李田田 姜文芝 谷停停 劉永月 許建鵬 劉桂軍 曹辰興

摘要：為探明營養(yǎng)物質(zhì)與黃瓜抗蚜性的關系，為黃瓜抗蚜性鑒定以及抗蟲品種的選育提供理論依據(jù)，本研究以感蚜黃瓜為對照，分別測定高抗材料118號、中抗材料227號和311號以及低抗材料321號接種蚜蟲前后葉片可溶性糖、可溶性蛋白、游離氨基酸總量、脯氨酸等營養(yǎng)物質(zhì)含量及其變化規(guī)律。結果表明：黃瓜葉片可溶性糖和脯氨酸含量與黃瓜抗蚜性呈正相關；游離氨基酸含量與抗蚜性呈負相關；黃瓜接種蚜蟲后可溶性蛋白的增長量與抗蚜性呈正相關。

關鍵詞：黃瓜；抗蚜性；營養(yǎng)物質(zhì)：相關性

中圖分類號：S642.203.4文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2016）10-0044-05

黃瓜（Cucumis sativus L.）又稱胡瓜、青瓜，屬于葫蘆科黃瓜屬植物，是一種在世界范圍內(nèi)廣泛種植的蔬菜作物，在中國為主要的溫室蔬菜作物之一。瓜蚜又稱棉蚜，是黃瓜栽培生產(chǎn)的主要害蟲之一，常導致葉片皺縮、卷曲、畸形，嚴重時引起枝葉枯萎甚至整株死亡。同時，蚜蟲還能導致多種病毒病的傳播與流行。目前對蚜蟲的防治主要以化學防治為主，近年來隨著人們對化學防治的顧慮以及蚜蟲抗藥性的提高，抗蟲品種的利用成為最經(jīng)濟有效的植物蟲害控制途徑，培育抗蚜黃瓜品種顯得尤為重要[1]。利用植物抗性來防治蚜蟲是目前最經(jīng)濟有效的措施，所以選育抗蚜性強、性狀優(yōu)良的黃瓜品種刻不容緩[2]。植株遭受蚜蟲侵染時，其營養(yǎng)物質(zhì)含量會相應發(fā)生變化，以產(chǎn)生對害蟲不利的反應，減少蚜蟲危害?？扇苄蕴恰⒖扇苄缘鞍?、游離氨基酸、脯氨酸等營養(yǎng)物質(zhì)含量的高低是鑒定植物抗蟲性的重要依據(jù)[3]。

本試驗對不同抗蚜材料接種蚜蟲前后的不同營養(yǎng)物質(zhì)含量及其變化規(guī)律進行了研究，以期為明確黃瓜抗蚜機制以及選育和利用抗蚜品種提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

1.1.1供試黃瓜材料已篩選出的抗蚜資源118號、227號、311號、321號，其中118號為高抗材料，227號和311號為中抗材料，321號為低抗材料。以不抗蚜材料“大青把”為對照（CK）。以上材料均由本研究室提供。

1.1.2供試蟲源山東農(nóng)業(yè)大學園藝實驗站內(nèi)黃瓜植株上自然發(fā)生的瓜蚜，選擇生長健壯的成蟲作為接種蟲源。

1.2試驗方法

將各供試黃瓜材料于2015年3月22日種植在山東農(nóng)業(yè)大學園藝實驗站日光溫室內(nèi)，每種材料種植15株，常規(guī)管理。于結果期接種蚜蟲，每株接種30頭，為期10天，分別于接種前、接種后第1、4、7、10天采集樣品測定其營養(yǎng)物質(zhì)含量?？扇苄蕴堑臏y定采用蒽酮比色法[4]，可溶性蛋白的測定采用考馬斯亮藍G-250法[5]，游離氨基酸的測定用茚三酮法[6]，脯氨酸的測定用酸性茚三酮法[7]。

1.3試驗數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel軟件進行數(shù)據(jù)處理和制作圖表，用DPS 7.05進行差異顯著性檢驗。

2結果與分析

2.1不同黃瓜材料接種蚜蟲前后可溶性糖含量的變化

由圖1可知，未接種蚜蟲時，對照黃瓜葉片可溶性糖含量最低；118號可溶性糖含量顯著高于其它材料，比對照高39.41%；227號和311號兩者含量相近，無顯著性差異，但顯著高于對照，分別比對照高28.16%、28.97%；321號比對照高9.77%，亦達到顯著水平。接種蚜蟲后，不同黃瓜材料可溶性糖含量都呈現(xiàn)先上升后降低趨勢，且高峰期出現(xiàn)在第7天。第7天時不同材料之間可溶性糖含量差異顯著，由高到低依次是118號、311號、227號、321號，分別比對照高42.63%、32.67%、25.35%、18.40%。118號、227號、311號試材植株葉片在蚜蟲接種前后可溶性糖含量始終顯著高于對照品種，321號除接種第1天時可溶性糖含量低于對照外其他時間均高于對照。這表明蚜蟲為害誘導黃瓜葉片加速合成可溶性糖，增加蚜蟲的碳代謝負擔，從而降低蚜蟲繼續(xù)取食為害達到防蟲的效果。

