剪叶损伤与昆虫取食对兴安落叶松(Larix gmelinii)针叶中缩合单宁诱导作用的差异

单宁是植物内与抗虫性相关的重要次生代谢物质.为了研究昆虫取食及剪叶诱导对兴安落叶松(Larix gmelinii)针叶内缩合单宁含量的影响,用剪叶法和落叶松毛虫(Dendrolimus superans)幼虫取食处理5年生兴安落叶松苗,以香草醛-盐酸法测定其剩余健康针叶内缩合单宁含量的变化.结果表明:(1)处理后1～10d,剪叶4枝75%,8枝50%、75%,12枝25%、50%、75%及虫伤4枝75%的兴安落叶松健康针叶内的缩合单宁含量均明显高于对照(P<0.01),15d时,剪叶8枝75%,12枝50%的兴安落叶松针叶内的缩合单宁含量仍高于对照(P<0.05),说明剪叶与虫伤处理均能诱导缩合单宁含量增加.(2)剪叶4枝75%,8枝50%,12枝25%、75%的处理之间,诱导的缩合单宁含量差异不显著(P>0.05).剪叶8枝75%,12枝50%诱导缩合单宁含量增加幅度比其它剪叶处理大,且诱导持续时间长.说明剪叶程度虽能影响缩合单宁含量,但二者并不呈线性关系.(3)剪叶4枝75%在5d时诱导缩合单宁含量最高,虫伤4枝75%在10d时诱导缩合单宁含量最高,说明剪叶诱导的缩合单宁含量高峰早于虫伤处理.但处理后1～10d,剪叶及虫伤4枝75%的落叶松针叶内缩合单宁含量均明显高于对照(P<0.01或P<0.05),之后与对照差异不显著(P>0.05),说明在受到诱导处理后,兴安落叶松产生应激反应,使其针叶内缩合单宁含量在一定时间内先增加,后逐渐恢复到正常水平.由上可见,可以采取适当的损伤处理取得与昆虫取食相似的兴安落叶松抗性反应.     

剪叶损伤与昆虫取食对兴安落叶松（Larix gmefinii）针叶中缩合单宁诱导作用的差异

单宁是植物内与抗虫性相关的重要次生代谢物质。为了研究昆虫取食及剪叶诱导对兴安落叶松（Larix gmelinii）针叶内缩合单宁含量的影响,用剪叶法和落叶松毛虫（Dendrolimus superans）幼虫取食处理5年生兴安落叶松苗,以香草醛．盐酸法测定其剩余健康针叶内缩合单宁含量的变化。结果表明：（1）处理后1～10d,剪叶4枝75％,8枝50％、75％,12枝25％、50％、75％及虫伤4枝75％的兴安落叶松健康针叶内的缩合单宁含量均明显高于对照（P〈0．01）,15d时,剪叶8枝75％,12枝50％的兴安落叶松针叶内的缩合单宁含量仍高于对照（P〈0．05）,说明剪叶与虫伤处理均能诱导缩合单宁含量增加。（2）剪叶4枝75％,8枝50％,12枝25％、75％的处理之间,诱导的缩合单宁含量差异不显著（P〉0．05）。剪叶8枝75％,12枝50％诱导缩合单宁含量增加幅度比其它剪叶处理大,且诱导持续时间长。说明剪叶程度虽能影响缩合单宁含量,但二者并不呈线性关系。（3）剪叶4枝75％在5d时诱导缩合单宁含量最高,虫伤4枝75％在10d时诱导缩合单宁含量最高,说明剪叶诱导的缩合单宁含量高峰早于虫伤处理。但处理后1-10d,剪叶及虫伤4枝75％的落叶松针叶内缩合单宁含量均明显高于对照（P〈0．01或P〈0．05）,之后与对照差异不显著（P〉0．05）,说明在受到诱导处理后,兴安落叶松产生应激反应,使其针叶内缩合单宁含量在一定时间内先增加,后逐渐恢复到正常水平。由上可见,可以采取适当的损伤处理取得与昆虫取食相似的兴安落叶松抗性反应。     

