蔡 沖, 徐盈盈，崔旭紅

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番茄不同抗性品種響應(yīng)B型煙粉虱脅迫的生理特性

蔡 沖, 徐盈盈，崔旭紅

（中國(guó)計(jì)量大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院/浙江省生物計(jì)量及檢驗(yàn)檢疫技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310018）

【目的】明確在B型煙粉虱（）脅迫下，番茄抗蟲品種和感蟲品種葉片的生理特性變化，為生產(chǎn)上選育和推廣番茄抗煙粉虱品種提供參考?！痉椒ā吭谌斯夂蚴覂?nèi)，以番茄抗蟲品種紅圣女（Hongshengnv，HSN）和感蟲品種黃圣果（Huangshengguo，HSG）為研究材料，通過非選擇性試驗(yàn)，比較研究在B型煙粉虱脅迫下，葉片的次生代謝物質(zhì)(蔗糖酯、沒食子酸、咖啡酸、阿魏酸、苯甲酸、水楊酸、木質(zhì)素）含量、防御酶(過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）、多酚氧化酶（PPO）、脂氧合酶（LOX）)活性、胰蛋白酶抑制劑（TI）活性、光合參數(shù)值（Fv/Fm、Fv/Fo）、活性氧（H2O2含量、產(chǎn)生速率）、丙二醛（MDA）含量、細(xì)胞膜電解質(zhì)滲出率（EC）的變化。【結(jié)果】紅圣女與黃圣果的蔗糖酯、酚酸、木質(zhì)素、H2O2和丙二醛含量以及Fv/Fo值、防御酶和胰蛋白酶抑制劑活性均存在顯著差異（＜0.05）；而兩個(gè)品種的Fv/Fm、產(chǎn)生速率、細(xì)胞膜電解質(zhì)滲出率沒有顯著差異（＞0.05)。兩個(gè)品種對(duì)B型煙粉虱脅迫的響應(yīng)差異明顯，脅迫9 h后，葉片的蔗糖酯、酚酸、木質(zhì)素含量和防御酶活性均升高，且紅圣女的升高程度強(qiáng)于黃圣果；葉片發(fā)生光抑制現(xiàn)象，光合參數(shù)值和胰蛋白酶抑制劑活性均下降，紅圣女的下降程度小于黃圣果；同時(shí)葉片產(chǎn)生大量活性氧，丙二醛積累、細(xì)胞膜電解質(zhì)滲出率上升，黃圣果的細(xì)胞受損傷程度高于紅圣女。【結(jié)論】番茄不同抗性品種對(duì)B型煙粉虱脅迫的響應(yīng)存在差異性，抗蟲品種響應(yīng)次生代謝物質(zhì)含量和防御酶活性的變化更強(qiáng)烈；感蟲品種響應(yīng)光合參數(shù)、活性氧、細(xì)胞膜脂過氧化和胰蛋白酶抑制劑活性的變化更強(qiáng)烈。

