外源誘導劑對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 云南省森林災害預警與控制重點試驗室， 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，其果實易保存、儲放時間長，具有食用、藥用價值，花椒根系發(fā)達，故具有生態(tài)價值[1]。隨著國家發(fā)展高寒山區(qū)特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)政策的出臺，花椒種植迅速發(fā)展，花椒病蟲害發(fā)生也日趨嚴重。蚜蟲是花椒種植尤其是苗期管理中危害極為嚴重的害蟲之一，近年來因全球氣候變暖，其危害造成的經(jīng)濟損失逐年加重[2]。常見的蚜蟲主要有棉蚜(AphisgossypiiGlover)和橘蚜(Toxopteracitricidus)[3]?；ń费料x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，嚴重影響植物的光合作用[4]?；ń费料x的防治已有大量研究報道，主要集中在化學藥劑的篩選[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，農(nóng)藥的使用也會對草蛉、食蚜瓢蟲、食蚜蠅及寄生蜂等蚜蟲天敵昆蟲造成嚴重影響，且農(nóng)藥殘留對自然環(huán)境、農(nóng)作物安全生產(chǎn)及人類健康也會形成威脅[10]。

誘導抗性具有無污染、無殘留、易分解且對人畜無害等特點，近年來已成為病蟲害防治研究的熱點，其借助外源誘導因子誘導、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)等被應用于誘導植物抗蟲和抗病研究[15]。目前僅有花椒病蟲害化學農(nóng)藥防治及花椒固有抗性方面的研究[16]，有關誘導抗性的研究未見報道。鑒于此，在前人研究的基礎上，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種誘導劑，采用噴施方式研究不同外源誘導劑對花椒抗蚜蟲性能的影響，并在此基礎上篩選防效最佳外源誘導劑的最適施用濃度，以期為外源誘導劑應用于花椒蚜蟲無公害防治提供技術支撐。

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調至6.8，試驗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 試驗設計

1) 不同誘導劑處理花椒的抗蟲效果。試驗設6個處理，每種誘導劑作為1個處理，以噴灑蒸餾水為對照。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。噴施誘導劑前，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劑。每個處理3株花椒苗，3次重復。每隔12 h噴1次，共噴3次，噴完誘導劑后第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，防止蚜蟲進出試驗樹苗和鉆入泥土。

2) INA誘導處理花椒的抗蟲效果。對由上一步試驗篩選出的最適誘導劑INA進行不同濃度誘導處理試驗，測試其對花椒抗蟲性的誘導效果。試驗設7個處理，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，每個濃度為1個處理，每處理5株花椒苗，5次重復，INA噴施和接蚜方式同上。

1.2.3 蚜量調查 誘導接蚜后第1天開始，每天同一時間進行蚜量調查，記錄不同處理方式每株花椒苗上活蚜數(shù)量，計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判誘導劑誘導花椒抗蚜蟲的效果[17]。

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

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

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excell 2010及SPSS 20.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。

