牟 峰，郅軍銳，岳文波，曾 廣

(貴州大學(xué)昆蟲(chóng)研究所，貴州省山地農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴陽(yáng) 550025)

不同處理菜豆植株對(duì)西花薊馬體內(nèi)解毒酶活性的影響

牟 峰，郅軍銳*，岳文波，曾 廣

(貴州大學(xué)昆蟲(chóng)研究所，貴州省山地農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴陽(yáng) 550025)

為明確植物的誘導(dǎo)抗性對(duì)西花薊馬體內(nèi)酶活性的影響，通過(guò)西花薊馬取食、機(jī)械損傷、外源茉莉酸和水楊酸甲酯誘導(dǎo)處理菜豆植株，研究西花薊馬2齡若蟲(chóng)取食不同處理菜豆植株后，其體內(nèi)多功能氧化酶(MFO)、羧酸酯酶(CarE)、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(GSTs)、乙酰膽堿酯酶(TChE)的變化。結(jié)果表明，西花薊馬2齡若蟲(chóng)取食不同處理的菜豆后，體內(nèi)多功能氧化酶和乙酰膽堿酯酶活性變化相同，均是在24 h和36 h顯著低于取食健康植株的。除取食茉莉酸處理的西花薊馬體內(nèi)谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶活性在24 h受到顯著抑制外，西花薊馬若蟲(chóng)取食水楊酸甲酯、薊馬危害后體內(nèi)的谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶活性均高于對(duì)照，取食機(jī)械損傷處理的西花薊馬體內(nèi)酶活性在不同取食時(shí)間下均與對(duì)照差異不顯著。取食薊馬危害和茉莉酸處理的西花薊馬蟲(chóng)體羧酸酯酶活性在6 h和36 h均受到顯著抑制，而取食機(jī)械損傷和水楊酸甲酯誘導(dǎo)的西花薊馬體內(nèi)酶活性只有在36 h受到明顯抑制。以上結(jié)果說(shuō)明外源因子誘導(dǎo)的植物抗性能夠干擾西花薊馬體內(nèi)解毒機(jī)制，削弱了其對(duì)有毒次生物質(zhì)的解毒代謝功能。

西花薊馬；菜豆；誘導(dǎo)抗性；解毒酶

植物在與昆蟲(chóng)的協(xié)同進(jìn)化中，形成了一系列可相互適應(yīng)機(jī)制，外源信號(hào)物質(zhì)和昆蟲(chóng)取食均能夠誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗性，進(jìn)而對(duì)取食的害蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生不利影響(桂連友等，2004；彭露等，2010)。面對(duì)植物的防御體系，植食性昆蟲(chóng)在選擇壓力的作用下演化出多種反防御機(jī)制以維持種群繁衍(Arimura and Kost, 2005)。其中解毒機(jī)制在昆蟲(chóng)的眾多的反防御機(jī)制中發(fā)揮重要的作用。昆蟲(chóng)解毒酶是一類異質(zhì)酶系，昆蟲(chóng)通過(guò)調(diào)節(jié)體內(nèi)解毒酶活性對(duì)殺蟲(chóng)劑、致癌物以及植物產(chǎn)生的次生性代謝物等有毒物質(zhì)進(jìn)行解毒，以適應(yīng)植物的變化，減弱或免受植物誘導(dǎo)抗性產(chǎn)生的有毒次生物質(zhì)對(duì)昆蟲(chóng)的毒害(Kostaropoulosetal., 2001；邱立紅和張文吉，2001)。解毒酶主要包括：多功能氧化酶(MFO)、羧酸酯酶(CarE)、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(GSTs)、乙酰膽堿酯酶(TChE)等。Yu(1986)研究發(fā)現(xiàn)，植物次生性代謝物對(duì)昆蟲(chóng)體內(nèi)解毒酶的誘導(dǎo)作用與殺蟲(chóng)劑的誘導(dǎo)解毒酶系統(tǒng)作用相似。已有報(bào)道，植物的次生性代謝物能夠影響昆蟲(chóng)的解毒酶活性，從而使昆蟲(chóng)對(duì)殺蟲(chóng)劑的敏感性產(chǎn)生影響(Robertsonetal., 1990)。不同的寄主植物中含有的次生性代謝物種類和含量存在差異，因此對(duì)植食性昆蟲(chóng)體內(nèi)酶活性的影響也不同(宋月芹等，2009)，經(jīng)蟲(chóng)害、茉莉酸和水楊酸及其化合物誘導(dǎo)寄主，蟲(chóng)體內(nèi)解毒酶活性會(huì)產(chǎn)生不同的響應(yīng)，其活性或升高或被抑制(吳國(guó)昭等，2012；胡海燕，2013)。

