丁香属(Syringa spp.)植物适应性强，是药用、 园林绿化的重要树种，其经济价值不断被开发(明军等，2007)。随着丁香属植物在城区栽植面积的 不断扩大，丁香的虫害问题也逐渐显现(程红等，2011)，其中危害最广泛且较严重的为柳蛎盾蚧(Lepidosaphes salicina)，其寄生密度最大，可达32 头·cm ^{- 2}。该虫以口针刺入树木韧皮部吸取汁液，危害严重时可使丁香枝条枯死或整株死亡，给城市 绿化造成巨大的损失。程红等(2013)研究表明，丁 香中单宁、酚酸类物质的含量及其在危害盛期上升 的幅度与抗虫性有关。以往研究指出次生性抗虫物 质的形成和积累前后，一定会发生次生代谢相关酶 活性的变化(鲁艺芳等，2012; Wu et al., 2009)。有 关丁香抗虫性与次生代谢相关酶活性关系的研究尚 未见报道。过氧化物酶(peroxidase，POD)、超氧化 物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、过氧化氢酶(catalase，CAT)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)、苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase，PAL)、胰蛋白酶抑制剂(trypsin inhibitor，TI)、 胰凝乳蛋白酶抑制剂(chymotrypsin inhibitor，CI)与 植物抗性密切相关，可以作为抗虫性指标(Li et al., 2010; 严善春等，2011)。程红等(2011)野外调查 时发现柳蛎盾蚧在丁香叶上发育正常，能够完成其 生活史。为了探讨不同品种丁香对柳蛎盾蚧抗性的 强弱与其防御蛋白活性的关系，笔者对13 种(品 种)丁香的保护酶(POD，SOD，CAT)、防御酶(PPO，PAL)、蛋白酶抑制剂(TI、CI)进行研究，根据柳蛎盾 蚧的不同危害期，测定5—8 月丁香叶中的各种酶和蛋白酶抑制剂的时序变化，为深入研究丁香属植物 抗柳蛎盾蚧机制和品种选育提供理论基础。

在哈尔滨市黑龙江省森林植物园丁香园、黑龙 江中医药大学校园、东北林业大学校园内，选择人行 道旁、向阳的丁香植株为研究对象。依据6—7 月柳 蛎盾蚧平均虫口密度的不同将13 种(品种)丁香分 为4 类: 第1 类为高抗类，包括不感虫丁香［什锦丁 香(S. chinensis)、小叶丁香(S. microphylla)、关东丁 香(S. velutina)、暴马丁香(S. reticulata var. m and shurica)］和感虫丁香［小花重瓣洋丁香(S. vulgaris‘Xiaohua’)、紫叶重瓣洋丁香(S. vulgaris ‘Zihong’)、朝鲜丁香(S. dilatata)］; 第2 类为中抗 类［西南丁香(S. emodi)、大花重瓣洋丁香(S. vulgaris‘Dahua’)、洋丁香(S. vulgaris)］; 第3 类为易感类［紫丁香(S. oblata)和白丁香(S. oblata var. alba)］; 第4 类为高感类［红丁香(S. villosa)］。分 别在柳蛎盾蚧的未危害期(5 月末)、危害盛期(6 月 末)、危害弱期(7 月末)、危害末期(8 月末)采集丁 香叶片。每种丁香选择15 株样树，每5 株为1 个重 复。采样时，红丁香树龄为12 年生，其余品种均为 13 年生; 各样株树势良好，未见枯死枝条，无其他 病虫害。在样株树冠上中下3 个层次的东西南北 4 个方位，采摘长势良好的叶片，混合后作为1 株的 样品。将采集的叶片装入冰盒，带回实验室，于 - 40 ℃冰箱中保存。柳蛎盾蚧虫口密度调查、危害 时期划分等参见程红等(2013)。