番茄；抗性品種；B型煙粉虱；脅迫；生理特性

0 引言

【研究意義】番茄（）是中國(guó)主要的蔬菜作物，由于危害的病蟲害種類繁多，每年損失巨大。利用作物自身的抗蟲性抵御病蟲害是一種無環(huán)境污染的防治策略，可以減輕作物對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的依賴性，有助于可持續(xù)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的建立?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】B型煙粉虱（B biotype）對(duì)番茄品種存在選擇性差異，且在較短的時(shí)間（9 h）內(nèi)觀察到這種品種差異[1]。利用番茄品種的抗、耐蟲性是煙粉虱綜合治理的重要策略。目前，寄主植物或品種對(duì)煙粉虱的抗、耐性研究集中在昆蟲本身的生物學(xué)參數(shù)，如生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖等。郭建英等[2]研究發(fā)現(xiàn)B型煙粉虱種群在番茄、棉花、菜豆和辣椒植物上的生存曲線差異顯著；沈媛等[3]研究表明B型煙粉虱在不同棉花品種上的種群數(shù)量增殖速度不同；趙建偉等[4]研究發(fā)現(xiàn)煙粉虱成蟲在黃瓜、茄子、甘薯和棉花上壽命不同；MANSARAY等[5]比較了煙粉虱在大豆、豇豆、四季豆和菜豆上的生命表參數(shù)；Júnior等[6]研究表明煙粉虱在棉花不同基因型上的成蟲吸引力和產(chǎn)卵偏好。也有研究從植物的物理特征[7]或次生物質(zhì)含量等參數(shù)分析煙粉虱的選擇性[8-9]；但不同抗性植物或品種響應(yīng)煙粉虱的生理特性研究較少。植物與植食性昆蟲長(zhǎng)期協(xié)同進(jìn)化形成許多適應(yīng)機(jī)制，抗性機(jī)制包括機(jī)械（物理）抗性及植株體內(nèi)與抗蟲性有關(guān)的生化物質(zhì)含量如黃酮類、酚酸類等[10-11]；植物耐蟲性機(jī)制的研究涉及光合作用能力變化、同化產(chǎn)物的再分配、內(nèi)源激素的變化、休眠分生組織的激活和補(bǔ)償生長(zhǎng)、儲(chǔ)藏器官的利用、植物物候?qū)W和植株株型結(jié)構(gòu)的變化等[12-13]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】分析植物次生代謝物質(zhì)（蔗糖酯、酚酸物質(zhì)和木質(zhì)素）、光合參數(shù)、活性氧和防御蛋白（過氧化物酶、過氧化氫酶、多酚氧化酶、脂氧合酶、胰蛋白酶抑制劑）等生理特性，闡明番茄不同抗性品種在B型煙粉虱脅迫下的響應(yīng)機(jī)理?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以對(duì)煙粉虱具不同抗性品種番茄（抗蟲品種：紅圣女；感蟲品種：黃圣果）為研究材料，較系統(tǒng)地研究B型煙粉虱脅迫下，番茄不同抗性品種響應(yīng)脅迫的生理特性，探明番茄對(duì)煙粉虱的抗性生理機(jī)制，同時(shí)為生產(chǎn)上選育和推廣番茄抗性品種提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2011年6月至2014年11月在中國(guó)計(jì)量大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院/浙江省生物計(jì)量及檢驗(yàn)檢疫技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成。

1.1 供試蟲源

B型煙粉虱2008年引自中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所生物入侵研究室，于實(shí)驗(yàn)室條件下（溫度（27±1）℃，相對(duì)濕度（75±5）%，光周期L﹕D=16 h﹕8 h）以棉花（cv. 中棉59）維持，定期采用SCAR-PCR檢測(cè)生物型[1]。

1.2 寄主植物

根據(jù)已經(jīng)研究報(bào)道的番茄抗性品種差異，選擇抗蟲品種（紅圣女HSN）和感蟲品種（黃圣果HSG）用于試驗(yàn)[1]。番茄種子購(gòu)自浙江勿忘農(nóng)種業(yè)集團(tuán)。番茄2個(gè)品種種植在溫室（L﹕D=16 h﹕8 h，（27±1）℃，相對(duì)濕度（75±5）%）的無蟲籠（80目，60 cm×60 cm×60 cm）內(nèi)，種子播種在塑料缽（10 cm×10 cm），出苗后單株定植，進(jìn)行一致的肥水管理，植株長(zhǎng)到大小一致含有6—7片葉時(shí)用于試驗(yàn)。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)。

1.3 試驗(yàn)方法

設(shè)兩個(gè)處理，黃圣果接蟲（infestation-HSG，IF-HSG）和紅圣女接蟲（infestation-HSN，IF-HSN），以兩個(gè)品種不接蟲為對(duì)照。每處理重復(fù)9次。