西花薊馬Frankliniellaoccidentalis是一種全球性的入侵害蟲(chóng)，自2003年發(fā)現(xiàn)后，在我國(guó)迅速擴(kuò)散，給我國(guó)蔬菜和花卉產(chǎn)業(yè)造成嚴(yán)重的損失(呂要斌等，2011)。研究西花薊馬與植物之間的關(guān)系，有助于揭示寄主植物與西花薊馬的防御與反防御機(jī)制，為制定安全有效的防治策略奠定基礎(chǔ)。很多學(xué)者研究了不同誘導(dǎo)因子對(duì)西花薊馬及其寄主菜豆的影響，如前人研究發(fā)現(xiàn)西花薊馬取食、機(jī)械損傷、外源水楊酸甲酯(MeSA)及茉莉酸(JA)誘導(dǎo)處理后會(huì)引起菜豆葉片營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和防御酶活性的變化(從春蕾等，2013，2014；田旭濤等，2013)。目前有關(guān)植物誘導(dǎo)抗性對(duì)西花薊馬的影響，多數(shù)集中在不同誘導(dǎo)處理對(duì)西花薊馬生長(zhǎng)發(fā)育影響方面，如楊帆(2009)研究發(fā)現(xiàn)，西花薊馬取食茉莉酸甲酯、水楊酸等誘導(dǎo)處理的黃瓜葉片后，發(fā)育時(shí)間顯著延長(zhǎng)，蛹重下降，西花薊馬的生存適合度降低。牟峰等(2014)研究也表明西花薊馬取食外源茉莉酸、水楊酸甲酯、西花薊馬為害處理的菜豆植株后其未成熟期的發(fā)育時(shí)間均延長(zhǎng)，存活率不同程度的下降。而有關(guān)其生理解毒機(jī)理的研究較少，只有陳銳芬(2011)報(bào)道寄主轉(zhuǎn)換后不同寄主種群的西花薊馬蟲(chóng)體的羧酸酯酶、谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶、乙酰膽堿酯酶等解毒酶的活性初期被激活、再被抑制，最后達(dá)到穩(wěn)定。本試驗(yàn)以薊馬危害、機(jī)械損傷、水楊酸甲酯、茉莉酸處理菜豆植株，研究不同處理菜豆植株對(duì)西花薊馬2齡若蟲(chóng)體內(nèi)解毒酶活性的影響，從生理生化角度分析植物誘導(dǎo)抗性對(duì)西花薊馬解毒機(jī)理的影響，為探討利用植物誘導(dǎo)抗性防御害蟲(chóng)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx(chóng)和供試植物

1.1.1供試?yán)ハx(chóng)

西花薊馬：實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期用菜豆PhaseolusvulgarisL.豆莢飼養(yǎng)的西花薊馬。

1.1.2供試植物

菜豆植株：在人工氣候箱(溫度25℃，濕度70%，光照14 L ∶10 D)內(nèi)培養(yǎng)菜豆植株，以營(yíng)養(yǎng)缽單株培育清潔苗，待菜豆長(zhǎng)至2片真葉時(shí)作為供試寄主植物，生長(zhǎng)期間不使用任何農(nóng)藥。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1菜豆植株處理

(1)薊馬危害植株，記為DTF：在供試菜豆植株每片真葉接種10頭蟲(chóng)齡一致的西花薊馬2齡若蟲(chóng)，每株共接20頭作為西花薊馬為害后的植株，接蟲(chóng)1 d后剔除若蟲(chóng)。

(2)機(jī)械損傷植株，記為MD：在供試菜豆植株的每真葉用針頭(直徑0.29 mm)從正面刺透葉片10次，1 d后用于試驗(yàn)。

(3)茉莉酸誘導(dǎo)植株，記為JA：在供試菜豆植株葉片上，噴灑濃度為1.0 mmol/L茉莉酸，噴至葉片全濕為準(zhǔn)，1 d后用于試驗(yàn)。

(4)水楊酸甲酯誘導(dǎo)植株，記為MeSA：在供試菜豆植株葉片上，噴灑濃度為5 mmol/L水楊酸甲酯，噴至葉片全濕為準(zhǔn)，1 d后用于試驗(yàn)。

