蘆 屹, 王惠卿, 陳劉生, 王佩玲*, 李 晶*

(1. 石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院植物保護(hù)系, 石河子 832003; 2. 新疆維吾爾自治區(qū)植物保護(hù)站, 烏魯木齊 830006)

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新疆棉花品種次生代謝酶活性與誘導(dǎo)抗蚜性的關(guān)系

蘆 屹1,2, 王惠卿2, 陳劉生1, 王佩玲1*, 李 晶2*

(1. 石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院植物保護(hù)系, 石河子 832003; 2. 新疆維吾爾自治區(qū)植物保護(hù)站, 烏魯木齊 830006)

為了明確不同棉花品種次生代謝酶活性與誘導(dǎo)抗蚜性的關(guān)系,研究了不同類型棉花品種在棉蚜為害脅迫下,苯丙氨酸解氨酶(PAL)、過氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性的變化及其對(duì)抗蚜性的影響。結(jié)果表明,未受蚜害時(shí)不同品種同一酶活性存在顯著差異;受蚜害誘導(dǎo)后,抗蚜品種和感蚜品種3種酶活性均有不同程度的上升,抗蚜品種酶活性顯著高于感蚜品種,誘導(dǎo)抗蚜性的強(qiáng)弱在不同品種間差異顯著。

棉花; 苯丙氨酸解氨酶; 過氧化物酶; 多酚氧化酶; 棉蚜; 誘導(dǎo)抗蚜性

棉蚜AphisgossypiiGlover屬半翅目蚜科,是世界性棉花害蟲,也是我國(guó)長(zhǎng)江、黃河流域和西北內(nèi)陸棉區(qū)的重大害蟲之一。20世紀(jì)80年代中期以來(lái),棉蚜已成為新疆棉區(qū)的主要防治對(duì)象。1985年棉蚜在吐魯番地區(qū)暴發(fā)成災(zāi),繼而在全疆各棉區(qū)普遍發(fā)生,危害嚴(yán)重[1-2]。由于新疆生長(zhǎng)季節(jié)干旱,又無(wú)明顯的雨季,對(duì)害蟲的發(fā)生極為有利,棉蚜發(fā)生的范圍之廣,數(shù)量之多,危害期之長(zhǎng)和損失之重都占全國(guó)首位[3]。長(zhǎng)期以來(lái),新疆棉蚜防治主要依賴化學(xué)藥劑,包括藥劑拌種、涂莖、毒土熏蒸、化學(xué)挑治等技術(shù)措施,但棉蚜危害并未得到有效遏制[4]。培育和利用抗蚜品種是棉蚜綜合治理的重要措施之一,研究棉花抗蚜性機(jī)制,對(duì)今后在生理生化或分子水平抗性品種選育、揭示品種抗蟲性的本質(zhì)方面具有重要意義。

次生代謝(secondary metabolism)是指生物合成生命非必需物質(zhì)并儲(chǔ)存次生代謝產(chǎn)物(又稱為“天然產(chǎn)物”)的過程[5-9]。植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中,依靠次生代謝合成抗蟲活性物質(zhì),從而具備了對(duì)害蟲不同程度的抗性,達(dá)到控制害蟲種群數(shù)量、交配行為和地理分布的效果,減輕了蟲害[6]。當(dāng)植物受到侵害時(shí),植物細(xì)胞中控制物質(zhì)代謝的酶首先做出反應(yīng)[10-12],尤其是一些次生代謝物質(zhì)形成過程中的關(guān)鍵酶類會(huì)很快執(zhí)行保護(hù)性反應(yīng)。許多研究認(rèn)為,植物體內(nèi)保護(hù)酶系統(tǒng)(PAL、POD、PPO)在植物抗病蟲中有重要意義,與植物的抗病蟲能力有著密切關(guān)系[11,13]。對(duì)昆蟲取食引起植物保護(hù)酶變化的研究表明,植物對(duì)害蟲的應(yīng)激反應(yīng)還表現(xiàn)在保護(hù)酶活力的增強(qiáng)。從棉花對(duì)害蟲的誘導(dǎo)防御反應(yīng)過程來(lái)分析,次生抗蟲物質(zhì)形成積累前后,必然會(huì)發(fā)生次生物質(zhì)合成基因表達(dá)及與次生代謝相關(guān)酶活性的變化。新疆氣候條件、栽培措施特殊,關(guān)于本地棉花品種次生代謝酶活性變化與抗蚜性關(guān)系的研究尚不多見。本研究選取新疆棉區(qū)主栽的9個(gè)不同抗(感)蚜棉花品種,通過對(duì)棉蚜為害引起的3種次生代謝相關(guān)酶活性變化進(jìn)行測(cè)定分析,以期為新疆棉花誘導(dǎo)抗蚜機(jī)制研究提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)和依據(jù),為抗蚜育種工作和實(shí)現(xiàn)棉蚜的持續(xù)控制提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試棉花品種及蟲源