1.3.1 B型煙粉虱非選擇性試驗(yàn) 每株番茄中6片葉子分別夾上6個(gè)微蟲籠（直徑6 cm，高6 cm），每個(gè)微蟲籠接入50頭隨機(jī)采集的B型煙粉虱，9 h后將微蟲籠取下、驅(qū)除煙粉虱。在番茄植株接蟲前（以接蟲0 h表示）對(duì)葉片進(jìn)行各種指標(biāo)測(cè)定和取樣。接入B型煙粉虱9 h后，對(duì)葉片進(jìn)行各種指標(biāo)測(cè)定和取樣。以上樣品用液氮速凍放入-80℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 番茄葉表面分泌蔗糖酯（sucrose esters，SE）腺毛的組織化學(xué)標(biāo)記及SE相對(duì)含量測(cè)定 參照姚忠達(dá)等[14]的方法。（1）番茄植株第4片葉，用若丹明染液（0.2% w/v）染色 1 h，葉片沖洗、晾干、觀察，葉片表面的SE與若丹明染液反應(yīng)產(chǎn)生呈現(xiàn)玫瑰紅色的復(fù)合物質(zhì)，在體視顯微鏡下對(duì)分泌SE的腺毛進(jìn)行標(biāo)記、計(jì)數(shù)，計(jì)算單位面積上顯色腺毛數(shù)量；（2）取葉片中間部位4 cm2面積的樣本，用乙腈浸提10 s，浸提物旋轉(zhuǎn)蒸干，加入若丹明染液（0.5% w/v）染色10 min，清洗、溶解（50%乙腈），形成的SE-若丹明復(fù)合物質(zhì)在550 nm處測(cè)定，用吸光度值來表示SE的相對(duì)含量。重復(fù)3次。

1.3.3 番茄葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)和防御酶活性測(cè)定 葉綠素?zé)晒鈪?shù)PSⅡ最大光能轉(zhuǎn)化效率（Fv/Fm）、潛在光化學(xué)活性（Fv/Fo）變化和過氧化物酶（peroxidase，POD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）、多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、脂氧合酶（lipoxygenase，LOX）活性測(cè)定按照陳奕磊等[1]的方法。（1）采用德國(guó)WALZ公司GFS-3000便攜式光合儀，暗反應(yīng)時(shí)間為30 min，飽和閃光6 000 μmol·m- 2·s-1，脈沖0.8 s測(cè)定初始熒光參數(shù)F0，最大熒光參數(shù)Fm以及最大熒光強(qiáng)度Fv，重復(fù)9次；（2）防御酶提?。?.2 g樣品，用2.5 mL磷酸緩沖液（0.05 mol·L-1pH 7.0，含1%聚乙烯吡咯烷酮）研磨、提取、離心（11 000 ×，20 min，4℃），取上清液用于酶活性測(cè)定，重復(fù)3次。POD的反應(yīng)液：200 μL酶液、H2O2（1.0 mL 0.1%）愈創(chuàng)木酚溶液（1.0 mL 0.1%）、磷酸緩沖液（0.8 mL 0.1 mol·L-1pH 7.0），470 nm下測(cè)定吸光值。CAT的反應(yīng)液：200 μL酶液、H2O2（0.3 mL 0.1 mol·L-1）、磷酸緩沖液（1.5 mL 0.2 mol·L-1pH 7.0）、1.0 mL H2O，240 nm下測(cè)定吸光值。PPO的反應(yīng)液：200 μL酶液、鄰苯二酚（1.5 mL 0.2 mol·L-1）、磷酸緩沖液（1.3 mL 50 mmol·L-1pH 7.0），420 nm下測(cè)定吸光值。LOX的反應(yīng)液：200 μL酶液、25 μL亞油酸鈉母液、磷酸緩沖液（2.775 mL 100 mmoL·L-1pH 6.0），在234 nm下測(cè)定吸光值。酶活性以單位時(shí)間內(nèi)每克材料的光密度變化值來表示（△OD·min-1·g-1），重復(fù)3次。

