán)境破壞（Gui et al.，2009）。澤蘭實蠅（Procecidochares utilis Stone）被認為是有效控制紫莖澤蘭的專食性天敵，并先后在新西蘭和澳大利亞等國用于防治紫莖澤蘭（馬沙等，2012）。為遏制紫莖澤蘭的擴張，自20世紀80年代開始，我國將專食性天敵澤蘭實蠅引入云南部分地區(qū)，之后又引入四川及貴州等地釋放（王吉秀等，2013;蘭明先等，2018），但澤蘭實蠅對我國境內(nèi)紫莖澤蘭的實際控制效果并不理想（李愛芳等，2006）。因此，比較澤蘭實蠅寄生對原產(chǎn)地和入侵地紫莖澤蘭生長及生理特性的影響，分析原產(chǎn)地與入侵地紫莖澤蘭對專性寄生天敵的耐受性，并探討入侵植物紫莖澤蘭防御策略改變對生物防治效果的影響，可為更好地利用天敵防控紫莖澤蘭提供理論依據(jù)?！厩叭搜芯窟M展】植物在受到昆蟲取食后，為阻礙昆蟲進一步的干擾和脅迫，會通過改變自身的物理結(jié)構(gòu)或調(diào)節(jié)生長來進行防御（Wang et al.，2012）。高芳磊等（2018）研究了昆蟲采食對不同生境下空心蓮子草生長及化學(xué)防御反應(yīng)的差異，發(fā)現(xiàn)模擬昆蟲采食處理顯著抑制了不同生境下空心蓮子草的總生物量和根、莖、葉生物量，也影響了水生生境、水陸兩棲生境及陸生生境下空心蓮子草的生物量分配（根、莖、葉生物量分配和根冠比）。同時，植物體內(nèi)的可溶性物質(zhì)（可溶性糖、可溶性蛋白和游離氨基酸等）及保護性生物酶[多酚氧化酶（PPO）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、過氧化氫酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）等]也會在昆蟲取食后發(fā)生改變，從而起到防御保護作用，防止昆蟲的進一步取食（鄧小霞等，2013;王馨雨等，2020）。季梅等（2014）研究發(fā)現(xiàn)薇甘菊葉片中的主要防御性酶活在頸盲蝽取食48 h后發(fā)生顯著改變，其中PAL和過氧化物酶（POD）活性下降，而PPO活性升高;張洪英等（2016）研究發(fā)現(xiàn)豌豆蚜取食苜蓿7 d后，抗蟲品種中的可溶性糖和PAL、SOD、POD等保護性酶活性顯著高于低抗品種。對于外來入侵植物而言，入侵植物擺脫了原產(chǎn)地與其協(xié)同進化自然天敵的調(diào)控，會通過改變資源分配策略將原本用于防御的資源用于生長，從而取得更強的競爭優(yōu)勢，迅速擴張，即競爭力增強進化假說（EICA）（Müller-Sch?rer et al.，2004）。烏桕入侵美國后，與我國原產(chǎn)地種群相比，入侵地烏桕表現(xiàn)為生長速度快、競爭力強，且具有較低的根冠比和較高的葉面積指數(shù)，其對環(huán)境的抗逆性更強（Zou et al.，2007）;同時，入侵地烏桕中專食性昆蟲的防御物質(zhì)（單寧）含量降低，對專食性昆蟲表現(xiàn)出更低的抗性（Wang et al.，2012）。周方等（2017）通過比較不同營養(yǎng)條件下不同產(chǎn)地喜旱蓮子草的生長指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)高營養(yǎng)條件下入侵地和原產(chǎn)地喜旱蓮子草的生物量及比莖長受到顯著影響，入侵地種群表現(xiàn)較高的生物量和較低的比莖長，表明其對天敵的防御力降低，更偏向于生長競爭。外來入侵植物在新棲境對天敵的防御策略一直備受關(guān)注（黃偉等，2013）。目前，針對紫莖澤蘭入侵后防御策略改變的研究多集中在紫莖澤蘭入侵后其抗蟲物質(zhì)改變，以及入侵植物紫莖澤蘭對氣候的適應(yīng)性方面。張常隆等（2009）研究發(fā)現(xiàn)，紫莖澤蘭較高的表觀可塑性對于紫莖澤蘭在不同海拔生境的擴張起到重要作用。高鑫等（2018）研究表明，被澤蘭實蠅寄生后，原產(chǎn)地紫莖澤蘭的單寧和類黃酮物質(zhì)含量增長高于入侵地植物，原產(chǎn)地植物表現(xiàn)為更強的抗性。【本研究切入點】李愛芳等（2006）研究發(fā)現(xiàn)澤蘭實蠅對我國境內(nèi)紫莖澤蘭的實際控制效果并不理想;本課題組在野外的實際調(diào)查中也發(fā)現(xiàn)澤蘭實蠅對紫莖澤蘭的防治效果低，難以控制其擴張與危害。目前，針對紫莖澤蘭被專食性天敵澤蘭實蠅寄生后，入侵地和原產(chǎn)地紫莖澤蘭在防御策略中的耐受性生長指標(biāo)及防御性酶活性的改變鮮有報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】通過比較分析澤蘭實蠅寄生條件下原產(chǎn)地與入侵地紫莖澤蘭生長指標(biāo)和生理指標(biāo)，得出紫莖澤蘭入侵過程中對寄生性天敵防御策略的變化，以期為紫莖澤蘭的生物防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

