周晶，孫譚淇，祝雨軒，邱洋洋，王麗艷

（黑龍江八一農墾大學農學院，大慶 163319）

近年來，隨著我國綠豆出口量的增加，使其已然成為我國在國際市場上的優(yōu)勢產業(yè)[1-2]。但隨著綠豆的種植面積的日益增加，各種蟲害的發(fā)生也逐漸加劇，其中以蚜蟲最甚。根據課題組近幾年的調查鑒定和李定旭等[3]的田間調查結果表明，綠豆上的蚜蟲主要是豆蚜（Aphis craccivoraKoch）。蚜蟲隸屬于昆蟲綱（Insecta）半翅目（Hemiptera）蚜蟲科（Aphididae），俗稱膩蟲或蜜蟲，是昆蟲中一個較大的類群。豆蚜為害會使綠豆減產20%~30%，重者超過50%[4-7]，所以防治蚜蟲的發(fā)生是綠豆高產穩(wěn)產的重要保障。

目前關于綠豆蚜蟲的防治現(xiàn)在主要的方法是農業(yè)防治與化學防治相結合，但隨著社會的發(fā)展，化學農藥的使用又面臨了許多制約[8-9]。利用植物的抗蟲性來防治害蟲已成為國內外最積極、有效、經濟的防治措施。通過外源因素誘導植物提高抗性來防治蟲害，既可以有效的降低對環(huán)境的污染維持生態(tài)平衡，又可以減少農藥對農產品的殘害，具有顯著的經濟效益、生態(tài)效益以及社會效益。

國內外關于外源因素對植物抗性影響研究很多。諸多研究表明，外源因素的應用能夠引起植物體對環(huán)境脅迫的多種形態(tài)學和生理學響應[10]，使植物產生誘導防御，從而使植物產生防御基因的表達，引起植物體內產生一系列的生理生化反應，提高植物抗逆性[11]。其中在外源誘導劑對植物抗性的影響方面的研究很多，有研究指出在噴施外源誘導劑24 h后，多個抗性指標均發(fā)生顯著變化[12-17]。外源水楊酸影響氣孔開閉、種子萌發(fā)、果實產量、離子吸收、產熱、開花、性別分化和抑制乙烯的生物合成等，水楊酸及其鹽類被認為是一類新型植物激素[18]。水楊酸可與過氧化氫酶結合，抑制該酶的活性，阻斷H2O2被分解而提高氧化逆境，增進植物抗病、抗蟲及抗非生物逆境力[19-20]。

除了植物及其器官特定的形態(tài)學結構和理化特性外，為了使自身器官不被害蟲取食，或減小被害蟲取食的程度，植物也演化出了更重要的防御策略。在植物的理化性質中，目前認為作用較大、對昆蟲產生決定性影響的是植物含有種類繁多的次生代謝產物，即植物次生物質[21]。目前對抵御害蟲危害的抗蟲次生物質的研究較多的是縮合單寧、黃酮類化合物和萜烯類化合物，它們對多種害蟲具有一定的抗蟲活性。

總酚是誘導植物對一系列生物或非生物脅迫發(fā)揮抗性的重要次生物質[22]。余清、劉保川等[23-25]研究發(fā)現(xiàn)植物受病害、蟲害后，植株體內的總酚含量會增高，酚類物質對蚜蟲的生長、發(fā)育有明顯的抑制作用，總酚含量與品種的抗蚜性呈顯著正相關[26]。王琛柱、張永軍、劉旭明等[27-28]的研究表明，單寧可以抑制害蟲生長，抗性高的作物植株內單寧含量高。黃酮廣泛存在于自然界的植物中，屬植物次生代謝產物，黃酮類化合物可增加昆蟲的代謝負擔，影響其正常生命活動。張金發(fā)、馬榮金等[29-30]的研究表明黃酮類化合物對葉螨的生長發(fā)育表現(xiàn)毒害效應；黃瓜葉片通過合成黃酮類物質進而抑制蚜蟲的生長發(fā)育，而黃瓜品種的抗蚜性的強弱與其受到蚜蟲危害后其葉片的黃酮含量有關。

目前國內外關于水楊酸及其衍生物研究報道很多，都說明了水楊酸能夠誘導植物產生抗蟲性[31]。而研究水楊酸對作物品種抗蟲性的影響，可以確定一個能使抗性變現(xiàn)最優(yōu)的成長條件，為抗源的篩選方法和抗蟲品種的高產栽培提供科學的依據，這對指導抗蟲育種具有實際的意義。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試蟲源