2.2不同黃瓜材料接種蚜蟲前后可溶性蛋白含量變化

由圖2可以看出，未接種蚜蟲時，118號可溶性蛋白含量最高，對照與321號無顯著性差異且低于118號，227號與311號的含量最低且無顯著性差異。接種蚜蟲后第1天，所有黃瓜材料葉片可溶性蛋白含量均降至最低值，表明植株對蟲害做出了迅速反應，通過減少可溶性蛋白含量來減輕蟲害。隨后所有材料植株葉片可溶性蛋白含量又迅速增加，這是由于蟲害脅迫下植株組織產(chǎn)生的防御性酶及毒蛋白含量猛增，以達到抗蟲的目的。各抗蚜材料植株葉片可溶性蛋白含量在接

種蚜蟲后第4天達最大值，隨后降低又緩慢回升，到第10天恢復到接種水平，而對照葉片可溶性蛋白含量上升緩慢，到第7天才達到最高值，隨后下降。與對照相比，抗性材料對蚜蟲反應敏感，可溶性蛋白含量下降迅速，而后又形成對害蟲有毒的毒蛋白等，可溶性蛋白含量又迅速增加到峰值，其中118號反應最敏感，這是黃瓜抗蚜性最好的依據(jù)之一。

2.3不同黃瓜材料接種蚜蟲前后游離氨基酸含量的變化

游離氨基酸是黃瓜植株的重要營養(yǎng)成分之一，對取食害蟲的生長及發(fā)育有重要影響，遭受害蟲危害后，植株通過迅速降低游離氨基酸含量達到抗蟲的目的。由圖3可知，未接種時，不同黃瓜材料葉片游離氨基酸含量各不相同，其中，對照游離氨基酸含量顯著高于其它材料，抗性材料118號的含量顯著低于其它編號材料，比對照低28.38%； 321號、227號、311號之無顯著性差異，位于對照和118號之間，分別比對照低11.12%、14.42%、18.25%。因此，黃瓜葉片游離氨基酸含量與其抗蚜等級正好相反。接種蚜蟲后，所有材料葉片游離氨基酸含量第1天后均迅速下降，隨后緩慢下降再緩慢上升，接種蚜蟲后10天內(nèi)，抗性材料118號的游離氨基酸含量始終保持最低，感蚜對照含量始終處于最高，表明黃瓜葉片游離氨基酸含量與黃瓜抗蚜能力呈負相關。

2.4不同黃瓜材料接種蚜蟲前后脯氨酸含量的變化

脯氨酸是植物體內(nèi)一種重要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，當植株處于逆境條件下其含量迅速增加，以保護植物的膜系統(tǒng)。由圖4可知，未接種蚜蟲時，不同黃瓜材料葉片脯氨酸含量各不相同，感蚜對照含量最低，各抗蚜材料皆比感蚜對照的脯氨酸含量高。接種蚜蟲后，所有黃瓜材料脯氨酸含量均呈現(xiàn)先增高后降低趨勢，于第7天出現(xiàn)高峰，而且感蚜對照脯氨酸含量始終低于其它抗蚜材料。隨著危害程度增加，各抗蚜材料與對照的差距逐漸拉大，接種蚜蟲第7天時，227號脯氨酸含量最高，比對照高9.92%；其次是118號，比對照高8.19%，與227號無顯著性差異；再次之是311號，比對照高7.68%，與227號無顯著性差異，321號亦顯著高于對照，與311號無顯著性差異。因此，較高的脯氨酸含量是植株抗蚜的依據(jù)之一。

3討論與結論

植物與昆蟲的關系既微妙又復雜，當昆蟲遭受蟲害脅迫時，會產(chǎn)生一系列生理生化反應來提高自身防御能力[8]。

可溶性糖是植物體內(nèi)一種重要的逆境調(diào)節(jié)物質(zhì)，寄主植物內(nèi)的可溶性糖是昆蟲所必需的營養(yǎng)物質(zhì)之一。目前，對于可溶性糖含量與植物抗蟲性之間的關系，研究結果不一，有的學者認為可溶性糖含量越低，植物抗性越強[9，10]；也有學者認為可溶性糖含量越高，植物抗性越強[11，12]；還有的學者認為植物可溶性糖含量水平與植物的抗蟲性無關[13]。本研究中，未接種蚜蟲時，抗蚜等級越高的黃瓜葉片可溶性糖含量越高，說明黃瓜葉片可溶性糖含量與抗蚜性呈正相關關系，這與金銳德等[14]對棉花葉螨以及謝永壽等[15]對麥長管蚜的研究結論一致。接種蚜蟲后各抗蚜材料可溶性糖含量都呈先上升后下降的趨勢，而且各抗蚜材料可溶性糖含量顯著高于感蚜對照，這表明黃瓜葉片可溶性糖含量越高，抗蚜能力越強。