供試棉花品種9個(gè):其中感蟲品種‘中棉所35’、高抗品種‘新海21號(hào)’由塔里木大學(xué)植物保護(hù)教研室提供，中抗品種‘新陸早12號(hào)’、‘新陸早24號(hào)’、‘標(biāo)雜A1’、‘新炮臺(tái)1號(hào)’、‘新陸早13號(hào)’、抗蚜品種‘新雜棉2號(hào)’、感蚜品種‘81-3’由石河子大學(xué)作物育種教研室提供[14-15]。棉花品種的抗蚜性鑒定來(lái)自筆者前期試驗(yàn)結(jié)果,棉蚜采自農(nóng)學(xué)院實(shí)驗(yàn)站春季田間自然蟲源。

1.2 方法

1.2.1 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2007年在石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院實(shí)驗(yàn)站9號(hào)網(wǎng)室中進(jìn)行。試驗(yàn)網(wǎng)室用80目篩網(wǎng)籠罩,設(shè)置處理和對(duì)照各1個(gè)小區(qū),處理與對(duì)照之間用80目篩網(wǎng)隔開。品種隨機(jī)排列,每品種分別種植于處理及對(duì)照小區(qū)內(nèi),每小區(qū)2行。每4行為一組覆膜,膜寬140 cm,實(shí)行寬窄行種植,行距為30-50-30 cm、株距10 cm,處理及對(duì)照各品種3次重復(fù),網(wǎng)室總面積48 m2。4月23日鋪膜點(diǎn)播,播種時(shí)棉種不作任何藥劑處理,整個(gè)生育期內(nèi)不噴施任何殺蟲劑,滴灌方式,管理措施與一般大田相同。處理:6月20日棉花現(xiàn)蕾期模擬大田棉蚜發(fā)生量在各棉花品種上接入棉蚜(每株3～4頭),接種方式為搭葉接混合蚜[16];對(duì)照:各棉花品種整個(gè)生育期未受蚜害。試驗(yàn)過程中及時(shí)觀測(cè)各處理蚜蟲發(fā)生情況,在未接蚜蟲前,如發(fā)現(xiàn)蚜蟲及時(shí)清除。

1.2.2 樣品采集

在棉花現(xiàn)蕾期(7月3日),分別采集處理和對(duì)照中各品種棉株倒3葉葉片,以液氮浸泡后,放入-70℃超低溫冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 棉花次生代謝酶活性測(cè)定方法

苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性測(cè)定參照薛應(yīng)龍的方法[17]。取處理葉片0.3 g,加入0.05 g PVP,再加5 mL預(yù)冷的0.1 mol/L硼酸緩沖液(pH=8.8,內(nèi)含5 mmol/L巰基乙醇),冰浴中研磨勻漿,在4℃下10 000 r/min離心15 min,上清液用作酶活性測(cè)定。取1 mL 0.02 mol/L苯丙氨酸(用0.1 mol/L pH=8.8的硼酸緩沖液制備),加2 mL 0.05 mol/L硼酸鹽緩沖液(pH=8.8)和0.1 mL酶液,對(duì)照用0.1 mL 0.1 mol/L硼酸鹽緩沖液(pH=8.8)代替酶提取液。于30℃水浴保溫30 min,用紫外分光光度計(jì)測(cè)定290 nm處的吸光度,酶活性單位定義為每克鮮重每小時(shí)吸光度的變化ΔA290/(h·g)。

過氧化物酶(POD)活性測(cè)定參照李合生的方法[18]。取處理葉片0.5 g放入研缽中,加入5 mL 0.05 mol/L的磷酸緩沖液(pH=7.8),冰浴研磨,勻漿倒入離心管中,在4℃下10 000 r/min低溫離心20 min,上清液用作酶活性測(cè)定。反應(yīng)液包括2.9 mL 0.05 mol/L磷酸緩沖液(pH=7.8),1.0 mL 2% H2O2,1.0 mL 0.05 mol/L愈創(chuàng)木酚,0.1 mL酶液。用加熱5 min的酶液為對(duì)照,從加入H2O2開始計(jì)時(shí)。在470 nm下每隔1 min讀數(shù)一次,共讀3次,以每克鮮重葉片1 min內(nèi)吸光度變化值ΔA470/(min·g)表示酶活力的大小。

多酚氧化酶(PPO)活性測(cè)定參照湯章城的方法[19]。取處理葉片0.5 g,加入0.05 mol/L磷酸緩沖液(pH=6.8)5 mL,0.1 g PVP,在4℃下研磨勻漿后,于4℃低溫離心(15 000 r/min,20 min),上清液為酶提取液。在比色皿中加入1.5 mL 0.02 mol/L鄰苯二酚溶液和0.05 mol/L pH 6.8的磷酸緩沖液1.5 mL,酶液0.2 mL,對(duì)照用0.2 mL 0.05 mol/L磷酸緩沖液(pH=6.8)代替酶液,立即于398 nm處測(cè)定吸光值,每隔1 min讀數(shù),以每克鮮重葉片1 min內(nèi)吸光度的變化ΔA398/(min·g)表示PPO活性。

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)采用Excel與SPSS軟件處理,用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同棉花品種在棉蚜為害后PAL活性的變化

對(duì)9個(gè)供試棉花品種(系)苯丙氨酸解氨酶活力測(cè)定結(jié)果表明(表1),不同棉花品種(系)正常棉株的PAL活性存在一定差異,抗蚜品種活性高于感蚜品種,差異達(dá)極顯著(F=148.41,F0.01(8,18)=3.71)。受棉蚜為害后,各品種的PAL活性均有不同程度的升高,抗蚜品種PAL活性提高率明顯高于感蚜品種,經(jīng)方差分析品種間PAL活性差異達(dá)極顯著(F=358.55,F0.01(8,18)=3.71)?！潞?1號(hào)’、‘新雜棉2號(hào)’和‘新陸早13號(hào)’的PAL活性分別為13.89、13.61和13.61 ΔA290/(h·g),而感蚜品種‘中棉所35’、‘81-3’的PAL活性僅為7.94和7.89ΔA290/(h·g),感蚜品種PAL活性增加值不如抗蚜品種‘新海21號(hào)’、‘新雜棉2號(hào)’和‘新陸早13號(hào)’明顯,但所有品種蚜害誘導(dǎo)與正常棉株的PAL活性差異均表現(xiàn)為極顯著(9組F測(cè)驗(yàn)值見表1,F0.01(1,4)=21.20)。

表1 不同棉花品種(系)苯丙氨酸解氨酶活力1)

Table 1 The activity of phenylalanine ammonia lyase in different cotton varieties (lines)