1. 1. 1 供試土壤 采用云南昆明典型的紅壤土，土壤去除雜質(zhì)、過篩后保存;腐殖土購自昆明斗南花鳥市場。將滅菌的紅壤和腐殖土以2∶1混合均勻后備用。

1. 1. 2 供試植株 紫莖澤蘭原產(chǎn)地種群（墨西哥）種子來自農(nóng)業(yè)農(nóng)村部外來入侵生物預(yù)防與控制研究中心，入侵地種群（中國）種子采自云南昆明市（東經(jīng)102°44′，北緯25°09′），均種植于云南農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室大棚，開展同質(zhì)園試驗。挑選大小一致、顆粒飽滿的原產(chǎn)地及入侵地紫莖澤蘭種子在育苗盤內(nèi)育苗，將育苗盤分別置于光照培養(yǎng)箱[溫度（27±1）℃，相對濕度75%，光周期16L∶8D，下同]中培育3個月;選擇長勢良好、大小一致的紫莖澤蘭植株，單株分別移栽至塑料盆（盆高12 cm，口徑15 cm），置于溫室中培育，每2 d調(diào)整花盆的位置，植株生長至6個月時備用。

1. 1. 3 供試蟲源 澤蘭實蠅采自云南農(nóng)業(yè)大學(xué)。采集帶有蟲癭的紫莖澤蘭枝條，帶回實驗室后摘除多余的枝葉，將蟲癭末端用濕潤的脫脂棉包裹（每隔2 d補充一次水分），置于八角瓶內(nèi)，八角瓶上部用紗網(wǎng)（100目）籠罩，置于光照培養(yǎng)箱中每日觀察。待完全羽化取出澤蘭實蠅成蟲置于預(yù)先放有紫莖澤蘭植株的紗籠內(nèi)（紗網(wǎng)100目，大小1.2 m×0.7 m×0.9 m）培育3代以上，供試驗接蟲使用。

1. 2 試驗方法

1. 2. 1 寄生試驗 選取原產(chǎn)地和入侵地長勢一致、株高在10 cm左右的紫莖澤蘭幼苗各40株，其中，原產(chǎn)地和入侵地紫莖澤蘭各20株，分別用1個白色紗網(wǎng)籠罩，確保排除外界其他干擾，放入光照培養(yǎng)箱，任其自然生長，作為未寄生的對照組（CK）;另外，選取原產(chǎn)地和入侵地紫莖澤蘭植株各20株，分別用1個白色紗網(wǎng)籠罩，再向每個紗籠內(nèi)放入24對澤蘭實蠅成蟲，讓其自然寄生，作為寄生組，置于光照培養(yǎng)箱培養(yǎng)。寄生5 d后取出所有澤蘭實蠅成蟲，定期檢查記錄澤蘭實蠅寄生蟲癭數(shù)量。待植株上的蟲癭出現(xiàn)羽化窗時，選擇羽化窗個數(shù)均為3個、蟲癭直徑相近的紫莖澤蘭植株各3株進行生理指標(biāo)測定;未寄生的對照組選擇與寄生組長勢基本一致的紫莖澤蘭植株各3株進行測定。待成蟲完全羽化，剩余的植株用于生長指標(biāo)測定。所有植株每3 d澆一次水，每天重新排列各試驗盆的位置，以消除可能存在的位置差異。