在黑龍江八一農墾大學綠豆試驗田采集豆蚜（Aphis craccivoraKoch），并移接到室內進行盆栽飼養(yǎng)，繁殖多代供做試驗蟲源。

1.1.2供試綠豆品種：小明綠。

1.2 試驗方法

1.2.1 誘導劑濃度設置

濃度設置參照牟峰等[32-35]的研究，并做進一步優(yōu)化。

設置水楊酸處理濃度五個梯度，分別為0.1、0.5、1、5 mmol·L-1和10 mmol·L-1。對照為0 mmol·L-1。

1.2.2 取樣方法

盆栽小明綠綠豆植株，每盆留15株健康綠豆幼苗。用五種濃度（0.1、0.5、1、5 mmol·L-1和10 mmol·L-1）的水楊酸溶液，分別對出苗20 d的綠豆苗進行噴施（以葉片上的液體能成滴流下為準），以噴施水的盆栽為對照。每個濃度4盆重復，噴施后24 h后，進行第一次取樣，記為第0天的取樣，取完樣后接蟲，每株20頭豆蚜成蟲。在接蟲后的第3、6、9、12天分別對植株進行取樣，將取完樣的植株放入液氮冷凍后，放入-20℃保存?zhèn)溆?，用于測定綠豆植株的次生代謝物的含量。

1.2.3 綠豆植株次生代謝物含量的測定方法

測定方法參照武予清、楊愛民等[32，36-38]方法，并做進一步優(yōu)化。

1.3 數(shù)據分析

運用Excel 2021進行數(shù)據統(tǒng)計，利用SPSS 19.0進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 豆蚜脅迫下不同濃度水楊酸處理對綠豆植株總酚含量的影響

豆蚜脅迫下，噴施不同濃度水楊酸后，綠豆植株內總酚含量變化結果如圖1所示。五個濃度處理的綠豆植株體內總酚含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。且在第0天時，五個濃度處理下綠豆植株內總酚含量均為第0~12天內總酚含量最低值，除0.1 mmol·L-1濃度處理在第12天時達到取樣時間范圍內總酚含量最大值外，隨著濃度升高，綠豆植株內總酚含量達到最大值的時間逐漸延長。

圖1 五個濃度水楊酸對綠豆植株總酚含量的影響Fig.1 Effects of five concentrations of salicylic acid on the total phenolic content of mung bean plant

第0天時，五個濃度處理綠豆植株總酚含量均比CK值高，最高的是處理濃度為0.5 mmol·L-1時，且0.5 mmol·L-1處理和CK比存在極顯著差異，0.1、1 mmol·L-1和10 mmol·L-1濃度處理與CK比均存在極顯著差異，而5 mmol·L-1濃度處理與CK比存在差異但不顯著。第3天時，五個濃度處理綠豆植株總酚含量均比CK值高，最高的是處理濃度為0.5 mmol·L-1時，最低為5 mmol·L-1時，1 mmol·L-1濃度處理與CK比存在顯著差異，0.1、0.5 mmol·L-1和10 mmol·L-1處理與CK處理間均存在極顯著差異。第6天時，各處理與CK間不存在差異。第9天時，綠豆植株總酚含量最低為處理濃度為1 mmol·L-1時，1 mmol·L-1和5 mmol·L-1濃度處理與CK處理比存在顯著差異，其余處理與CK處理值比較存在差異，但不顯著。第12天時，綠豆植株總酚含量最高為處理濃度0.5 mmol·L-1時，最低為處理濃度10 mmol·L-1時，兩處理間存在顯著差異，且0.5 mmol·L-1處理與CK處理比也存在顯著差異，0.1 mmol·L-1與10 mmol·L-1處理與CK比存在差異但不顯著。

由表1可知，水楊酸不同濃度和不同作用時間的雙因素作用下，對綠豆植株總酚含量的影響達顯著。綠豆植株總酚含量在第0天時優(yōu)于其他時間處理；在0.5 mmol·L-1濃度處理時對總酚含量的影響優(yōu)于其它濃度處理。

表1 水楊酸不同濃度和作用時間對綠豆植株總酚含量的影響Table 1 Effects of different concentrations and durations of salicylic acid on the content of total phenolic in mung bean plants