(5)健康植株，記為CK：健康菜豆植株作為對(duì)照。

1.2.2解毒酶活性測(cè)定

酶源制備參考劉建業(yè)等(2014)的方法，并稍作修改。蟲(chóng)源為西花薊馬2齡若蟲(chóng)50頭，每組處理重復(fù)4次。多功能氧化酶(MFO)、羧酸酯酶(CarE)、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(GSTs)和乙酰膽堿酯酶(TChE)的測(cè)定均根據(jù)南京建成科技有限公司的試劑盒說(shuō)明書(shū)的操作步驟進(jìn)行。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

以Excel 2003對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，所獲數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行分析，以Duncan氏新復(fù)極差法檢驗(yàn)各處理間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 多功能氧化酶(MFO)活性的變化

取食不同處理的菜豆植株后西花薊馬若蟲(chóng)體內(nèi)多功能氧化酶活性變化不同(圖1)。6 h時(shí)，只有取食機(jī)械損傷的蟲(chóng)體酶活性與對(duì)照差異不顯著，西花薊馬取食蟲(chóng)害菜豆、水楊酸甲酯以及茉莉酸處理的葉片，后其體內(nèi)酶活性與對(duì)照相比均受到明顯抑制，且薊馬危害和茉莉酸處理的抑制作用要強(qiáng)于水楊酸甲酯處理。24 h時(shí)，西花薊馬取食不同處理蟲(chóng)體酶活性均受到明顯抑制，且以取食水楊酸甲酯處理的酶活性最低，與取食其它3種處理間差異顯著。36 h時(shí)，西花薊馬蟲(chóng)體酶活性和上一個(gè)時(shí)間段相同，取食各處理的酶活性均顯著低于對(duì)照，取食機(jī)械損傷處理的酶活性高于其它3個(gè)處理。

西花薊馬若蟲(chóng)體內(nèi)的多功能氧化酶活性不論在哪一種處理下，隨取食時(shí)間的延長(zhǎng)均有一個(gè)先下降后上升的過(guò)程，均是24 h時(shí)多功能氧化酶活性最低，且與6 h和36 h之間差異明顯。

2.2 乙酰膽堿酯酶(TChE)活性的變化

西花薊馬2齡若蟲(chóng)取食不同處理菜豆植株后，其體內(nèi)乙酰膽堿酯酶活性變化也不同(圖2)。在6 h時(shí)，取食薊馬危害與水楊酸甲酯處理的蟲(chóng)體酶活性均顯著低于對(duì)照，但取食機(jī)械損傷與茉莉酸處理的蟲(chóng)體酶活性與對(duì)照差異不顯著。24 h時(shí)，取食各處理的蟲(chóng)體酶活性均顯著低于對(duì)照，但不同處理之間差異不同，以取食薊馬危害處理的酶活性下降最明顯，取食水楊酸甲酯誘導(dǎo)的下降最少。36 h時(shí)，同樣取食各處理的蟲(chóng)體酶活性均也顯著低于對(duì)照，但各處理的酶活性變化與24 h相反，以取食水楊酸甲酯處理的酶活性最低，而取食薊馬危害、機(jī)械損傷和茉莉酸處理的酶活性之間差異不顯著。

取食不同處理西花薊馬若蟲(chóng)體內(nèi)乙酰膽堿酯酶活性在不同取食時(shí)間下，均呈現(xiàn)先升高再降低的變化過(guò)程。只有取食機(jī)械損傷處理的西花薊馬體內(nèi)酶活性在24 h與6 h差異不顯著，但顯著高于36 h；取食其余處理的體內(nèi)酶活性均是24 h顯著高于6 h和36 h。

圖2 不同處理誘導(dǎo)的菜豆植株對(duì)西花薊馬體內(nèi)乙酰膽堿酯酶活性的影響Fig.2 Changes of TChE activity in Frankliniella occidentalis feeding kidney bean induced by different treatments