1. 2. 2 生理指標(biāo)測定 脯氨酸（Pro）、丙二醛（MDA）、PPO、PAL、POD和SOD采用南京建成生物工程研究所研發(fā)的試劑盒進行測定。酶源蛋白含量測定參考高俊鳳（2006）的方法：采用考馬斯亮藍G-250法，分別稱取寄生組和對照組紫莖澤蘭蟲癭部位的葉片0.2 g，加入5.0 mL蒸餾水研磨，5000×g離心10 min，取上清液，再用蒸餾水沖洗研缽2～3次，合并上清液定容至10.0 mL;取上清液0.1 mL，加入5.00 mL考馬斯亮藍G-250試劑和0.9 mL蒸餾水后搖勻，在分光光度計595 nm處測定吸光值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線和樣品吸光值計算可溶性蛋白含量。

1. 2. 3 生長指標(biāo)測定 選擇寄生組與對照組的原產(chǎn)地和入侵地紫莖澤蘭各10株（共計40株）。整株植株去除培養(yǎng)土并洗凈，將植物根、莖、葉分離，分別測定植株根生物量、莖生物量、葉生物量、主枝干重和主枝長，80 ℃下烘干48 h至恒重，測量各部分的干質(zhì)量。計算總生物量（Total biomass，TB）、莖生物量比（Stem mass ratio，SMR）、根生物量比（Root mass ratio，RMR）、葉生物量比（Leaf mass ratio，LMR）、比莖長（Specific stem length，SSL）和根冠比（Root/shoot ratio，RSR）。其中，莖生物量比=莖生物量/總生物量、根生物量比=根生物量/總生物量、葉生物量比=葉生物量/總生物量、比莖長=主枝長/主枝干重、根冠比=地下干重/地上干重。

1. 3 統(tǒng)計分析

所有數(shù)據(jù)均運用Excel 2003和SPSS 24.0進行處理，應(yīng)用獨立樣本T 檢驗分析原產(chǎn)地與入侵地紫莖澤蘭生長和生理指標(biāo)的差異;以澤蘭實蠅寄生條件（寄生和未寄生）和紫莖澤蘭種群（原產(chǎn)地和入侵地）為處理因子，應(yīng)用雙因素方差分析（Two-way ANOVA）進行不同來源地和澤蘭實蠅寄生對紫莖澤蘭生長影響試驗數(shù)據(jù)的差異顯著性檢驗。數(shù)據(jù)采用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，用GraphPad Prism 8.0制圖。

2 結(jié)果與分析

2. 1 澤蘭實蠅寄生對原產(chǎn)地和入侵地紫莖澤蘭生長指標(biāo)的影響

入侵地和原產(chǎn)地紫莖澤蘭種群的生長指標(biāo)測定結(jié)果（表1）顯示，在未被寄生（對照）條件下，入侵地紫莖澤蘭的總生物量和根冠比較原產(chǎn)地種群分別顯著升高48.24%和161.64%（P<0.05，下同）;比莖長和根生物量比雖然較原產(chǎn)地種群有所降低，但差異不顯著（P>0.05，下同）;莖生物量比和葉生物量比較原產(chǎn)地種群分別顯著降低43.75%和20.00%，說明入侵地紫莖澤蘭的生長勢優(yōu)于原產(chǎn)地。在澤蘭實蠅寄生條件下，原產(chǎn)地紫莖澤蘭的根冠比較未寄生組顯著升高69.86%;入侵地和原產(chǎn)地紫莖澤蘭的根生物量比分別較未寄生組降低7.45%和5.21%，二者間差異不顯著;入侵地紫莖澤蘭的總生物量、莖生物量比和根冠比較原產(chǎn)地種群分別顯著升高37.80%、15.38%和21.77%;入侵地紫莖澤蘭的根生物量比低于原產(chǎn)地4.40%，二者間無顯著差異;入侵地和原產(chǎn)地紫莖澤蘭的比莖長分別較未寄生組顯著降低51.97%和50.12%。

2. 2 澤蘭實蠅寄生條件和紫莖澤蘭種群對紫莖澤蘭生長指標(biāo)影響的雙因素方差分析結(jié)果

進行澤蘭實蠅寄生條件和紫莖澤蘭種群對紫莖澤蘭生長指標(biāo)影響的雙因素方差分析，結(jié)果（表2）顯示，總生物量和葉生物量比受到澤蘭實蠅種群（不同來源地）的顯著影響;根生物量比受到寄生條件的顯著影響;比莖長受到寄生條件的極顯著影響（P<0.01，下同）;莖生物量比和根冠比受到種群和寄生雙因素的共同極顯著影響。

