外源诱导剂对花椒抗蚜虫性能的影响

杨雨雯， 杨 斌， 泽桑梓， 刘朝茂*

(1.西南林业大学 云南省森林灾害预警与控制重点试验室， 云南 昆明 650224； 2.云南省林业有害生物防治检疫局， 云南 昆明 650051)

花椒(ZanthoxylumbungeanumMaxim)为芸香科(Rutaceae)花椒属(Zanthoxylum)多年生香料和油料树种，其果实易保存、储放时间长，具有食用、药用价值，花椒根系发达，故具有生态价值[1]。随着国家发展高寒山区特色农业产业政策的出台，花椒种植迅速发展，花椒病虫害发生也日趋严重。蚜虫是花椒种植尤其是苗期管理中危害极为严重的害虫之一，近年来因全球气候变暖，其危害造成的经济损失逐年加重[2]。常见的蚜虫主要有棉蚜(AphisgossypiiGlover)和橘蚜(Toxopteracitricidus)[3]。花椒蚜虫以若蚜、成蚜群居在花椒嫩芽、嫩梢、嫩叶及幼果上吸食汁液危害，致使花椒叶卷曲、畸形，严重影响植物的光合作用[4]。花椒蚜虫的防治已有大量研究报道，主要集中在化学药剂的筛选[5-8]方面。由于蚜虫具有明显的世代重叠现象[9]，花椒生产中频繁使用农药极易使蚜虫产生抗药性[7]；同时，农药的使用也会对草蛉、食蚜瓢虫、食蚜蝇及寄生蜂等蚜虫天敌昆虫造成严重影响，且农药残留对自然环境、农作物安全生产及人类健康也会形成威胁[10]。

诱导抗性具有无污染、无残留、易分解且对人畜无害等特点，近年来已成为病虫害防治研究的热点，其借助外源诱导因子诱导、激发植物自身的防御体系，从而提高植物整体抗性水平抵抗病虫危害[11-14]。目前，已有大量人工合成的诱导剂，如水杨酸(SA)、褪黑素(MT)、2，6-二氯异烟酸(INA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、壳寡糖(COS)和苯并噻二唑(BTH)等被应用于诱导植物抗虫和抗病研究[15]。目前仅有花椒病虫害化学农药防治及花椒固有抗性方面的研究[16]，有关诱导抗性的研究未见报道。鉴于此，在前人研究的基础上，选取水杨酸、壳寡糖、茉莉酸甲酯、2，6-二氯异烟酸和褪黑素5种诱导剂，采用喷施方式研究不同外源诱导剂对花椒抗蚜虫性能的影响，并在此基础上筛选防效最佳外源诱导剂的最适施用浓度，以期为外源诱导剂应用于花椒蚜虫无公害防治提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 花椒苗 2年生青花椒苗，购于云南省昭通市鲁甸县花椒苗圃。

1.1.2 诱导剂 水杨酸(SA)、壳寡糖(COS)、茉莉酸甲酯(MeJA)、2，6-二氯异烟酸(INA)和褪黑素(MT)，市购。

1.1.3 试剂 1 mol/L NaOH、95%乙醇、0.5%Tween-20土温和蒸馏水，市购。

1.2 方法

1.2.1 药剂配制 1) 水杨酸(SA)。称取一定量粉末状的水杨酸先用蒸馏水加热溶解，配成10 mmol/L母液，再用1 mol/L NaOH调pH至6.8，喷施前用蒸馏水稀释至浓度2 mmol/L，滴3滴0.5% Tween-20。2) 2，6-二氯异烟酸(INA)。用蒸馏水溶解配成5 mmol/L的母液，喷施前用蒸馏水稀释至1 mmol/L，滴3滴0.5% Tween-20。3) 褪黑素(MT)。用蒸馏水溶解配成10 mmol/L的母液，试验喷施前用蒸馏水稀释至2 mmol/L，滴3滴0.5% Tween-20。4) 茉莉酸甲酯(MeJA)。纯度>97%～98%，先用95%乙醇溶解稀释配制成10 mg/L的母液，pH调至6.8，试验喷施前用蒸馏水稀释至5 mg/L，滴3滴0.5%Tween-20。5) 壳寡糖(COS)。用蒸馏水溶解配制成10 mg/L的母液，喷施前用蒸馏水稀释至5 mg/L，滴3滴0.5%Tween-20。