棉花品種(系)Cottonvariety(line)苯丙氨酸解氨酶活力/ΔA290·h-1·g-1 ActivityofPAL蚜害棉株 Injuredcotton正常棉株 NormalcottonF新海21號(hào)Xinhai21(13.89±0.147)aA(8.56±0.111)bA836.30新雜棉2號(hào)Xinzacotton2(13.61±0.147)aA(8.28±0.147)bA658.19新陸早13號(hào)Xinluzao13(13.61±0.200)aA(8.22±0.222)bA324.13標(biāo)雜A1BiaozaA1(11.89±0.147)aC(7.28±0.147)bB492.05新陸早12號(hào)Xinluzao12(12.56±0.056)aB(7.00±0.096)bB2490.14新陸早24號(hào)Xinluzao24(8.11±0.147)aE(4.89±0.200)bC168.06新炮臺(tái)1號(hào)Xinpaotai1(9.11±0.147)aD(4.44±0.147)bCD503.86中棉所35CCRI35(7.94±0.147)aE(4.11±0.056)bDE594.9881-3(7.89±0.056)aE(3.50±0.255)bE283.68

1) 表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤,同列中不同大寫字母表示不同棉花品種間差異顯著(P<0.01),同行中不同小寫字母表示同一品種正常與蚜害之間差異顯著(P<0.01)。下同。 Data in the table are mean±SE; the different uppercase letters in the same column and the lowercase letters in the same row indicate significant difference at 1% level. The same below.

2.2 不同棉花品種在棉蚜為害后POD活性的變化

對(duì)9個(gè)供試棉花品種過氧化物酶活力測(cè)定結(jié)果(表2)表明,不同棉花品種(系)正常棉株的POD活性存在一定差異,抗蚜品種活性高于感蚜品種,差異達(dá)極顯著(F=295.64,F0.01(8,18)=3.71)。對(duì)于蚜害棉株而言,不同品種之間POD活性較正常棉株有明顯的增加,增長(zhǎng)的幅度較大,蚜害后品種間POD活性差異達(dá)極顯著(F=179.39,F0.01(8,18)=3.71)。抗蚜品種‘新雜棉2號(hào)’、‘新海21號(hào)’蕾期正常棉株P(guān)OD活性分別為135.83和135.33 ΔA470/(min·g),蚜害后則上升為222.33、209.33 ΔA470/(min·g),感蚜品種‘81-3’和‘中棉所35’正常棉株P(guān)OD活性分別為102.33和78.33 ΔA470/(min·g),蚜害后上升為152.83、110.67 ΔA470/(min·g),感蚜品種棉株的POD活性盡管也在上升,活性增加值遠(yuǎn)不如抗蚜品種如‘新雜棉2號(hào)’和‘新海21號(hào)’明顯,但所有品種蚜害誘導(dǎo)與正常棉株的POD活性差異均表現(xiàn)為極顯著(9組F測(cè)驗(yàn)值見表2,F0.01(1,4)=21.20)。由此可見,棉蚜刺吸為害引起棉株組織中抗氧化酶活性升高,POD在棉花品種誘導(dǎo)抗蚜性中有明顯作用。