2. 3 澤蘭實蠅寄生對原產(chǎn)地和入侵地紫莖澤蘭生理指標(biāo)的影響

2. 3. 1 對紫莖澤蘭Pro和MDA含量的影響 由圖1可知，在未被澤蘭實蠅寄生的條件下，入侵地紫莖澤蘭的Pro和MDA含量分別為47.72和11.89 ?g/g，分別較原產(chǎn)地顯著升增加31.80和9.22 ?g/g。被澤蘭實蠅寄生后，原產(chǎn)地紫莖澤蘭的Pro和MDA含量分別較未寄生組顯著增加了9.09和3.74 ?g/g;入侵地紫莖澤蘭的MDA含量與未寄生組相比增加3.81 ?g/g，但差異不顯著;寄生后入侵地紫莖澤蘭的Pro和MDA含量分別較原產(chǎn)地寄生組顯著增加66.30%和145.08%。澤蘭實蠅寄生后，原產(chǎn)地紫莖澤蘭的Pro和MDA含量顯著上升，而入侵地紫莖澤蘭的Pro和MDA含量無顯著變化，表明澤蘭實蠅寄生會顯著影響原產(chǎn)地紫莖澤蘭的Pro和MDA含量，而對入侵地紫莖澤蘭無顯著影響。

2. 3. 2 對紫莖澤蘭PPO和PAL活性的影響 由圖2可知，在未被澤蘭實蠅寄生的條件下，原產(chǎn)地紫莖澤蘭的PPO和PAL活性分別為9.58和54.92 U/mgprot，而入侵地的PPO和PAL活性分別為8.44和33.36 U/mgprot，原產(chǎn)地和入侵地紫莖澤蘭的PPO和PAL活性無顯著差異。澤蘭實蠅寄生后，原產(chǎn)地紫莖澤蘭的PPO活性較未寄生組顯著增加12.88 U/mgprot;入侵地紫莖澤蘭的PPO活性較未寄生組顯著增加8.95 U/mgprot;而寄生后入侵地紫莖澤蘭的PPO活性與原產(chǎn)地紫莖澤蘭無顯著差異。澤蘭實蠅寄生后，原產(chǎn)地紫莖澤蘭的PAL活性較未寄生組顯著降低11.24 U/mgprot;入侵地紫莖澤蘭的PAL活性較未寄生組顯著降低10.17 U/mgprot。澤蘭實蠅寄生后，入侵地紫莖澤蘭的PAL活性較原產(chǎn)地紫莖澤蘭顯著降低46.91%。

2. 3. 3 對紫莖澤蘭POD和SOD活性的影響 由圖3可知，在未被澤蘭實蠅寄生的條件下，原產(chǎn)地紫莖澤蘭的POD和SOD活性分別為48.60和154.43 U/mgprot，入侵地紫莖澤蘭的POD和SOD活性分別為33.71和111.17 U/mgpro，原產(chǎn)地和入侵地紫莖澤蘭的POD和SOD活性無顯著差異。澤蘭實蠅寄生后，原產(chǎn)地紫莖澤蘭的POD活性較未寄生組顯著增加72.96 U/mgprot;同時入侵地紫莖澤蘭的POD活性較未寄生組顯著增加30.19 U/mgprot。澤蘭實蠅寄生后，入侵地紫莖澤蘭的POD和SOD活性分別較原產(chǎn)地顯著降低46.60%和37.52%。