兴安落叶松游离氨基酸的动态变化与损伤因子的关系

为研究不同损伤因子及其不同损伤程度对落叶松游离氨基酸组分及其含量的影响,用剪叶和落叶松毛虫(Dendrolimussuperans)取食损伤兴安落叶松(Larixgmelinii)幼苗,使用HPLC柱前AccQ.Tag衍生法测定针叶内游离氨基酸的组成及含量的变化。结果表明,松针中含有17种游离氨基酸,以苯丙氨酸含量最高,损伤15d后,剪叶4枝比对照增加36.6%,虫害4枝增加的百分率达到98.3%。剪叶4枝15d后及虫害4枝5d后,损伤25%与50%之间氨基酸总含量差异显著(P0.05),且昆虫取食4枝25%、50%、75%后松针内游离氨基酸总含量的变化趋势与剪叶处理后总氨基酸含量的变化一致,均在处理10d后呈现较高的含量,虽虫害后的氨基酸总含量高于剪叶损伤后的总含量,但二者之间差异不显著。剪叶4枝、8枝、12枝3个损伤程度后针叶内的游离氨基酸含量无显著差异,说明剪叶4枝即能超过落叶松的耐受阈值,达到防御诱导效应。两种处理下多种游离氨基酸的含量均有下降,其中8种氨基酸含量存在显著差异(P0.05),即丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、脯氨酸、半胱氨酸、赖氨酸和苯丙氨酸。表明人工模拟剪叶的损伤方式与虫害都可诱导松树氨基酸组分及含量的变化,而间接影响害虫的生长发育。     

剪叶及昆虫取食对兴安落叶松蛋白酶抑制剂的影响

植物蛋白酶抑制剂是植物重要的防御物质之一。为了研究不同程度剪叶及昆虫取食诱导与兴安落叶松Larix gmelinii针叶内蛋白酶抑制剂活性变化的关系,分别以剪叶及落叶松毛虫Dendrolimus superans取食处理兴安落叶松幼苗,用紫外分光光度法测定不同处理后针叶内胰蛋白酶抑制剂(TI)和胰凝乳蛋白酶抑制剂(CI)活性变化。结果表明：落叶松毛虫取食及剪叶可诱导兴安落叶松产生系统性防御反应,处理后的1～20天,苗木针叶内TI和CI两种抑制剂活性产生显著变化,诱导产生的TI和CI的活性与损伤程度无显著相关性。相同损伤程度下,虫害诱导的TI活性高于剪叶损伤诱导的活性,但二者差异不显著;3种取食程度诱导的CI活性,只在第5天同时显著高于剪叶损伤诱导的抑制剂的活性。由此可见,可以通过适当的损伤处理取得与昆虫取食相似的植物抗性反应,这为林木病虫防治提供了新的思路。     

不同诱导因子对落叶松毛虫嗅觉和产卵选择的影响

试验测定了落叶松毛虫幼虫和成虫对茉莉酮、茉莉酸甲酯和水杨酸甲酯3种挥发性信号化合物以及对剪叶损伤、昆虫取食、茉莉酸和水杨酸等诱导因子处理的兴安落叶松的行为反应.结果表明:在0.1%～10% V/V浓度下,茉莉酸甲酯和水杨酸甲酯对幼虫有驱避作用;机械损伤、茉莉酮、茉莉酸、茉莉酸甲酯和水杨酸甲酯均能诱导落叶松产生防御,明显减少了幼虫的取食选择.落叶松毛虫成虫对茉莉酮和水杨酸甲酯有明显的触角电位反应,且雌虫反应敏感性随浓度增加而增强.在诱导因子处理后的落叶松上,成虫产卵量明显减少.     

马尾松受害诱导的化学物质滞后变化

通过接种马尾松毛虫Dendrolimus punctatus和人工剪叶,分析比较了不同受害方式对马尾松针叶内化学物质的影响。结果表明,害虫取食松针诱导的次生代谢物质(单宁、酚类物质)比人工剪叶处理略有增加,而营养物质-可溶性糖变化不大。对马尾松进行害虫取食为害、人工剪叶受害、未受害三种处理后,连续3年跟踪测定了松针叶内化学物质含量的变化。结果发现,无论是害虫取食为害,还是人工剪叶受害,针叶内次生代谢物质含量都减少,可溶性糖含量降低,直至一年后才恢复到原有的水平;蛋白质变化的趋势则始终是受害处理的含量比未受害处理的含量高,表明马尾松受害后诱导的化学物质变化具有滞后特性。     