2.3 不同棉花品種在棉蚜為害后PPO活性的變化

對(duì)9個(gè)供試棉花品種多酚氧化酶活力測(cè)定結(jié)果(表3)表明,不同棉花品種(系)正常棉株的PPO活性存在一定差異,抗蚜品種活性高于感蚜品種,差異達(dá)極顯著(F=23.824,F0.01(8,18)=3.71)。對(duì)于蚜害棉株而言,不同品種之間PPO活性較正常棉株有明顯的增加,增長(zhǎng)的幅度較大,抗蚜品種‘新海21號(hào)’和‘新雜棉2號(hào)’較正常棉株幾乎增長(zhǎng)了一倍,蚜害后品種間PPO活性差異達(dá)極顯著(F=94.288,F0.01(8,18)=3.71)。抗蚜品種‘新海21號(hào)’和‘新雜棉2號(hào)’蕾期正常棉株P(guān)PO活性分別為1.18、0.98 ΔA398/(min·g),蚜害后則上升為2.22、2.00 ΔA398/(min·g),感蚜品種‘中棉所35’和‘81-3’正常棉株P(guān)PO活性分別為0.58和0.57 ΔA398/(min·g),蚜害后上升為1.12、0.98 ΔA398/(min·g)。蚜蟲為害后,高抗棉花品種的多酚氧化酶活性快速增加,而中抗和感蚜品種的多酚氧化酶活性增加值較小,但所有品種蚜害誘導(dǎo)與正常棉株的PPO活性差異均表現(xiàn)為極顯著(9組F測(cè)驗(yàn)值見表3,F0.01(1,4)=21.20)。

表2 不同棉花品種(系)過氧化物酶活力測(cè)定

Table 2 The activity of peroxidase in different cotton varieties (lines)

棉花品種(系)Cottonvariety(line)過氧化物酶活力/ΔA470·min-1·g-1 ActivityofPOD蚜害棉株 Injuredcotton正常棉株 NormalcottonF新雜棉2號(hào)Xinzacotton2(222.33±3.444)aA(135.83±1.642)bA514.05新海21號(hào)Xinhai21(209.33±1.764)aB(135.33±1.424)bA1065.60新陸早13號(hào)Xinluzao13(203.50±4.368)aB(126.00±0.764)bB305.40標(biāo)雜A1BiaozaA1(191.83±2.351)aC(117.00±0.577)bC955.46新陸早12號(hào)Xinluzao12(161.33±2.522)aD(108.50±1.607)bD312.08新炮臺(tái)1號(hào)Xinpaotai1(151.67±2.489)aD(102.50±0.577)bE370.3281-3(132.00±4.359)aE(102.33±1.167)bE43.23新陸早24號(hào)Xinluzao24(152.83±0.882)aD(97.83±0.882)bEF1944.64中棉所35CCRI35(110.67±0.727)aF(78.33±0.441)bG1447.54

表3 不同棉花品種(系)多酚氧化酶活力測(cè)定

Table 3 The activity of polyphenol oxidase in different cotton varieties (lines)

棉花品種(系)Cottonvariety(line)多酚氧化酶活力/ΔA398·min-1·g-1 ActivityofPPO蚜害棉株 Injuredcotton正常棉株 NormalcottonF新海21號(hào)Xinhai21(2.22±0.060)aA(1.18±0.044)bA192.20新雜棉2號(hào)Xinzacotton2(2.00±0.029)aB(0.98±0.044)bB372.10新陸早13號(hào)Xinluzao13(1.77±0.044)aC(0.98±0.044)bB157.79標(biāo)雜A1BiaozaA1(1.52±0.044)aDE(0.87±0.044)bB108.64新陸早12號(hào)Xinluzao12(1.63±0.017)aCD(0.83±0.017)bB1152.00新炮臺(tái)1號(hào)Xinpaotai1(1.42±0.044)aE(0.83±0.044)bB87.50新陸早24號(hào)Xinluzao24(1.17±0.044)aF(0.82±0.044)bB31.50中棉所35CCRI35(1.12±0.044)aFG(0.58±0.044)bC73.1481-3(0.98±0.044)aG(0.57±0.017)bC78.13