蚜蟲通過吸取植物組織汁液，將其中的可溶性蛋白轉化為自身所需的蛋白形式，滿足生長發(fā)育的要求，所以可利用的可溶性蛋白含量越高越易吸引蚜蟲取食。但是植物組織所含有的可溶性蛋白，一部分是能夠被蚜蟲吸收利用的蛋白，另一部分是對害蟲具有毒害作用的毒蛋白[16]。國內(nèi)外學者的許多研究表明蛋白質(zhì)含量與植物的抗蟲性有重要關系。Southwood等[17]研究發(fā)現(xiàn)，寄主植物可溶性蛋白含量越高，取食昆蟲的繁殖速率越快且越易吸引蚜蟲取食。但 Chen等[18]通過對玉米抗秋粘蟲的研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)含量越高，玉米自交系的抗蟲能力越強；王興亞等[19]對大豆抗蚜及張春妮[20]對甘藍抗蚜的研究也有相似的結果。本研究發(fā)現(xiàn)未接種蚜蟲時，各黃瓜材料可溶性蛋白含量由高到低分別是118號、對照、321號、227號、311號，接種蚜蟲后，所有黃瓜材料可溶性蛋白含量均迅速降低，第1天時降到最低值，降低量由高到低分別是118號、對照、321號、227號、311號，可溶性蛋白含量迅速降低是植株對害蟲侵染的應激反應。這與Mattson和 Moneill的研究結果一致。第1天以后，各黃瓜材料可溶性蛋白含量迅速升高，118號、227號、311號、321號于第4天時出現(xiàn)含量高峰，對照材料與第7天出現(xiàn)含量高峰，且增幅較小。這可能是由于黃瓜體內(nèi)合成了較多的毒蛋白，以提高黃瓜抗蚜性，對照增長緩慢，對蚜蟲抗性不強。說明黃瓜抗蚜性與接種蚜蟲后可溶性蛋白的增長量呈正相關。

蚜蟲通過吸取寄主植物汁液來獲取氨基酸，轉化為自身所必需的氨基酸以及合成蛋白質(zhì)，以滿足自身的各項生命活動。陳玉茶等[21]發(fā)現(xiàn)抗蚜黃瓜品種比感蚜品種的游離氨基酸含量低，而且接種蚜蟲后游離氨基酸含量逐漸降低。吳振廷等[22]研究發(fā)現(xiàn)棉花葉片氨基酸含量越高，蚜蟲的繁殖與生長速率越快。本研究結果表明，接種蚜蟲前后，感蚜對照黃瓜葉片游離氨基酸含量顯著高于其它抗蚜材料，且接種蚜蟲后游離氨基酸含量逐漸降低，說明黃瓜葉片游離氨基酸總量與黃瓜抗蚜能力呈負相關，這與以上學者研究結果一致。

植物體內(nèi)氨基酸的含量、種類與植物抗蚜性緊密相關[23，24]。黃瓜植株體內(nèi)含有多種氨基酸，如谷氨酸、脯氨酸、賴氨酸、天冬氨酸等。其中脯氨酸是抗性表現(xiàn)最突出的一種氨基酸，是植物體內(nèi)一種最重要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在正常環(huán)境下植物體內(nèi)脯氨酸維持在較低水平，但當植物受到外界脅迫時，其含量會隨之提高以維持植物細胞與環(huán)境的滲透平衡，具有防止質(zhì)膜損壞以及提高酶活性等功能，從而提高植物抗逆性，所以脯氨酸是植物機體防御的有效物質(zhì)。段燦星等[25]研究發(fā)現(xiàn)受灰飛虱脅迫的不同水稻品種，抗蟲品種脯氨酸的上升幅度高于感蟲品種。周福才等[26]亦發(fā)現(xiàn)黃瓜葉片中游離脯氨酸含量在瓜蚜取食后呈上升趨勢。本研究結果表明，未接種蚜蟲時各抗蚜黃瓜材料脯氨酸含量皆顯著高于感蚜對照，接種蚜蟲后，則均呈單峰曲線增長，且各抗蚜材料脯氨酸含量始終高于感蚜對照，因此，脯氨酸含量越高黃瓜抗蚜性越強，這與前人研究結果一致。

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