3 討論

一個外來物種到達一個新生境后，可能通過調(diào)整自身生長而適應(yīng)新的生境（Trtikova，2009;Trtikova et al.，2010，2011）。植物被昆蟲取食后，具有一定的自然補償能力（朱長華等，2011）。天敵取食植物的地上部分，比莖長越小說明植株莖稈越粗，越有利于鉆莖化蛹類天敵的生長和繁殖（Pan et al.，2013）。根冠比與天敵的取食作用及植物的耐受性有關(guān)（Strauss and Agrawal，1999）。本研究測定比較澤蘭實蠅寄生后入侵地和原產(chǎn)地紫莖澤蘭的生長指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)入侵地紫莖澤蘭的比莖長雖低于原產(chǎn)地植株但無顯著差異，而總生物量和莖生物量比顯著高于原產(chǎn)地植株，表明入侵地紫莖澤蘭種群對專食性天敵的防御能力降低;同時，入侵地紫莖澤蘭有較高的根冠比，表明當(dāng)?shù)厣喜糠质艿綕商m實蠅寄生后，紫莖澤蘭能增大根部生物量，從土壤中獲得更多的養(yǎng)分，增強其耐受性。本研究發(fā)現(xiàn)，不同生物量指標(biāo)受不同因素的影響，其中莖生物量比和根冠比受到種群和寄生條件的雙因素極顯著影響，表明在澤蘭實蠅寄生條件下，入侵地紫莖澤蘭的資源分配與原產(chǎn)地相比已發(fā)生改變。

澤蘭實蠅寄生對紫莖澤蘭生理指標(biāo)具有不同程度的影響。Pro含量與植物的逆境脅迫存在相關(guān)性，Pro含量越高，植物抗逆性越強;MDA含量越高，質(zhì)膜損傷程度越嚴重（李生軍，2018）。鄧小霞等（2013）研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)棉花遭受棉蚜取食時，其膜脂過氧化產(chǎn)生大量的MDA，同時細胞受損釋放出大量的Pro，游離Pro含量上升，平衡胞外滲透壓，避免細胞受損。本研究中，在未寄生條件下，入侵地紫莖澤蘭的Pro含量顯著高于原產(chǎn)地，表明入侵地紫莖澤蘭的抗逆性高于原產(chǎn)地;澤蘭實蠅寄生后，原產(chǎn)地紫莖澤蘭的Pro含量顯著高于未寄生組，而入侵地紫莖澤蘭的Pro含量較未寄生組未表現(xiàn)出顯著差異，可能與入侵地植株的抗逆性強有關(guān)（江海瀾等，2011）;同時，在澤蘭實蠅寄生后，入侵地紫莖澤蘭的Pro含量顯著高于原產(chǎn)地，也表明入侵地植株對澤蘭實蠅寄生具有更強的耐受性。在未被寄生條件下，入侵地紫莖澤蘭的MDA含量顯著高于原產(chǎn)地，在澤蘭實蠅寄生后，入侵地紫莖澤蘭的MDA含量仍顯著高于原產(chǎn)地，膜脂過氧化增多，可能與入侵地紫莖澤蘭在澤蘭實蠅寄生后活性氧的暴發(fā)和清除有關(guān)（劉福等，2018）;同時，相對于未寄生條件下的紫莖澤蘭，原產(chǎn)地植株在澤蘭實蠅寄生后MDA含量顯著上升而入侵地植株表現(xiàn)不敏感，可能與抗逆性有關(guān)（王昌全等，2008），入侵地植株的抗逆性更強。

PPO是廣泛存在于植物中的一類含銅金屬酶類，是一種缺乏底物或潛在的酚氧化酶。PPO通過與酚類物質(zhì)作用而產(chǎn)生醌類物質(zhì)，從而增強植物的抗蟲性，保護植物免受傷害，且PPO還與木質(zhì)素的合成有關(guān)，能增強植物的物理防御能力（梁鄲娜等，2016;王馨雨等，2020）。張金等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，被蚜蟲取食后忍冬葉片的PPO活性隨時間而變化，表明忍冬葉片抗性隨著蚜蟲取食時間而變化。本研究結(jié)果顯示，在澤蘭實蠅寄生后，原產(chǎn)地和入侵地紫莖澤蘭的PPO活性均高于未寄生條件下的紫莖澤蘭，說明澤蘭實蠅寄生激活了紫莖澤蘭中PPO酶活的表達，增加有毒酚類氧化物的合成，木質(zhì)素合成增強，對澤蘭實蠅的抗性增強，從而抵御澤蘭實蠅的寄生。