2 結果與分析

2.1 不同誘導劑誘導花椒對蚜蟲的抗蟲效果

2.1.1 蚜蟲數(shù)量 從圖1看出，5種誘導劑2 mmol/L SA、1 mmol/L INA、2 mmol/L MT、5 mg/L MeJA和5 mg/L COS誘導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，隨誘導時間延長蚜蟲數(shù)量呈逐漸減少趨勢，在處理后第4天開始趨于穩(wěn)定，僅2只蚜蟲，明顯少于對照。MT，處理后1～4 d蚜量呈遞減趨勢，5～11 d開始增加，但蚜量均少于對照。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，比MT處理的蚜量多，但略少于對照。COS和SA，處理后蚜量呈遞增趨勢，1～3 d比對照少，從第4天開始高于對照，誘導接蚜時間越長，蚜蟲數(shù)量越多。說明，5種誘導劑均對蚜蟲數(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，除誘導接蚜后的第1天外，其他時間5種誘導劑誘導花椒抗蚜蟲的效果差異極顯著(P<0.01)。INA，誘導處理后花椒的抗蟲效果(防治效果)隨誘導時間的增加逐漸升高，在第11天時蚜蟲防治效果達95.92%，顯著高于同一時間除MT外的其余誘導劑的防效。MT，誘導后各時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，第9天時防治效果最好，為56.33%，之后防治效果呈下降趨勢。MeJA，誘導后花椒的抗蟲效果隨誘導時間增加呈先升后降再升再降趨勢，在誘導接蚜后的第7天防效達最大，1～11 d的防效為-6.91～21.03%。SA和COS，誘導后花椒的抗蟲效果隨誘導時間增加分別呈先降后升再降趨勢和先降后升再降再升趨勢，二者在處理第1天時抗蟲效果達最大，1～11 d的防效分別為-67.74 %～12.5%和-63.81～4.17%。MeJA、SA和COS 3種誘導劑處理花椒的抗蟲效果大部分時間為負值，表明3種誘導劑僅在某個時間段能誘導花椒對蚜蟲產(chǎn)生抗性。說明，INA誘導花椒的抗蟲效果最好，與對蚜蟲數(shù)量的影響結果相一致。

2.2 不同濃度INA誘導花椒對蚜蟲的抗蟲效果

2.2.1 蚜蟲數(shù)量 從圖3看出，7種濃度INA處理1～14 d后花椒蚜蟲量與對照存在明顯差異。對照花椒的蚜蟲量呈遞增趨勢，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)量呈遞增趨勢外，其余時間與另外5種濃度的INA處理相同，花椒蚜蟲量呈遞減趨勢，且隨時間增加，蟲口數(shù)趨于穩(wěn)定。在誘導接蚜后第14天，對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能明顯誘導花椒對蚜蟲的生存、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個濃度INA的誘導效果差異顯著(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)為負值外，其他時間與其余6個濃度一樣，在1～13 d隨誘導接蚜時間增加，花椒的抗蟲效果明顯增強。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、誘導時間越長，花椒的抗蟲效果越好。

3 結論與討論

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構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)結構有關。弭向輝等[19]對陜西大紅袍果皮揮發(fā)油的研究發(fā)現(xiàn)，花椒揮發(fā)油對病原菌有較強的抑制作用。戈家英等[20]研究發(fā)現(xiàn)，植物組織的角質層和細胞壁越厚，抗病蟲能力越強。岳曉麗[16]的研究證實，花椒葉片角質層發(fā)達、厚度大，柵欄組織細胞排列整齊、密度大、結構疏松度小的品種，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)結構及葉片的硬度、葉片內的揮發(fā)油等化合物有關。另有學者研究發(fā)現(xiàn)，植物抵抗病蟲害除了與表面的特有結構有關外，還與體內的代謝途徑和調控機制有關。王琛柱等[21]研究發(fā)現(xiàn)，昆蟲取食或病原菌侵染會破壞植物組織的液泡等結構，調控細胞中控制物質代謝的關鍵酶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，BTH和INA誘導處理能明顯增強小麥體內PAL和PPO活性。

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

INA作為一種有效誘導花椒抗蚜蟲的抗性誘導劑，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?？赡苁瞧溆绊懟ń啡~片中某些代謝物質的含量，或抗性相關酶的活性所致。結合前人在植物抗病蟲的表面特有結構、固有抗病組織、代謝途徑關鍵酶活性、信號途徑防御分子合成，以及抗病基因RPW8等基因[26]功能、序列的研究，后續(xù)可從該方面進一步研究花椒抗蚜蟲及其他病蟲害的作用機理，激發(fā)和誘導植物系統(tǒng)抵抗病蟲害的能力，改變傳統(tǒng)化學農(nóng)藥防治的方式，實現(xiàn)花椒病蟲害的綠色防治。