2.2 豆蚜脅迫下不同濃度水楊酸處理對綠豆植株黃酮含量的影響

豆蚜脅迫下，噴施不同濃度水楊酸后，綠豆植株內黃酮含量變化結果見圖2。五個濃度處理的綠豆植株體內黃酮含量隨時間變化呈現(xiàn)迅速升高后緩慢下降的趨勢。且0.5 mmol·L-1濃度處理在第3天時達到了第0天~第12天這一試驗時間范圍內的所有處理下綠豆植株黃酮含量最大值，在第3天時五個濃度水楊酸處理下綠豆植株內黃酮含量均與對照存在極顯著差異。且在0.1~5 mmol·L-1四個濃度處理下，隨著濃度的升高，綠豆植株內黃酮含量升高時間越長。

圖2 不同濃度水楊酸對綠豆植株黃酮含量的影響Fig.2 Effects of different concentrations of salicylic acid on the content of flavonoids in mung bean plant

第0天時，五個濃度處理的綠豆植株黃酮含量均高于CK處理的黃酮含量，最高的是處理濃度為0.5 mmol·L-1時，與CK處理比存在極顯著差異，與其他處理間存在顯著差異；其余處理與CK比存在顯著差異。第3天時，五個濃度處理的綠豆植株黃酮含量最高的是0.5 mmol·L-1時，其次是處理濃度為10 mmol·L-1時，五個濃度處理與CK比均存在極顯著差異，各處理間黃酮含量存在顯著差異。第6天時，五個濃度處理的綠豆植株黃酮含量最高的是0.5 mmol·L-1濃度時，最低為5 mmol·L-1濃度時，兩處理與CK比較存在極顯著差異，而其余處理與CK間存在顯著差異。第9天時，五個濃度處理的綠豆植株黃酮含量最高的是處理濃度為0.5 mmol·L-1時，最低為10 mmol·L-1時，且0.5 mmol·L-1處理濃度與CK處理間存在極顯著差異，其余處理與CK比存在差異，但不顯著。第12天時，五個濃度處理的黃酮含量均低于CK處理的黃酮含量，最低為10 mmol·L-1處理時，其次是1 mmol·L-1和0.1 mmol·L-1濃度處理下，且三者與CK處理間均存在極顯著差異；其余兩個處理與CK比差異不顯著。

由表2可知，水楊酸不同濃度和不同作用時間的雙因素作用下，對綠豆植株黃酮含量影響達極顯著。綠豆植株黃酮含量在第3天時優(yōu)于其它時間處理在0.5 mmol·L-1濃度處理下對黃酮含量的影響優(yōu)于其它處理濃度。

表2 水楊酸不同濃度和作用時間對綠豆植株黃酮含量的影響Table 2 Effects of different concentrations and durations of salicylic acid on the content of flavonoids in mung bean plants

2.3 豆蚜脅迫下不同濃度水楊酸處理對綠豆植株單寧含量的影響

豆蚜脅迫下，噴施不同濃度水楊酸后，綠豆植株內單寧含量變化結果見圖3。五個濃度處理下綠豆植株單寧含量均呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢。在第6天時，五個濃度水楊酸處理下的綠豆植株內單寧含量均與對照存在極顯著差異。且除了0.1 mmol·L-1濃度處理外，其余四個濃度水楊酸處理下的綠豆植株內單寧含量均在第3天時達到最大值。

圖3 不同濃度水楊酸對綠豆植株單寧含量的影響Fig.3 Effects of different concentrations of salicylic acid on the tannins content of mung bean plant

第0天時，五個濃度處理綠豆植株單寧含量均低于CK值，且除了0.5 mmol·L-1濃度處理外，其余四個濃度與CK比均存在極顯著差異；單寧含量值較低的是10 mmol·L-1濃度處理和1 mmol·L-1濃度處理時，而這與其他處理比差異顯著。第3天時，五個濃度處理綠豆植株單寧含量均較高，最高的是1 mmol·L-1濃度時，其次是0.5 mmol·L-1時；單寧含量最低是處理濃度為5 mmol·L-1時，且與CK處理比存在極顯著差異，其余處理與CK比差異不顯著。第6天時，五個濃度處理綠豆植株單寧含量均高于對照處理下綠豆植株的單寧值，五個處理與CK比均存在極顯著差異。單寧含量較高的是0.1 mmol·L-1時、1 mmol·L-1和10 mmol·L-1處理時，三個處理下的單寧值與0.5mmol·L-1處理比差異極顯著。第9天時，五個濃度處理綠豆植株單寧含量最高的是0.5 mmol·L-1濃度處理時，最低是濃度處理為5 mmol·L-1時，除10 mmol·L-1與CK比存在顯著差異外，其他四個處理與CK比均存在極顯著差異。第12天時，五個濃度處理綠豆植株單寧含量均高于CK處理單寧值，除10 mmol·L-1處理與CK處理間存在顯著差異外，其他四個處理與CK比均差異極顯著；單寧含量最高的是處理濃度為1 mmol·L-1時，與其他處理間存在顯著差異。