PAL在植物體內(nèi)主要負責(zé)催化L-苯丙氨酸生成反式肉桂酸，合成黃酮和生物堿等苯丙素類化合物，促進植保素和木質(zhì)素合成（賀立紅等，2006）。在本研究中，被澤蘭實蠅寄生后，入侵地紫莖澤蘭的PAL活性顯著低于原產(chǎn)地紫莖澤蘭，說明入侵地紫莖澤蘭的抗性減弱;同時，入侵地和原產(chǎn)地紫莖澤蘭的PAL活性均較未寄生組顯著下降，說明澤蘭實蠅的寄生并未激活PAL酶活的反應(yīng)，并且在某種程度上降低了PAL活性，表明紫莖澤蘭和澤蘭實蠅互作過程中存在某種機制使得澤蘭實蠅逃避來自植物的防御反應(yīng)。張曉玉等（2014）發(fā)現(xiàn)不同毒性大斑病菌菌株會導(dǎo)致玉米葉片PAL活性的表達差異，且當(dāng)PAL活性減少時才能正常侵染，因此猜測澤蘭實蠅寄生后紫莖澤蘭PAL活性的降低可能與澤蘭實蠅的寄生機制有關(guān)。

植物可通過活性氧等信號分子調(diào)控自身SOD和POD等抗氧化酶活性以緩解昆蟲取食造成的傷害，進而增強對生物脅迫的抵御能力（Mitton et al.，2016）。本研究中，澤蘭實蠅寄生后，原產(chǎn)地和入侵地紫莖澤蘭的POD活性顯著上升，細胞內(nèi)由澤蘭實蠅寄生損傷激活的活性氧被大量清除，緩解細胞毒性，但寄生后原產(chǎn)地紫莖澤蘭的POD和SOD活性均顯著高于入侵地植株，可能與原產(chǎn)地紫莖澤蘭在澤蘭實蠅寄生后抗性表達更為強烈有關(guān)，誘發(fā)更多的活性氧暴發(fā)，從而更多的活性氧被清除（王勇等，2013）。

綜上所述，在澤蘭實蠅寄生條件下，入侵地紫莖澤蘭的總生物量、莖生物量和根冠比及Pro含量等耐受性相關(guān)指標(biāo)均顯著高于原產(chǎn)地植株，表現(xiàn)為耐受性增強;而入侵地紫莖澤蘭PAL活性顯著低于原產(chǎn)地植株，比莖長和PPO活性也低于原產(chǎn)地植株但差異不顯著，表現(xiàn)為抗蟲性降低;POD和SOD活性在入侵地植株中顯著低于原產(chǎn)地，更多的活性氧被清除，進而可能導(dǎo)致MDA含量顯著高于原產(chǎn)地種群。

紫莖澤蘭入侵后，受到更小的天敵壓力，使得植物的資源分配策略發(fā)生變化，更多的資源投入到增加營養(yǎng)生長上（呂永苗，2018），表現(xiàn)出更強的耐受性。當(dāng)植物受到逆境脅迫時，體內(nèi)會誘導(dǎo)激活多種信號傳導(dǎo)途徑從而產(chǎn)生一系列復(fù)雜的生理生化反應(yīng)，使植物對環(huán)境產(chǎn)生耐受性或抗性（朱麟等，2005）。這為專一性天敵澤蘭實蠅對紫莖澤蘭在云南等入侵地的生物防治效應(yīng)提供理論依據(jù)。因此，如何更好地利用和創(chuàng)新專一性天敵昆蟲對外來入侵植物的預(yù)防和控制技術(shù)，將是外來入侵植物生物防治技術(shù)發(fā)展的科學(xué)問題之一。同時，可考慮聯(lián)合應(yīng)用專一性天敵、廣食性昆蟲及致病微生物等多種生物因素來共同防治紫莖澤蘭，探討專食性天敵澤蘭實蠅和廣食性昆蟲與致病微生物的相互作用，也可考慮結(jié)合使用寄生植物（張秀偉等，2009），弱化紫莖澤蘭對單一寄生天敵澤蘭實蠅的耐受強度。此外，以往對紫莖澤蘭入侵機制的研究都是基于實驗室進行測定，若將不同生態(tài)系統(tǒng)的種群進行類似的研究，將對揭示紫莖澤蘭在入侵地的擴張和快速進化具有重要意義。

4 結(jié)論

當(dāng)專食性天敵澤蘭實蠅寄生紫莖澤蘭后，入侵地紫莖澤蘭的總生物量、莖生物量比和根冠比較原產(chǎn)地種群顯著升高，而PAL、POD和SOD活性顯著降低，說明澤蘭實蠅的寄生可能使入侵后紫莖澤蘭的資源分配策略發(fā)生改變，入侵地紫莖澤蘭種群對專食性天敵澤蘭實蠅的耐受性增強，抗性降低，防御策略發(fā)生改變。

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（責(zé)任編輯 麻小燕）