2.3谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(GSTs)活性的變化

不同處理菜豆植株對(duì)取食西花薊馬若蟲(chóng)體內(nèi)谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶活性有明顯影響(圖3)。6 h時(shí)，取食薊馬危害、水楊酸甲酯和茉莉酸處理的谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶活性均顯著高于對(duì)照處理，且取食水楊酸甲酯和茉莉酸處理的酶活性最高，但取食機(jī)械損傷處理的酶活性與對(duì)照差異不顯著。24 h時(shí)，除取食薊馬危害處理的谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶活性略有升高外，取食其它處理的酶活性均受到一定的抑制，其中取食茉莉酸處理的酶活性最低僅為對(duì)照的32.13%。36 h時(shí)，取食各處理下薊馬體內(nèi)酶活性的變化和6 h類似。

取食薊馬危害和機(jī)械損傷的酶活性在不同時(shí)間下的變化相似，均是24 h酶活性最高，隨著取食時(shí)間的延長(zhǎng)，兩種處理的酶活性都有一定程度下降，其中取食機(jī)械損傷處理下降幅度要大于取食薊馬危害處理。取食水楊酸甲酯處理的酶活性隨著取食時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸升高，至36 h時(shí)達(dá)到最高峰。取食茉莉酸處理的酶活性24 h時(shí)最低，但在36 h時(shí)酶活性最高。

圖3 不同處理誘導(dǎo)的菜豆植株對(duì)西花薊馬體內(nèi)谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶活性的影響Fig.3 Changes of GSTs activity in Frankliniella occidentalis feeding kidney bean induced by different treatments

2.4 羧酸酯酶(CarE)活性的變化

西花薊馬2齡若蟲(chóng)取食不同處理菜豆植株6 h時(shí)，取食薊馬危害和茉莉酸處理體內(nèi)羧酸酯酶活性顯著低于對(duì)照，分別為對(duì)照的59.16%和48.87%(圖4)，取食機(jī)械損傷、水楊酸甲酯與對(duì)照差異不顯著。24 h時(shí)，取食茉莉酸處理蟲(chóng)體酶活性最高，為對(duì)照的2.12倍。取食薊馬危害與機(jī)械損傷處理的蟲(chóng)體酶活性均與對(duì)照差異不顯著。取食水楊酸甲酯處理的蟲(chóng)體酶活性顯著低于薊馬危害處理，但與對(duì)照差異不顯著。36 h時(shí)，取食不同處理植株的蟲(chóng)體酶活性與對(duì)照相比均顯著降低，分別只有對(duì)照的53.42%、65.22%、80.38%和69.45%。

西花薊馬取食機(jī)械損傷和水楊酸甲酯處理的菜豆其酶活性在不同取食時(shí)間下的變化趨勢(shì)相似，均是24 h酶活性顯著降低，隨著取食時(shí)間的延長(zhǎng)，36 h時(shí)酶活性又顯著升高。取食薊馬危害和茉莉酸處理均是在24 h和36 h的酶活性顯著高于6 h。

圖4 不同處理誘導(dǎo)的菜豆植株對(duì)西花薊馬體內(nèi)羧酸酯酶活性的影響Fig.4 Changes of CarE activity in Frankliniella occidentalis feeding kidney bean induced by different treatments

3 結(jié)論與討論

昆蟲(chóng)面對(duì)植物產(chǎn)生的化學(xué)防御，將啟動(dòng)自身的解毒酶系統(tǒng)，將有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無(wú)毒或毒性較低的物質(zhì)，從而免除外界不良條件的干擾。多功能氧化酶主要存在于昆蟲(chóng)消化道內(nèi)細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，是一種廣譜性的解毒代謝酶，外源物的進(jìn)入可不同程度地誘導(dǎo)激活或抑制多功能氧化酶的活性(付昌斌和張興，2000)。如菜青蟲(chóng)Pierisrapae取食川楝素后其幼蟲(chóng)體內(nèi)微粒體多功能氧化酶活性明顯被抑制(張興和趙善歡，1992)。本研究發(fā)現(xiàn)，取食不同外源因子誘導(dǎo)處理菜豆植株24 h和36 h后，西花薊馬若蟲(chóng)體內(nèi)的多功能氧化酶活性均顯著受到抑制，且不同處理對(duì)西花薊馬多功能氧化酶的抑制效果不同，造成這種差異可能是因?yàn)椴煌庠匆蜃诱T導(dǎo)菜豆植株抗性產(chǎn)生的次生代謝物質(zhì)種類或含量不同。