冷蒿酚酸及其抗氧化防御酶活性对机械损伤的响应

为了探讨放牧过程中冷蒿(Artemisia frigida)酚酸及其抗氧化酶活性对牲畜采食和践踏损伤的响应,该研究对盆栽冷蒿幼苗枝叶采用不同程度(轻度、中度和重度)机械损伤的方式模拟放牧强度,利用高效液相色谱技术测定了机械损伤处理6 h后冷蒿枝叶和根系9种酚酸含量的变化;同时对多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸氨裂合酶(PAL)和抗氧化酶活性进行了测定,分析了酚酸含量与PPO和PAL活性之间的相关性。结果表明:轻度机械损伤可以诱导冷蒿枝叶和根系中PPO、PAL和抗氧化酶迅速做出响应,活性显著升高;随着机械损伤强度增加,冷蒿枝叶游离态咖啡酸、丁香酸、阿魏酸和肉桂酸含量显著增加,与对照相比中度损伤处理分别增加了150.4%、93.5%、154.4%和121.7%,与PAL活性呈正相关关系;游离态绿原酸和邻苯二酚含量减少,与对照相比重度损伤处理后降低了91.1%和69.3%,与PPO活性呈负相关关系;与对照相比重度损伤处理下没食子酸和原儿茶酸分别增加了280.6%和215.7%。随损伤强度增加,根系中9种游离态酚酸含量均显著增加,其含量均小于叶片。机械损伤导致冷蒿枝叶中游离态和结合态酚酸总量增加,根系中结合态酚酸减少。上述结果表明机械损伤首先诱导冷蒿体内应激防御系统中抗氧化酶和酚酸合成关键酶活性升高,然后促进抗氧化物质酚酸的积累,调节冷蒿植株内木质素合成以及醌类和单宁形成,增强冷蒿抗机械损伤能力和提高冷蒿的耐牧性。     

虫害马尾松(Pinus massoniana Lamb)邻枝针叶挥发物及其内源茉莉酸甲酯的快速变化

对盆栽马尾松针叶进行接虫咬食危害处理后,通过TCT-GC/MS分析了同一株受害枝相邻的健康枝针叶挥发物的成分及相对含量的时序变化。结果表明：萜烯类化合物是邻枝针叶挥发物的主要成分,其次是含氧化合物、含氮化合物等。与对照相比,多数挥发物的相对含量1h略高于对照,2h维持较高水平。同时,用GC/MS分析了邻枝针叶不同时间序列中茉莉酸甲酯的含量,结果表明：虫害马尾松邻枝针叶1h茉莉酸甲酯含量就有所升高,2h显著高于对照,是对照的近1倍。证明马尾松受到虫害后,启动了体内的防御系统,并诱导邻枝产生抗性。     

酚酸物质对红松种子萌发及苗木生长和生理特性的影响

通过室内模拟试验,阐明阔叶红松林中已测得含量较高的3种酚酸物质（苯甲酸、丁香酸和香草酸）对红松种子萌发及苗木生长的影响,为探索阔叶红松林内化感作用机理及解决红松更新障碍问题提供科学依据。采用培养皿培养法及室内盆栽培养法,以红松种子和3年生红松苗为试验对象,设置不同浓度（2、20、200 mg/L）苯甲酸、丁香酸、香草酸处理液,以蒸馏水为对照（CK）,进行红松种子萌发试验及红松苗木生长试验,研究3种酚酸物质对红松种子发芽、苗木生长、光合色素、抗氧化酶活性、膜脂过氧化作用及渗透调节物质的影响。结果表明,（1）不同浓度3种酚酸均抑制红松种子萌发,但酚酸浓度变化仅对红松种子发芽率影响差异显著。（2）3种酚酸对红松苗木生长及物质积累抑制作用显著。浓度变化对红松苗株高及地径影响不显著,对生物量、根干重和茎干重影响显著。（3）针叶叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量变化对酚酸处理反应一致,20 mg/L的3种酚酸均显著抑制光合色素产生,而200 mg/L丁香酸溶液及2 mg/L香草酸溶液均显著促进叶绿素a和类胡萝卜素积累。（4）酚酸处理使红松苗针叶中POD、CAT活性降低,SOD活性增加。针叶中MDA含量显著增加,200 mg/L丁香酸溶液处理组针叶MDA含量高于CK处理组70.51%。（5）不同浓度苯甲酸溶液促进可溶性糖增加,抑制可溶性蛋白增加;不同浓度丁香酸溶液促进可溶性蛋白增加,而不同浓度香草酸溶液抑制可溶性蛋白增加,二者对可溶性糖含量影响受浓度变化影响显著。苯甲酸、丁香酸、香草酸影响红松种子萌发,通过对红松苗光合色素、抗氧化酶活性及渗透调节物质的影响导致其生长受抑制、生物量减少,产生膜脂过氧化伤害。因此,解决阔叶红松林内红松更新障碍问题时,凋落物及土壤中酚酸物质的化感作用不容忽视。     