3 討論

植物在病蟲危害或條件脅迫等不良外界環(huán)境時(shí),通過誘導(dǎo)或抑制次生代謝酶的產(chǎn)生來(lái)適應(yīng)環(huán)境而使其得以生存,筆者通過對(duì)抗蚜程度不同的棉花品種(系)受棉蚜侵害脅迫前后3種酶活性變化的分析證實(shí)了PAL、POD、PPO等酶是植物次生代謝過程中的3個(gè)關(guān)鍵酶,當(dāng)植物處于病蟲危害脅迫時(shí),被害組織的活性氧突增,而保護(hù)酶系統(tǒng)具有清除活性氧,防止植物受害的作用,3種酶會(huì)很快執(zhí)行防御反應(yīng),表現(xiàn)為酶活性的增加。3種酶活性在受蚜害后有明顯的升高,充分證實(shí)3種酶在棉株組織和細(xì)胞遭受侵害時(shí),會(huì)產(chǎn)生誘導(dǎo)機(jī)制來(lái)抵御棉蚜的取食。從測(cè)試結(jié)果看,受蚜蟲刺吸誘導(dǎo)后,抗蚜品種表現(xiàn)為3項(xiàng)指標(biāo)迅速升高,且峰值高;感蚜品種各項(xiàng)指標(biāo)上升緩慢,且峰值遠(yuǎn)比抗蚜品種低。

苯丙氨酸解氨酶(PAL)是苯丙烷類代謝的關(guān)鍵酶和限速酶,其活性的高低與植物抗蟲性有很大關(guān)系[20-22]。本研究中棉蚜的為害顯著增加了抗、感品種棉株體內(nèi)苯丙氨酸解氨酶的活性,受蚜害誘導(dǎo)后,棉株體內(nèi)調(diào)節(jié)這一代謝速度的關(guān)鍵酶PAL活性迅速上升,顯示著這一代謝途徑能夠被蚜害誘導(dǎo)活化速度加快,合成較多的次生抗生物質(zhì),有效地調(diào)動(dòng)了相關(guān)防御體系,在一定程度上抑制了蚜害的擴(kuò)展,受害輕。而感蚜品種誘導(dǎo)抗性反應(yīng)慢,且強(qiáng)度低,未能及時(shí)有效抵御蚜害的加劇,受害重。棉株P(guān)AL活性變化能夠反映這種誘導(dǎo)抗性強(qiáng)弱及在不同品種間的差異。

過氧化物酶(POD)是植物抗逆反應(yīng)過程中的一種氧化還原酶[23-24],在誘導(dǎo)抗性防御機(jī)制中起重要作用[25-26]。本研究中棉蚜刺吸為害及其對(duì)生理生化過程的影響,可能引起棉葉組織中O2-和H2O2等超氧物的過量生成,抗氧化酶系活性隨即增高,可迅速清除活性氧對(duì)棉花的危害,從而強(qiáng)化了棉花的自我防御能力。高抗品種在受到棉蚜刺吸為害時(shí),棉葉組織中POD活性迅速提高,對(duì)蚜蟲的危害脅迫反應(yīng)迅速,從而增強(qiáng)了其抗蚜性。棉花品種間酶活性的差異顯示了誘導(dǎo)抗性的強(qiáng)弱。

多酚氧化酶(PPO)亦屬于抗氧化酶系[27],多酚類物質(zhì)在量上增加了植株的總酚含量,進(jìn)而在次生代謝有關(guān)酶的作用下合成抗生性更強(qiáng)的木質(zhì)素和氧化成醌[28-29]。本研究中棉株受蚜害后,體內(nèi)PPO活性隨多酚物質(zhì)增加而上升,說(shuō)明酚類氧化反應(yīng)在加強(qiáng),酚類物質(zhì)氧化產(chǎn)物的毒性可增強(qiáng)寄主的抗蟲反應(yīng),從而提高了棉株的抗蚜性。棉花在棉蚜為害的條件下,多酚氧化酶活性的變化可反映棉花抗蚜性的強(qiáng)弱,棉花抗蚜品種反應(yīng)快、酶活性變化較大,蚜害較輕,而感蚜品種的反應(yīng)慢、酶活性變化較小,不能及時(shí)地防止蚜害進(jìn)一步蔓延發(fā)生,造成蚜害嚴(yán)重。