乙酰膽堿酯酶(TChE)作為有機(jī)磷和氨基甲酸酯類殺蟲(chóng)劑的作用靶標(biāo)，在害蟲(chóng)抗藥性形成過(guò)程中發(fā)揮著重要作用(曲明靜等，2007)。有研究顯示，次生物質(zhì)對(duì)昆蟲(chóng)乙酰膽堿酯酶活性有影響且與取食時(shí)間存在一定的關(guān)聯(lián)。劉少武和紀(jì)明山(2008)報(bào)道了辣椒堿在不同時(shí)間下對(duì)小菜蛾P(guān)lutellaxylostella體內(nèi)的乙酰膽堿酯酶活性均有一定的抑制作用，與本研究取食不同外源因子誘導(dǎo)菜豆植株后，蟲(chóng)體乙酰膽堿酯酶活性均受到抑制一致，推測(cè)乙酰膽堿酯酶可能是西花薊馬適應(yīng)不同誘導(dǎo)菜豆的作用位點(diǎn)之一。李春梅和郁建平(2013)發(fā)現(xiàn)血根堿對(duì)菜青蟲(chóng)乙酰膽堿酯酶具有強(qiáng)烈的抑制作用，其活性在36 h達(dá)到最低值，最大抑制率也高達(dá)95.12%，也推測(cè)乙酰膽堿酯酶可能是血根堿在菜青蟲(chóng)體內(nèi)的作用靶標(biāo)之一，本研究中薊馬取食機(jī)械損傷、水楊酸甲酯和茉莉酸處理誘導(dǎo)的菜豆植株，也發(fā)現(xiàn)在36 h蟲(chóng)體乙酰膽堿酯酶活性最低。雙斑螢葉甲Monoleptahieroglyphica取食茉莉酸處理誘導(dǎo)的重瓣玫瑰后乙酰膽堿酯酶只是在1 d時(shí)具有顯著抑制作用，取食水楊酸處理的乙酰膽堿酯酶活性在不同取食時(shí)間均與對(duì)照差異不顯著(張?chǎng)吻龋?014)。以上結(jié)果也表明不同的誘導(dǎo)處理對(duì)害蟲(chóng)體內(nèi)乙酰膽堿酯酶活性抑制的時(shí)間效應(yīng)不同。

谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶是催化還原型谷胱甘肽與各種親電子化合物進(jìn)行親核加成反應(yīng)的一類酶能夠使親電化合物的親水性增加，使其易于排出體外(Koide & Schreiner, 1992)。在昆蟲(chóng)體內(nèi)，谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶參與了多種植物次生物質(zhì)的代謝，在昆蟲(chóng)的解毒代謝中起著非常重要的作用。本研究結(jié)果中，西花薊馬體內(nèi)谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶活性在取食薊馬危害處理后在6 h、24 h和36 h下均高于對(duì)照，而取食水楊酸甲酯和茉莉酸誘導(dǎo)處理后在6 h和36 h被誘導(dǎo)，24 h被抑制，取食機(jī)械損傷處理的酶活性在整個(gè)測(cè)定時(shí)間內(nèi)與對(duì)照差異不顯著，這可能與不同處理誘導(dǎo)菜豆的防御物質(zhì)成分及含量有關(guān)，也和西花薊馬反防御機(jī)制的時(shí)間效應(yīng)有關(guān)。不同的植物次生物質(zhì)對(duì)不同植食性昆蟲(chóng)體內(nèi)谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶活性影響也不同，如董鈞鋒等(2002)研究發(fā)現(xiàn)煙堿和辣椒素顯著誘導(dǎo)了煙青蟲(chóng)Prodenialitura體內(nèi)谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶活性，而番茄苷對(duì)煙青蟲(chóng)體內(nèi)的谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶具有抑制作用，煙堿、番茄苷、辣椒素和棉酚對(duì)棉鈴蟲(chóng)谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶均無(wú)顯著影響。本研究結(jié)果表明，薊馬取食不同處理的菜豆植株后谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶活性在不同取食時(shí)間下的變化不同，可能是不同誘導(dǎo)因子對(duì)植物次生物質(zhì)誘導(dǎo)存在差異，導(dǎo)致昆蟲(chóng)取食后產(chǎn)生不同的生理生化反應(yīng)。