1.3.4 番茄葉片酚酸和木質(zhì)素含量測(cè)定（1）酚酸提取和含量測(cè)定按照鄧文紅等[15]的方法，0.5 g葉片經(jīng)過消化（15 mL 1 mol·L-1NaOH，24 h，20℃）、酸化（1 mol·L-1HCl、飽和NaCl）、乙醚抽取、離心（8 000 r/min，6 min，0℃）、乙醚相靜置（無水NaSO4）、旋轉(zhuǎn)蒸干、甲醇溶解、過濾（0.45 μm微孔濾膜）后備用，重復(fù)3次。酚酸用Agilent公司HP1100的HPLC測(cè)定，色譜測(cè)定條件：梯度流動(dòng)相（甲醇/重蒸水0 min，3﹕97 v﹕v；45 min，57﹕43，v﹕v）、XDB-C18柱（4.6 mm×250 mm）、流速0.6 mL·min-1、二極管陣列檢測(cè)器、波長(zhǎng)為272 nm；（2）木質(zhì)素含量測(cè)定按照余朝閣等[16]的方法，1.0 g葉片在95%乙醇中勻漿，離心 （4 500 r/min，5 min）、沉淀物用乙醇﹕正己烷=1﹕2（v/v）清洗，收集沉淀物并干燥。干燥物溶解于2 mL溴乙酰﹕冰醋酸=1﹕3（v/v）溶液，水浴（30 min，70℃），中止反應(yīng)（0.9 mL 2 mol·L-1NaOH），定容（2 mL冰醋酸和0.1 mL 7.5 mol·L-1羥胺鹽酸），離心（4 500 r/min，5 min）、取上清液測(cè)定吸光值，以每克鮮樣在280 nm處的吸光值表示木質(zhì)素含量。

1.3.5 番茄葉片過氧化氫（H2O2）、丙二醛（MDA）含量、超氧自由基（）產(chǎn)生速率和細(xì)胞膜電解質(zhì)滲出率（electric conductivity，EC）測(cè)定 H2O2含量測(cè)定按照Uchida等[17]的方法；MDA含量測(cè)定按照Health等[18]的方法；產(chǎn)生速率的測(cè)定按照王愛國(guó)等[19]的方法；EC的測(cè)定按照蔡沖等[20]的方法。

1.3.6 番茄葉片胰蛋白酶抑制劑（trypsin proteinase inhibitor，TI）活性測(cè)定 按照Sarmento等[21]的方法。0.6 g葉片用提取緩沖液（250 μL 0.1 mol·L-1pH 8.2 Tris-HCl和750 μL 20 mmol·L-1CaCl2）研磨、離心（17 200×，30 min，4℃），上清液用于酶活性測(cè)定，重復(fù)3次。反應(yīng)液：50 μL上清液、胰蛋白酶液（50 μL 4.5×10-5mol·L-1）、提取緩沖液（125 μL 0.1 mol·L-1pH 8.2 Tris-HCl和375 μL 20 mmol·L-1CaCl2），室溫培養(yǎng)5 min。檢測(cè)體系：500 μL反應(yīng)液、提取緩沖液（125 μL 0.1 mol·L-1pH 8.2 Tris-HCl和375 μL 20 mmol·L-1CaCl2）、Na-苯甲?；?D, L-精氨酸-4-硝基苯胺鹽酸鹽（500 μL 1.2 mmol·L-1），410 nm下測(cè)定吸光值，以150和60 s的吸光值差值作為胰蛋白酶抑制劑活性。根據(jù)Kant等[22-23]的方法進(jìn)行計(jì)算及校正，單位為nmol·mg-1protein。蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用Bradford[24]方法。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Origin 9.0和DPS 7.05軟件處理數(shù)據(jù)，使用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較（＜0.05）。

2 結(jié)果

2.1 番茄不同抗性品種葉片在B型煙粉虱脅迫中的蔗糖酯相對(duì)含量和光合參數(shù)變化

番茄葉表面將分泌SE的腺毛染色標(biāo)記、計(jì)數(shù)，抗蟲品種（HSN）分泌SE的腺毛密度（3.86根/mm2）顯著高于感蟲品種（HSG）（2.13根/mm2）（＜0.05）。