1.2.2 试验设计

1) 不同诱导剂处理花椒的抗虫效果。试验设6个处理，每种诱导剂作为1个处理，以喷洒蒸馏水为对照。将花椒苗移植到统一的花盆中，作好水肥及日常管理。待花椒苗定植后开始试验。喷施诱导剂前，清除花椒树上的蚜虫，用75%的酒精整株淋洗30 s后，蒸馏水冲洗2遍，待水干后盆沿铺层白纸，再分别喷施不同的诱导剂。每个处理3株花椒苗，3次重复。每隔12 h喷1次，共喷3次，喷完诱导剂后第1天每株接种10只虫龄、大小、体色相同的蚜虫，套上120目的尼龙纱网袋，防止蚜虫进出试验树苗和钻入泥土。

2) INA诱导处理花椒的抗虫效果。对由上一步试验筛选出的最适诱导剂INA进行不同浓度诱导处理试验，测试其对花椒抗虫性的诱导效果。试验设7个处理，即INA浓度为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，每个浓度为1个处理，每处理5株花椒苗，5次重复，INA喷施和接蚜方式同上。

1.2.3 蚜量调查 诱导接蚜后第1天开始，每天同一时间进行蚜量调查，记录不同处理方式每株花椒苗上活蚜数量，计算花椒蚜虫的虫口下降率和校正虫口下降率，用校正虫口下降率评判诱导剂诱导花椒抗蚜虫的效果[17]。

虫口下降率=[(诱导接蚜数-诱导后活蚜数)/诱导接蚜数]×100%

防效(校正虫口下降率)=[(处理虫口下降率-空白对照虫口下降率)/(100-空白对照虫口下降率)]×100%

1.3 数据处理

用Excell 2010及SPSS 20.0进行数据统计与分析。

2 结果与分析

2.1 不同诱导剂诱导花椒对蚜虫的抗虫效果

2.1.1 蚜虫数量 从图1看出，5种诱导剂2 mmol/L SA、1 mmol/L INA、2 mmol/L MT、5 mg/L MeJA和5 mg/L COS诱导处理接蚜后花椒树上的蚜虫数量呈不同的变化规律。INA，随诱导时间延长蚜虫数量呈逐渐减少趋势，在处理后第4天开始趋于稳定，仅2只蚜虫，明显少于对照。MT，处理后1～4 d蚜量呈递减趋势，5～11 d开始增加，但蚜量均少于对照。MeJA，处理后蚜虫数量变化规律与MT相同，蚜量呈先减后增趋势，比MT处理的蚜量多，但略少于对照。COS和SA，处理后蚜量呈递增趋势，1～3 d比对照少，从第4天开始高于对照，诱导接蚜时间越长，蚜虫数量越多。说明，5种诱导剂均对蚜虫数量有影响，其中INA的影响最大。

2.1.2 抗虫效果 从图2看出，除诱导接蚜后的第1天外，其他时间5种诱导剂诱导花椒抗蚜虫的效果差异极显著(P<0.01)。INA，诱导处理后花椒的抗虫效果(防治效果)随诱导时间的增加逐渐升高，在第11天时蚜虫防治效果达95.92%，显著高于同一时间除MT外的其余诱导剂的防效。MT，诱导后各时间段的抗虫效果均低于INA，高于SA、MeJA和COS，在处理后的1～9 d防治效果逐渐增强，第9天时防治效果最好，为56.33%，之后防治效果呈下降趋势。MeJA，诱导后花椒的抗虫效果随诱导时间增加呈先升后降再升再降趋势，在诱导接蚜后的第7天防效达最大，1～11 d的防效为-6.91～21.03%。SA和COS，诱导后花椒的抗虫效果随诱导时间增加分别呈先降后升再降趋势和先降后升再降再升趋势，二者在处理第1天时抗虫效果达最大，1～11 d的防效分别为-67.74 %～12.5%和-63.81～4.17%。MeJA、SA和COS 3种诱导剂处理花椒的抗虫效果大部分时间为负值，表明3种诱导剂仅在某个时间段能诱导花椒对蚜虫产生抗性。说明，INA诱导花椒的抗虫效果最好，与对蚜虫数量的影响结果相一致。