羧酸酯酶(CarE)是昆蟲(chóng)體內(nèi)重要的解毒酶，同時(shí)也可以被不同寄主植物或植物次生性物質(zhì)所誘導(dǎo)，如棉蚜取食不同品種棉花對(duì)其羧酸酯酶活性影響較大，取食高抗品種后，總的羧酸酯酶活性被誘導(dǎo)，并且酶活力與單寧含量有一定的關(guān)系(姜永幸和郭予元，1996)；用2-十三烷酮熏蒸處理48 h，棉蚜羧酸酯酶的活性達(dá)到最大值(呂敏等，2012)。本研究發(fā)現(xiàn)在6 h和36 h，薊馬危害的處理較機(jī)械損傷處理對(duì)蟲(chóng)體羧酸酯酶活性的抑制作用明顯，但茉莉酸和水楊酸甲酯誘導(dǎo)表現(xiàn)不一致，這可能是因?yàn)檐岳蛩岷退畻钏峒柞ソ閷?dǎo)的信號(hào)途徑在植物防御機(jī)制中的作用不同，西花薊馬取食可以誘導(dǎo)菜豆啟動(dòng)茉莉酸和水楊酸介導(dǎo)的信號(hào)途徑，從而使菜豆產(chǎn)生誘導(dǎo)防御機(jī)制(從春蕾等, 2014)；機(jī)械損傷處理是人為模仿害蟲(chóng)危害處理，但薊馬取食兩種處理后體內(nèi)酶活性變化趨勢(shì)卻有差異，這可能是因?yàn)槔ハx(chóng)取食過(guò)程中口腔中的分泌物作用在受傷位點(diǎn)對(duì)植物防御基因表達(dá)產(chǎn)生了一定影響(殷海娣等，2006)。水楊酸及其衍生物水楊酸甲酯不僅可以誘導(dǎo)植物對(duì)多種病害產(chǎn)生抗性，還能誘導(dǎo)植物對(duì)害蟲(chóng)產(chǎn)生抗性，但水楊酸信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑源自苯丙烷類代謝途徑，而茉莉酸信號(hào)傳導(dǎo)途徑是亞麻酸通過(guò)脂氧合酶(1ipoxygenase, LOX)、丙二烯氧化合成酶(allele oxide sysnthase，AOS)等一系列酶促反應(yīng)，因而在誘導(dǎo)植物抗性上存在著一定的差異(Kessler and Baldwin, 2002；胡留成，2008)。有關(guān)外源因子誘導(dǎo)植物抗性對(duì)蟲(chóng)體羧酸酯酶活性的影響，他人也有相似的研究報(bào)道，馮春富等(2011)的研究結(jié)果顯示舞毒蛾Lymantriadispa幼蟲(chóng)取食經(jīng)害蟲(chóng)危害、茉莉酸甲酯處理的落葉松后，其體內(nèi)的羧酸酯酶活性在1-5 d時(shí)受到明顯抑制。張?chǎng)吻?2014)也發(fā)現(xiàn)雙斑螢葉甲取食茉莉酸甲酯處理的重瓣玫瑰后，其體內(nèi)的羧酸酯酶活性在1 d和3 d時(shí)均受到顯著抑制。

昆蟲(chóng)體內(nèi)不同酶活性的變化不僅與取食不同的植物或次生物質(zhì)存在差異，還與其他因素有關(guān)，如不同有效成分單寧酸和不同時(shí)間處理下，楊小舟蛾Micromelalophatroglodyte體內(nèi)谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶活性變化不同(張秀波等，2009)、低劑量的槲皮素可以誘導(dǎo)煙粉虱Bemisiatabaci谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶的活性，高劑量的槲皮素對(duì)谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶沒(méi)有誘導(dǎo)作用，甚至還有抑制作用(牟少飛等，2006)等。本研究結(jié)果中，在6 h、24 h和36 h誘導(dǎo)處理下，乙酰膽堿酯酶活性在24 h高于其他取食階段，這可能是因?yàn)橹参镌谑艿讲煌恼T導(dǎo)后，激發(fā)植物的防御反應(yīng)，產(chǎn)生有毒次生物質(zhì)，并隨取食時(shí)間延長(zhǎng)植物抗性水平提高，誘導(dǎo)增強(qiáng)昆蟲(chóng)相應(yīng)的反防御系統(tǒng)，誘導(dǎo)相應(yīng)酶系的活性，當(dāng)不同酶底物濃度升高，反而抑制了酶得活性(牟少飛等，2006；彭露等，2010)。24 h時(shí)，蟲(chóng)體多功能氧化酶和羧酸酯酶酶活性低于6 h和36 h的，這可能是由于昆蟲(chóng)在取食初期產(chǎn)生了應(yīng)急性適應(yīng)，通過(guò)改變靶標(biāo)的敏感性來(lái)避免次生物質(zhì)的危害，使得在一段時(shí)間內(nèi)酶活性較低。在短期內(nèi)植物的某種次生物質(zhì)對(duì)昆蟲(chóng)解毒酶有誘導(dǎo)作用，如牟少飛等(2006)發(fā)現(xiàn)槲皮素短時(shí)間酶可誘導(dǎo)羧酸酯酶酶和谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶活性增加，隨著植物防御反應(yīng)中其他次生物質(zhì)的產(chǎn)生，酶活性發(fā)生了變化。不同蟲(chóng)體酶在不同誘導(dǎo)因子和不同取食時(shí)間下的復(fù)雜變化，可能還與植物次生物質(zhì)的種類、有效成分濃度、昆蟲(chóng)體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)和靶標(biāo)的敏感性等因素有關(guān)。