處理0 h時(shí)，抗蟲品種（HSN）葉片中的SE含量顯著高于感蟲品種（HSG）（＜0.05），B型煙粉虱脅迫能顯著誘導(dǎo)兩種番茄中片中的SE含量增加（＜0.05），9 h 后抗蟲品種（HSN）和感蟲品種（HSG）葉片的SE含量分別增加了66.67%和31.43%；脅迫后抗蟲品種（HSN）的SE含量是感蟲品種（HSG）的2.07倍（表1）。

煙粉虱脅迫導(dǎo)致兩種番茄葉片的光合參數(shù)值（Fv/Fm、Fv/Fo）顯著下降（＜0.05）；9 h后抗蟲品種（HSN）和感蟲品種（HSG）的Fv/Fm分別下降了3.86%和10.35%，抗蟲品種（HSN）和感蟲品種（HSG）的Fv/Fo分別下降了10.12%和24.04%（表1）。

表1 番茄不同抗性品種葉片在B型煙粉虱脅迫中的蔗糖酯相對(duì)含量和光合參數(shù)值變化

同一參數(shù)內(nèi)不同小寫字母表示在5%水平差異顯著。下同

Different letters indicated significant differences (＜0.05) for values of any one property both across rows and down columns. The same as below

2.2 番茄不同抗性品種葉片在B型煙粉虱脅迫中的酚酸和木質(zhì)素含量變化

抗蟲品種（HSN）葉片的5種酚酸含量均顯著高于感蟲品種（HSG）（＜0.05），B型煙粉虱脅迫能顯著誘導(dǎo)番茄葉片的酚酸含量增加（＜0.05），9 h后抗蟲品種（HSN）葉片的沒食子酸、咖啡酸、阿魏酸、苯甲酸、水楊酸含量分別增加了53.38%、75.94%、92.38%、43.92%和31.35%；感蟲品種（HSN）葉片的沒食子酸、咖啡酸、阿魏酸、苯甲酸、水楊酸含量分別增加了46.41%、67.42%、84.43%、41.06%和25.90%；抗蟲品種（HSN）葉片的沒食子酸、咖啡酸、阿魏酸、苯甲酸、水楊酸含量分別是感蟲品種（HSG）葉片的1.40、2.19、1.67、1.36和1.89倍（表2）。

表2 番茄不同抗性品種葉片在B型煙粉虱脅迫中的酚酸含量變化

番茄抗蟲品種（HSN）葉片的木質(zhì)素含量顯著高于感蟲品種（HSG）（＜0.05）（圖1），葉片的木質(zhì)素含量受B型煙粉虱脅迫誘導(dǎo)，9 h后抗蟲品種（HSN）和感蟲品種（HSG）葉片的木質(zhì)素含量分別增加了60.94%和38.99%，HSN葉片的木質(zhì)素含量是HSG的1.52倍。

圖1 番茄不同抗性品種葉片在B型煙粉虱脅迫中的木質(zhì)素含量變化

2.3 番茄不同抗性品種葉片在B型煙粉虱脅迫中的活性氧、MDA含量和EC變化

活性氧是植物防御系統(tǒng)的重要部分，如圖2所示，B型煙粉虱脅迫9 h后導(dǎo)致番茄葉片的活性氧（H2O2含量、產(chǎn)生速率）顯著增加（＜0.05）。9 h后抗蟲品種（HSN）的H2O2含量和產(chǎn)生速率依次是0 h的147%和222%；感蟲品種（HSG）中H2O2含量和產(chǎn)生速率依次是0 h的171%和295%。9 h后感蟲品種（HSG）的H2O2含量和產(chǎn)生速率分別是抗蟲品種（HSN）的1.45和1.55倍。

同樣，B型煙粉虱脅迫9 h后導(dǎo)致番茄葉片的MDA含量和EC顯著增加（＜0.05），9 h后抗蟲品種（HSN）的MDA含量和EC依次是0 h的134%和145%；感蟲品種（HSG）的MDA含量和EC依次是0 h的164%和184%。9 h后感蟲品種（HSG）的MDA含量和EC分別是抗蟲品種（HSN）的1.34和1.32倍（圖2）。