松墨天牛取食和人为损伤对马尾松针叶部分化学物质含量的影响

为探索松墨天牛Monochamus alternatus Hope与其寄主马尾松相互作用的关系,测定了松墨天牛取食和人为损伤1天、3天、6天、10天和15天后马尾松针叶营养物质和次生代谢物质含量的变化。结果表明： 松墨天牛取食和人为损伤均能引起马尾松针叶可溶性糖和粗多糖含量的下降,但虫害处理使新叶和老叶中可溶性糖降低更多。两种方式处理后10天马尾松新叶和老叶中蛋白质含量降到最低,然后逐渐回升; 相比较而言,虫害处理蛋白质含量降幅更大。松墨天牛取食和人为损伤均引起马尾松针叶单宁和黄酮类物质含量的增加,虫害处理的针叶中单宁和黄酮类物质的含量更高。结果提示马尾松对松墨天牛的取食为害具有特殊的应激反应机制。     

不同光照强度下兴安落叶松对舞毒蛾幼虫生长发育及防御酶的影响

为了探讨舞毒蛾对光照环境变化引起的落叶松抗性的变化是如何响应的,分析了不同光照强度处理的兴安落叶松对舞毒蛾幼虫生长发育状况和生理指标变化的影响。研究发现,取食50%和25%光照强度下生长的落叶松后,舞毒蛾幼虫平均体重、蛹重、化蛹率和羽化率与对照组相比均显著下降（P<0.05）。幼虫体内保护酶SOD、POD、CAT和解毒酶ACP、AKP、CarE、GSTs、MFO活性与对照组(100% 光照)相比均显著降低（P<0.05）且除CAT外在50%光照强度下降低最为显著（P<0.05）;4龄和5龄幼虫取食同一光强处理的落叶松后,SOD、POD、CarE、GSTs和MFO活性5龄显著低于4龄（P<0.05）,ACP和AKP活性5龄却显著高于4龄（P<0.05）,表明昆虫在不同的发育阶段启用不同的排毒酶系。光照差异对取食人工饲料的舞毒蛾生长发育和排毒代谢酶活性均没有显著影响,说明舞毒蛾生长发育和酶活性的变化是因寄主植物抗性的影响而非光照强度的作用。本研究结果表明,采取适当的营林措施调节林分内的光照条件,可以提高落叶松的自主抗虫性,增强其抵御害虫危害的能力,有效控制害虫危害,减少化学农药的施用量。     

Effect of pine foliage damage on the incidence of larval diapause in the pine caterpillar Dendrolimus punctatus (Lepidoptera: Lasiocampidae)

The pine caterpillar Dendrolimus punctatus (Walker) with a larval facultative diapause is one of the most destructive insect pests of the pine tree Pinus massoniana in China. The larvae feeding on pine trees with different damage levels were studied to determine the induction of diapause under both laboratory and field conditions. Developmental duration of larvae before the third instar was the longest when fed with 75%–90% damaged needles, followed by 25%–40% damaged needles and intact pine needles, whereas mortalities did not differ among different treatments under the conditions of 25° and critical photoperiod 13.5:10.5 L:D. At 25°, no diapause was induced under 15:9 L:D, whereas 100% diapause occurred under 12:12 L:D regardless of the levels of needle damage. Incidences of larvae entering diapause when they were fed with intact, 25%–40% and 75%–90% damaged pine needles were 51.7%, 70.8% and 81% under 13.5:10.5 L:D, respectively. Similar results were obtained in the field experiment. Incidence of diapause was significantly different among the pine needle damage levels of pine trees when the photoperiod was close to the critical day length, indicating that the effect of host plants on diapause induction was dependent on the range of photoperiod. The content of amino acid and sugar decreased and tannin increased in pine needles after feeding by the pine caterpillars, suggesting that changed levels of nutrients in damaged needles or a particular substance emitted by damaged pine trees was perhaps involved in the diapause induction of the pine caterpillar.     

四种植物酚类物质对舞毒蛾生长发育及繁殖的影响

【目的】为明确植物酚类次生物质对舞毒蛾Lymantria dispar (L.) 的影响,并为应用其防治害虫奠定基础。【方法】本研究选用4种酚酸（水杨酸、丁香酸、绿原酸和水解单宁酸）分别加入人工饲料中饲养舞毒蛾2龄幼虫,调查其对幼虫生长发育及繁殖的影响。【结果】不同酚酸对舞毒蛾的影响差异显著。单宁酸处理第12天时幼虫死亡率达到22.2%,显著高于对照（取食不添加任何酚酸的人工饲料）死亡率（3.3%）（P＜0.01）及其他酚酸处理时的死亡率。到第22天单宁酸及绿原酸使幼虫死亡率迅速上升,至第34天时死亡率达到100%;二者处理的幼虫虫体瘦小,发育历期显著延长,不能正常蜕皮,到4龄期时全部死亡。取食含丁香酸或水杨酸饲料的幼虫可幸存至蛹和成虫,雌性蛹重较对照显著增加,但产卵量和卵受精率均显著降低。其中,取食含丁香酸饲料的成虫产卵量和卵受精率分别比对照减少近90粒和降低约35%,雌性成虫比例下降。【结论】结果说明不同酚酸在害虫体内的积累会对其生长发育及繁殖产生不同程度的影响。     