筆者前期分別對(duì)棉花品種葉片形態(tài)特性、生化物質(zhì)含量以及誘導(dǎo)抗逆性物質(zhì)等進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)棉花抗蚜性與品種葉片的蠟質(zhì)、棉酚、單寧、游離脯氨酸含量密切相關(guān)[14-15]。與單寧含量呈正相關(guān),即單寧含量越高,感蚜性越強(qiáng);與蠟質(zhì)、棉酚、可溶性糖含量呈負(fù)相關(guān),其中棉酚含量對(duì)抗蚜性的影響最大,含量越高,抗蚜性強(qiáng);游離脯氨酸在棉花的固有和誘導(dǎo)抗蚜性中作用明顯。本研究發(fā)現(xiàn)抗蚜品種次生代謝酶活性顯著高于感蚜品種,棉花誘導(dǎo)抗蚜性的強(qiáng)弱在不同品種間存在顯著差異。綜合上述研究結(jié)論,棉花抗蚜性是由多種因素綜合作用的結(jié)果,無(wú)論是形態(tài)特性、生化物質(zhì)含量等組成抗性,還是次生代謝物質(zhì)的誘導(dǎo)抗性,在抵御棉蚜侵害的過程中都具有積極的主動(dòng)保護(hù)作用。組成抗性屬于植物固有特性,雖然會(huì)因環(huán)境條件的不同而影響其抗性程度,卻總是存在并始終起作用;誘導(dǎo)抗性則屬于動(dòng)態(tài)特征,對(duì)植食性昆蟲除具有負(fù)面影響還存在正效應(yīng),在受到昆蟲為害時(shí)不能立即發(fā)揮作用[30]。因此,組成抗性在抗蚜機(jī)制中最為重要,發(fā)揮的作用也大于誘導(dǎo)抗性。但盡管如此,誘導(dǎo)抗蚜性作為一種新的棉花抗性類型,在防御棉蚜的危害方面具有很大的潛力,今后在選用和利用抗性品種,減少化學(xué)農(nóng)藥的使用,以及延緩棉蚜抗藥性快速形成等方面必將有廣闊的研究和應(yīng)用前景。

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(責(zé)任編輯：田 喆)

Correlation between induced resistance to aphids and secondary metabolism enzyme activities of cotton varieties in Xinjiang

Lu Yi1,2, Wang Huiqing2, Chen Liusheng1, Wang Peiling1, Li Jing2

(1.DepartmentofPlantProtection,CollegeofAgriculture,ShiheziUniversity,Shihezi832003,China; 2.PlantProtectionStationofXinjiangUygurAutonomousRegion,Urumqi830006,China)

In order to define the correlation between induced resistance to aphids and secondary metabolism enzyme activities of different cotton varieties, experiments were carried out to study the change in the activities of phenylalanine ammonia-lyase (PAL), peroxidase (POD) and polyphenol oxidase (PPO) and their resistance to aphids on different cotton varieties. The results indicated that there were significant differences in the activity of the same enzyme in different varieties without aphid infestation. Under aphid infestation, the activities of three enzymes in resistant and susceptible varieties were increased distinctly, and the activity in resistant varieties was significantly higher than that in the susceptible ones. The contents of phenolic compounds were changed in the same way. The further tests showed that PAL, POD and PPO were participated in the defense system of cotton, and the strength of the induced resistance to aphids had significant differences between different varieties.

cotton; phenylalanine ammonia-lyase; peroxidase; polyphenol oxidase;Aphisgossypii; induced resistance to aphids

2016-08-28

2016-09-21

“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2006BAD21B02-3);新疆兵團(tuán)農(nóng)八師科委重點(diǎn)項(xiàng)目(2005-01);新疆兵團(tuán)博士基金(05JJ01)

S 435.622, S 433.1

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.04.009

* 通信作者 E-mail:wangpl69@126.com;ljjl626@sina.com