2.4 番茄不同抗性品種葉片在B型煙粉虱脅迫中的防御酶和TI活性變化

B型煙粉虱脅迫9 h后導(dǎo)致番茄葉片的防御酶（POD、CAT、PPO、LOX）活性均顯著升高（＜0.05），且不同抗性品種間存在顯著差異（＜0.05）。9 h后抗蟲品種（HSN）的POD、CAT、PPO、LOX活性依次是0 h的5.22、5.89、4.96和7.19倍；感蟲品種（HSG）中POD、CAT、PPO、LOX活性依次是0 h的2.50、2.90、2.01和3.05倍。9 h后抗蟲品種（HSN）的POD、CAT、PPO、LOX活性分別是感蟲品種（HSG）的141%、162%、142%和125%（圖3）。

圖3 番茄不同抗性品種葉片在B型煙粉虱脅迫中的POD、CAT、PPO和LOX活性變化

番茄不同抗性品種的TI活性存在顯著差異（＜0.05），抗蟲品種（HSN）的TI活性是感蟲品種（HSG）的1.24倍，B型煙粉虱脅迫9 h后導(dǎo)致番茄葉片的TI活性顯著下降（＜0.05），抗蟲品種（HSN）和感蟲品種（HSG）的TI活性分別下降了19.0%和52.9%（圖4）。

圖4 番茄不同抗性品種葉片在B型煙粉虱脅迫中的TI活性變化

3 討論

筆者實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)研究得出番茄不同品種在短時(shí)間內(nèi)（9 h）能觀察到B型煙粉虱的選擇差異，篩選出抗蟲品種（紅圣女HSN）和感蟲品種（黃圣果HSG）[1]。本研究結(jié)果顯示，在B型煙粉虱脅迫下，番茄抗蟲品種（HSN）和感蟲品種（HSG）響應(yīng)脅迫的生理特性不同。

染色試驗(yàn)觀察表明抗蟲品種（HSN）葉片分泌SE的腺毛密度顯著高于感蟲品種（HSG）（＜0.05），這與Kennedy等[25-26]的報(bào)道一致，說明腺毛密度是番茄抗煙粉虱的重要組成部分。植物的腺毛可以合成、貯存或分泌各種次生代謝物質(zhì)，例如萜類、?；穷惡图谆愇镔|(zhì)等[27-28]；一些次生代謝物質(zhì)對(duì)昆蟲具有趨避和毒害作用，與植物的抗蟲性密切相關(guān)[29-30]。蔗糖酯（SE）是茄科植物表面的主要分泌物，具有殺蟲活性[31-32]；有研究報(bào)道SE對(duì)蚜蟲[31]、溫室白粉虱[33]等害蟲有抑制毒害作用。本研究中，抗蟲品種（HSN）葉片的SE含量顯著高于感蟲品種（HSG），且煙粉虱脅迫能誘導(dǎo)SE含量顯著增加；說明抗蟲品種和感蟲品種葉片的SE含量差異可能影響B(tài)型煙粉虱對(duì)番茄的危害程度，同時(shí)，煙粉虱危害對(duì)番茄植株的SE具有誘導(dǎo)效應(yīng)。

本研究中B型煙粉虱脅迫導(dǎo)致番茄葉片的Fv/Fm、Fv/Fo值顯著下降；番茄植株受煙粉虱脅迫，產(chǎn)生光抑制，導(dǎo)致光合參數(shù)值（Fv/Fm、Fv/Fo）下降[1]。說明PSII反應(yīng)中心受到破壞或失活（Fv/Fo降低），造成番茄植株光合能力下降（Fv/Fm下降）。