由表3可知，水楊酸不同濃度和不同作用時間的雙因素作用下，對綠豆植株單寧含量影響達極顯著。綠豆植株單寧含量在第3天時優(yōu)于其它處理時間；且在0.5 mmol·L-1濃度處理時對單寧含量的影響優(yōu)于其它濃度處理。

表3 水楊酸不同濃度和作用時間對綠豆植株單寧含量的影響Table 3 Effects of different concentrations and durations of salicylic acid on the content of tannins in mung bean plants

3 討論

酚類次生代謝物是植物植株內與植物抗蟲性有關的重要物質，可破壞昆蟲的正常代謝，進而影響昆蟲的生殖發(fā)育和繁殖[39]。有研究表明，植物體內酚類物質含量與抗蟲性呈正相關。黃酮主要通過影響昆蟲的取食，進而影響昆蟲的生長發(fā)育和繁殖。單寧的含量越高，誘導抗蟲性就越強，受害越嚴重，抗性越強的植物體內單寧、黃酮含量就越高[40-42]。

總酚是一種與植物抗性有關的次生物質，根據前人的研究，通常情況是總酚含量先上升，然后降低。在產生抗性的細胞結構變化或病程相關蛋白產生后，總酚含量產生變化。試驗結果表明，在不同濃度水楊酸處理的綠豆植株受豆蚜為害后，植株內的總酚含量呈先上升后下降的趨勢，且在第6天時迅速上升，不同處理間存在顯著性差異。水楊酸不同濃度和不同作用時間雙重作用下對總酚含量影響不顯著。吳曉霞、樊婕和張曉霞等[43-45]研究發(fā)現(xiàn)，外源誘導劑在適宜濃度下可有效誘導作物體內酚類次生代謝物含量的變化，有利于增強作物的抗蟲性，與試驗結果一致。諸姮等[46]研究結果表明，植物體內的黃酮類化合物具有增強植物抗逆性的化學防御的功能，在植物生態(tài)適應過程中發(fā)揮著積極作用。試驗結果表明，水楊酸選擇的濃度范圍內，黃酮含量上升值大于茉莉酸甲酯的選擇范圍內的黃酮含量升高值；水楊酸不同濃度和不同作用時間雙重作用下對黃酮含量影響極顯著。張永軍等[47]的研究結果表明，適宜濃度的外源水楊酸能提高棉花中黃酮類化合物的含量，與試驗結果一致。

試驗結果表明，在不同濃度水楊酸處理下，單寧含量與黃酮和總酚都呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，且各處理在不同時間范圍內與CK均存在極顯著差異，處理后的植株受到豆蚜為害后第3天，單寧含量迅速上升；水楊酸不同濃度和不同作用時間雙重作用下對單寧含量影響極顯著。劉旭明[48]的研究結果表明，棉苗受棉蚜為害后，會產生積累單寧等生化物質，且對后期棉蚜種群消長有重要作用。陳巨蓮等[49-50]與胥苡等[51]的研究結果中對單寧在小麥抗蚜性的重要性結論不一致，陳巨蓮的研究結果認為單寧含量與麥蚜抗性關系不密切，而胥苡的研究結果認為單寧是小麥抗蚜的重要物質，試驗結果與胥苡一致。研究結果的不同，可能是因為采用的方法、試驗的作物以及害蟲不同造成的。

4 結論

豆蚜脅迫下，噴施不同濃度的水楊酸后綠豆植株內的總酚、單寧和黃酮的含量均呈現(xiàn)出先升高后降低的倒“V”型變化趨勢，綠豆植株內總酚和黃酮的含量，隨著濃度升高，含量升高時間逐漸加長。水楊酸五個濃度或不同作用時間對綠豆植株總酚、黃酮和單寧含量影響均極顯著；水楊酸五個濃度和不同作用時間雙因素作用下對綠豆植株總酚影響顯著，對黃酮和單寧含量影響均極顯著。且在水楊酸濃度為0.5 mmol·L-1，第9天時對綠豆植株體內次生代謝物質含量的誘導效果最為顯著。