本研究結(jié)果表明西花薊馬若蟲(chóng)取食不同外源因子誘導(dǎo)處理的菜豆植株后，其體內(nèi)的解毒酶活性被不同程度的抑制或激活，干擾了薊馬對(duì)有毒次生物質(zhì)的解毒代謝功能。本試驗(yàn)只是選取西花薊馬2齡若蟲(chóng)，且取食時(shí)間只是設(shè)置3個(gè)時(shí)間梯度，不同蟲(chóng)態(tài)及其它不同時(shí)間還有待進(jìn)一步的驗(yàn)證。另外，昆蟲(chóng)在受到有毒物質(zhì)危害時(shí)，其體內(nèi)生理代謝的響應(yīng)必定是多方面的或綜合性的，不僅僅是解毒酶發(fā)揮相應(yīng)的解毒作用，保護(hù)酶也會(huì)通過(guò)自身酶活性調(diào)節(jié)，起到一定保護(hù)作用。因而，植物誘導(dǎo)抗性對(duì)昆蟲(chóng)生理生化機(jī)理的影響還需進(jìn)一步的探討。

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EffectofdifferenttreatmentsofkidneybeanontheactivitiesofdetoxificationenzymesinFrankliniellaoccidentalis

MU Feng, ZHI Jun-Rui*, YUE Wen-Bo, ZENG Guang

(Institute of Entomology, Guizhou University; Guizhou Provincial Key Laboratory for Agricultural Pest Management of the Mountainous Region, Guiyang 550025, China)

To assess the influence of induced resistance of plants on the physiological and biochemical substances inFrankliniellaoccidentalis. The kidney beans were treated by thrips damage, mechanical damage, exogenous jasmonic acid (JA)and methyl salicylate (MeSA)induction respectively. The changes of activities of multi-function oxidase (MFO), carboxylesterase (CarE), glutathione S-transferase (GSTs), cholinesterase (TChE)in 2ndlarvae ofF.occidentalisfeeding different induced kidney bean were evaluated. The results showed that the activities of MFO and TChE in 2ndlarvae had similar results, they were significantly lower than that of feeding healthy bean at 24 h and 36 h afterF.occidentalisfeeding kidney bean leaves of different treatments. The GSTs activity inF.occidentalisincreased only at 24 h after thrips feeding kidney bean induced by JA, and the activities of GSTs induced by thrips damage, exogenous MeSA induction were higher than control respectively. GSTs activity inF.occidentalisfeeding mechanical damaged plants wasn’t significantly different compared with the control under the different feeding time. The CarE activity was significantly inhibited at 6 h and 36 h after feeding the kidney bean plant by thrips damage and JA induced, while it was significantly lower only at 36 h than the control at mechanical damage and MeSA induction. The above results indicated that the induced resistance by exogenous factors interfered withF.occidentalisdetoxification mechanisms in the body and reduced its detoxification metabolic function of toxic secondary substance.

Frankliniellaoccidentalis; kidney bean; induced resistance; detoxifying enzymes

國(guó)家自然科學(xué)基金(31660516)；貴州省農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目(黔科合NY[2015]3014-1號(hào))；貴州省國(guó)際科技合作基地(黔科合平臺(tái)人才[2016]5802)

牟峰，男，1989年生，吉林樺甸人，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)昆蟲(chóng)與害蟲(chóng)防治，E-mail: 15285138563@163.com

*通訊作者Author for correspondence，E-mail: zhijunrui@126.com

Received: 2016-08-19；接受日期Accepted: 2016-11-06

Q965;S433.89

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