番茄葉片的5種酚酸（沒食子酸、咖啡酸、阿魏酸、苯甲酸、水楊酸）含量因品種（抗蟲和感蟲品種）不同存在顯著差異（表2），B型煙粉虱脅迫9 h能顯著誘導(dǎo)酚酸含量增加，且抗蟲品種顯著高于感蟲品種，植物次生代謝物質(zhì)作為其抗蟲性的主要化學(xué)基礎(chǔ)，在番茄[30]、煙草[34]、油菜[35]等植物研究中多有報(bào)道。酚酸類物質(zhì)是普遍存在于高等植物組織的次生代謝產(chǎn)物，其作為植物抗脅迫、防御分子和信號(hào)分子等的研究越來越多[36]，植物通過分泌酚酸類物質(zhì)來響應(yīng)生物和非生物脅迫，例如在玉米[37]、小麥[38]、馬尾松[15]等植物中酚酸類物質(zhì)起到防御蟲害的作用。說明煙粉虱脅迫影響酚酸類物質(zhì)的代謝，抗蟲品種和感蟲品種葉片的酚酸含量變化程度不同可能與煙粉虱生物過程密切相關(guān)，參與了植物自身保護(hù)機(jī)制。

木質(zhì)素是植物防御植食性昆蟲危害的重要物質(zhì)，咖啡酸、阿魏酸等酚酸物質(zhì)作為木質(zhì)素合成的中間代謝產(chǎn)物，可以調(diào)控木質(zhì)素的生物合成[39]。有研究報(bào)道，木質(zhì)素含量高的細(xì)胞壁可能影響昆蟲對(duì)植物的消化和利用[15,40]。本研究中番茄抗蟲品種（HSN）葉片的木質(zhì)素含量顯著高于感蟲品種（HSG），煙粉虱脅迫9 h后2個(gè)品種木質(zhì)素含量均增加，且抗蟲品種高于感蟲品種。這與任琴等[40]的蟲害馬尾松針葉木質(zhì)素含量1 h有升高的結(jié)果一致。本研究表明番茄不同抗性品種葉片的木質(zhì)素含量差異可能影響煙粉虱危害番茄的程度；同時(shí)，煙粉虱危害可誘導(dǎo)木質(zhì)素含量增加，受害葉片細(xì)胞壁木質(zhì)化增加、硬度加大、機(jī)械組織增強(qiáng)，有助于其抗拒蟲害取食。

植物受蟲害脅迫，導(dǎo)致細(xì)胞膜脂過氧化作用加強(qiáng)，活性氧代謝紊亂，細(xì)胞膜完整性遭到破壞，MDA表示細(xì)胞膜脂過氧化損傷程度，EC反映細(xì)胞膜完整性或透性；同時(shí)，植物發(fā)生光抑制現(xiàn)象，造成多余光能，通過多種途徑產(chǎn)生大量的活性氧。本研究中B型煙粉虱脅迫導(dǎo)致葉片的活性氧（H2O2含量、產(chǎn)生速率）、MDA含量和EC顯著增加，9 h后感蟲品種高于抗蟲品種。說明煙粉虱對(duì)2個(gè)品種的危害程度不同，感蟲品種葉片的細(xì)胞膜脂過氧化程度更高、完整性受到破壞更大，煙粉虱對(duì)感蟲品種危害能力更強(qiáng)。

番茄植株通過植物防御酶（POD、CAT、PPO、LOX）減輕B型煙粉虱脅迫產(chǎn)生的光抑制[1]。本研究也顯示煙粉虱脅迫誘導(dǎo)防御酶（POD、CAT、PPO、LOX）活性上升，不同品種間（抗蟲和感蟲品種）存在差異，9 h后抗蟲品種（HSN）的防御酶活性均顯著高于感蟲品種（HSG），說明番茄通過不同途徑的保護(hù)機(jī)制，提高其對(duì)逆境的抗性，降低活性氧毒害；POD、CAT通過抗氧化作用，PPO參與葉綠體內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移，LOX通過脂肪酸氧化反應(yīng)，響應(yīng)煙粉虱脅迫。