Responses of Neodiprion sertifer (Hym., Diprionidae) larvae to variation in needle resin acid concentration in Scots pine

Summary We have studied how differences in needle resin acid concentrations between two clones of Scots pine influenced larval survival, larval developmental time, and cocoon weight in Neodiprion sertifer. Larvae were reared under controlled conditions in the laboratory on needles showing a three-fold difference, in resin acid concentration. Larval developmental time was significantly longer for larvae fed needles high in resin acids. No significant differences were found in cocoon weight. Larvae fed needles high in resin acids suffered significantly higher mortality, most of which occurred, in the first two instars. Data on relative growth rate for last-instar larvae, based on a traditional growth efficiency experiment, did not show any negative effects of resin acids, indicating that a possible induction takes place during early instars. Observations on the feeding behaviour of last-instar larvae, the high consumption of bark tissue (with high concentrations of resin acids) by larvae fed needles low in resin acids and preference for needle tissues high in resin acids, indicate that these larvae might actively search for tissues rich in resin acids. We conclude that the physiology and behaviour of N. sertifer has been shaped, in part, by the conflict between the negative effects of resin acids, primarily in early instars (longer developmental time with a corresponding increase in exposure to natural enemies and an increase in direct mortality), and the positive effect of resin acids in later instars (a need for resin acids for use in its own predator defence secretion).     

酚酸类物质的抑草效应分析

运用正交旋转回归试验设计分析5种常见的化感物质替代物水饧酸、对羟基苯甲酸、肉桂酸、香草酸和阿魏酸对田间伴生杂草稗草的抑制效应．结果表明,肉桂酸对稗草根长抑制率的影响最显著。其关系函数的二次项系数为-6．18,达极显著水平,水杨酸、对羟基苯甲酸和阿魏酸对稗草根长的抑制效应趋势与肉桂酸相同,效应曲线均为“n”形抛物线;而香草酸的效应曲线则为“U”形抛物线．当水饧酸、对羟基苯甲酸、肉桂酸、香草酸和阿魏酸浓度水平分别为0．06、0．60、0．24、0．02和0．02mmol·L^-1时,混合物对稗草根长的抑制率最大,达到78．65％。     

Antibiotic potential of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) against Sclerotium rolfsii

High performance liquid chromatographic (HPLC) analysis of culture filtrates of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) and medium of inhibitory zone of interaction of Sclerotium rolfsii with PGPR, viz. Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas fluorescens 4, Pseudomonas fluorescens 4 (new) and Pseudomonas sp. varied from sample to sample. In all the culture filtrates of PGPRs, P. aeruginosa had nine phenolic acids in which ferulic acid (14.52 μg/ml) was maximum followed by other phenolic acids. However, the culture filtrates of P. fluorescens 4 had six phenolic acids with maximum ferulic acid (20.54 μg/ml) followed by indole acetic acid (IAA), caffeic, salicylic, o-coumeric acid and cinnamic acids. However, P. fluorescens 4 culture filtrate had seven phenolic acids in which salicylic acid was maximum (18.03 μg) followed by IAA, caffeic, vanillic, ferulic, o-coumeric and cinnamic acids. Pseudomonas sp. also showed eight phenolic acids where caffeic acid (2.75 μg) was maximum followed by trace amounts of ferulic, salicylic, IAA, vanillic, cinnamic, o-coumeric and tannic acids. The analysis of antibiosis zone of PGPRs showed fairly rich phenolic acids. A total of nine phenolic acids were detected in which caffeic acid was maximum (29.14 μg/g) followed by gallic (17.64 μg/g) and vanillic (3.52 μg/g) acids but others were in traces. In P. aeruginosa, antibiosis zone had seven phenolic acids where IAA was maximum (3.48 μg/g) followed by o-coumeric acid (2.08 μg/g), others were in traces. The medium of antibiosis zone of P. fluorescens 4 and P. fluorescens 4 new had eight phenolic acids in which IAA was maximum with other phenolic acids in traces.