2.2 不同浓度INA诱导花椒对蚜虫的抗虫效果

2.2.1 蚜虫数量 从图3看出，7种浓度INA处理1～14 d后花椒蚜虫量与对照存在明显差异。对照花椒的蚜虫量呈递增趋势，而除浓度为0.4 mmol/L和0.6 mmol/L的INA处理在1～4 d蚜虫数量呈递增趋势外，其余时间与另外5种浓度的INA处理相同，花椒蚜虫量呈递减趋势，且随时间增加，虫口数趋于稳定。在诱导接蚜后第14天，对照花椒的蚜虫量从最开始的10只增至125只，不同浓度INA处理的花椒蚜虫量则少于13只，且浓度越高蚜量越少。说明，施用INA能明显诱导花椒对蚜虫的生存、繁殖产生不同程度的影响。

2.2.2 抗虫效果 从图4看出，7个浓度INA的诱导效果差异显著(P<0.05)。其中，除浓度为0.4 mmol/L INA在处理第3天的蚜虫防治效果表现为负值外，其他时间与其余6个浓度一样，在1～13 d随诱导接蚜时间增加，花椒的抗虫效果明显增强。INA浓度从低到高的最佳防效分别为89.68%、90.56%、97.16%、98.05%、97.16%、99.22%和99.52%。整体表现为INA浓度越高、诱导时间越长，花椒的抗虫效果越好。

3 结论与讨论

前人研究发现，植物最初是通过植株表面的一些特有结构防御病原菌和昆虫等的侵袭。杨俊秀等[18]研究发现，泡桐防御从枝病的能力与其叶片是否具毛以及叶毛的形态结构有关。弭向辉等[19]对陕西大红袍果皮挥发油的研究发现，花椒挥发油对病原菌有较强的抑制作用。戈家英等[20]研究发现，植物组织的角质层和细胞壁越厚，抗病虫能力越强。岳晓丽[16]的研究证实，花椒叶片角质层发达、厚度大，栅栏组织细胞排列整齐、密度大、结构疏松度小的品种，更能抵抗锈病。上述研究表明，花椒属植物一般不易受病虫害的侵袭，可能与其体表和叶片的叶毛、叶刺等形态结构及叶片的硬度、叶片内的挥发油等化合物有关。另有学者研究发现，植物抵抗病虫害除了与表面的特有结构有关外，还与体内的代谢途径和调控机制有关。王琛柱等[21]研究发现，昆虫取食或病原菌侵染会破坏植物组织的液泡等结构，调控细胞中控制物质代谢的关键酶PAL和CAT活性[22]，合成防御分子等[23]，迫使植物产生生理防御，抵御病虫害[24]。王阳等[25]研究证实，BTH和INA诱导处理能明显增强小麦体内PAL和PPO活性。

研究结果表明，SA、COS、MeJA、INA和MT等5种诱导剂在诱导接蚜后的11 d，INA诱导花椒抗蚜虫的效果最好，防效达95.92%；MT其次，最佳防效为56.33%；SA、COS和MeJA诱导对花椒蚜虫也有短暂的防治效果。0.4～1.6 mmol/L INA诱导处理，花椒的抗虫效果在89.68%～99.52%，说明INA诱导对蚜虫均有明显的防治效果。按照激素低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特性，若要进行大批量使用和推广，还需考虑对花椒本身的影响，综合经济、高效和环保目的，0.8 mmol/L为诱导花椒抗蚜虫的最适INA浓度。

INA作为一种有效诱导花椒抗蚜虫的抗性诱导剂，能明显影响蚜虫的生殖生理，减少花椒蚜虫的数量，起到很好的防治作用。可能是其影响花椒叶片中某些代谢物质的含量，或抗性相关酶的活性所致。结合前人在植物抗病虫的表面特有结构、固有抗病组织、代谢途径关键酶活性、信号途径防御分子合成，以及抗病基因RPW8等基因[26]功能、序列的研究，后续可从该方面进一步研究花椒抗蚜虫及其他病虫害的作用机理，激发和诱导植物系统抵抗病虫害的能力，改变传统化学农药防治的方式，实现花椒病虫害的绿色防治。