蛋白酶抑制劑是植物重要的抗蟲防御蛋白[41-42]，有些植物將蛋白酶抑制劑活性變化作為反映其誘導(dǎo)防御反應(yīng)的重要指標(biāo)[13,35,43]。胰蛋白酶抑制劑（TI）是目前研究較多的植物蛋白酶抑制劑，能夠干擾昆蟲的正常生長(zhǎng)發(fā)育[13,41]。本研究中番茄抗蟲品種（HSN）葉片的TI活性顯著高于感蟲品種（HSG）；B型煙粉虱脅迫9 h能夠抑制番茄葉片的TI活性，且對(duì)2個(gè)品種的TI活性抑制程度不同，對(duì)感蟲品種抑制能力更高（下降了52.9%），表明煙粉虱對(duì)植物的防御蛋白產(chǎn)生反防御反應(yīng)，且番茄不同抗性品種葉片的TI活性差異可能導(dǎo)致其受煙粉虱危害的程度不同。

4 結(jié)論

番茄不同抗性品種對(duì)B型煙粉虱脅迫的響應(yīng)存在差異性，抗蟲品種（紅圣女）響應(yīng)次生代謝物質(zhì)含量和防御酶活性的變化更強(qiáng)烈；感蟲品種（黃圣果）響應(yīng)光合參數(shù)、活性氧、細(xì)胞膜脂過氧化和胰蛋白酶抑制劑活性的變化更強(qiáng)烈。

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（責(zé)任編輯 岳梅）

Analysis of Physiological Characteristics with Response toB Biotype in Different Resistant Varieties of Tomato

CAI Chong, XU Ying-ying, CUI Xu-hong

(College of Life Sciences, China Jiliang University/Zhejiang Provincial Key Laboratory of Biometrology and Inspection & Quarantine, Hangzhou 310018)

【Objective】The objective of this study is to clarify the physiological characteristic changes inside the leaves of tomato between the resistance and the susceptible cultivars under the stresses ofB biotype, and to provide a reference for the breeding and popularization of tomato varieties resistant to.【Method】 An experiment was carried out under artificial climate conditions. The resistant variety (Hongshengnv, HSN) and the susceptible variety (Huangshengguo, HSG) were infested byB biotype in a no-choice way. The contents variation of the secondary metabolic materials (i.e., sucrose esters, gallic acid, caffeic acid, ferulic acid, benzoic acid, salicylic acid, lignin), the changes of some protective enzymes activities (i.e., POD, CAT, PPO, LOX) and trypsin proteinase inhibitor activity (TI), the value variation of two photosynthetic parameters (i.e., Fv/Fm, Fv/Fo), the changes of cell membrane lipid peroxidation (i.e. H2O2content,production rate, MDA content and electric conductivity (EC)), were determined all together at the same time.【Result】There were marked differences in the contents of the SE, phenolic acids, lignin, H2O2, and MDA between the HSN and the HSG. Meanwhile, the differences of the activities of TI and protective enzymes, the values of Fv/Fo, were also significant between these two varieties. However, the value differences of these parameters, such as Fv/Fm,production rate, and EC, were not obvious. The two varieties showed different responses to the infestation ofB biotype. For example, after 9 h, the contents of sucrose esters, phenolic acids, and lignin as well as the activities of protective enzymes increased all together. However, there were considerable raises as to its extent with comparing HSN to the HSG. Photosynthesis was inhibited in the leaves, confirmed by the observation of reducing of the activities of TI and photosynthetic parameter values. There were reducing to lower intensities with comparing the HSN to the HSG. More active oxygen, MDA and EC found in the latter indicated that HSG cell had been damaged greatly.【Conclusion】There were different responses to the stresses ofB biotype as to tomato of different resistant varieties. Higher variation of secondary metabolic materials contents and protective enzymes activities were observed in the resistant variety. Meanwhile, the photosynthetic parameter values, active oxygen content, cell membrane lipid peroxidation, as well as the TI activities changed more dramatically in the susceptible variety.

; resistant varieties;B biotype; stress; physiological characteristics

2015-11-04；接受日期：2016-01-11

國(guó)家自然科學(xué)基金（31401923）、浙江省自然科學(xué)基金（LQ12C14005）

蔡沖，Tel：0571-86835774；Fax：0571-86914449；E-mail：ccjacn@cjlu.edu.cn。通信作者崔旭紅，Tel：0571-86835774；Fax：0571-86914449；E-mail：xuhongcui@cjlu.edu.cn