称取1.0 g 鲜叶，在液氮冷冻条件下充分碾碎，依据测定酶的不同，进行不同处理。

保护酶包括POD，CAT，SOD，其测 定方法参照严善春等(2011)，其中POD 活性以1 min 内OD₄₇₀ 变化0. 1 的酶量为1 个酶活力单位(U· g^-1FW)。

PAL 活性测定采用苯丙氨酸比色法(Zong et al., 2007)，以1 min 内OD₂₉₀ 变化0. 1 的 酶量为1 个酶活力单位(U·g^-1 FW)。PPO 活性测 定采用咖啡酸比色法(Felton et al., 1992; 刘艳等，2005)，以1 min 内OD₄₇₀ 变化0. 1 的酶量为1 个酶 活力单位(U·g^-1FW)。

蛋白酶抑制剂包括TI，CI，其活力测定参照王琪等(2008)，以1 min 内蛋白酶 抑制剂活力降低0. 1 的酶量为1 个酶活力单位(U· g^-1FW)。

数据处理使用SPSS18. 0 软件，采用one-way ANOVA(单因素差异显著性分析法)中的LSD 法(最小显著法)在α = 0. 05 水平下检验柳蛎盾蚧不 同危害期对POD，CAT，SOD，PAL，PPO，TI和CI 7 种 蛋白活性的影响。以Univariate 法(单因变量的多 因素方差分析法)分析危害期时期、丁香种(品种)对各防御蛋白的影响，α = 0. 05。

不同丁香种(品种)对7 种蛋白的活性均有极 显著影响(P ＜ 0. 01)，柳蛎盾蚧的不同危害时期对7 种蛋白的活性亦均有极显著影响(P ＜ 0. 01)(表 1)。

表1 影响丁香叶内主要防御蛋白活力变化的主效应分析 Tab. 1 Analysis of main effects affecting the changes of defensive protein activity in Syringa leaves

表 1 影响丁香叶内主要防御蛋白活力变化的主效应分析 Tab.1 Analysis of main effects affecting the changes of defensive protein activity in Syringa leaves 差异来源Source POD SOD CAT PPO PAL TI CI F Sig． F Sig． F Sig． F Sig． F Sig． F Sig． F Sig． 种( 品种)Species ( cultivars) 18. 011 0. 000 56. 585 0. 000 15. 917 0. 000 81. 881 0. 000 38. 060 0. 000 14. 771 0. 000 14. 065 0. 000 危害时期Periods 217. 671 0. 000 257. 989 0. 000 112. 317 0. 000 67. 998 0. 000 35. 270 0. 000 45. 102 0. 000 18. 931 0. 000

由表 2 可见，POD 活性，在未危害期，未表现出 与抗虫性相关的差异性，只有小花重瓣洋丁香显著 高于其他种类; 而在危害盛期，高抗类、中抗类丁香 显著升高(P ＜ 0. 05)，高抗类除小花重瓣洋丁香外 增幅均在100%以上，中抗类增幅为69% ～ 89%，其 中，虫害较重的则降低(高感类)或持平(易感类); 易感、高感类略有升高(P ＞ 0. 05)或显著降低，二者 分别在危害弱期、危害末期才显著升高。可见，POD 活性的高低和变化程度与丁香对柳蛎盾蚧的抗虫性 水平高低密切相关。CAT 活性，在危害盛期高抗类 中的感虫丁香和中抗类丁香均无显著变化(P ＜ 0. 05)，易感和高感类显著高于其他种(品种)(P ＜ 0. 05)，增幅为153% ～ 1 685%; 危害弱期又都显著 降低，降幅为70% ～ 89%。SOD 活性，高抗类丁香 在危害盛期无显著变化(P ＞ 0. 05)，中抗、易感、高 感类均显著下降，其中易感、高感类降幅(67% ～ 81%)较中抗类(41% ～ 48%)高; 危害弱期除关东 丁香外都显著升高，而危害末期多表现出降低趋势。 可见，SOD 活性在未危害期及整个危害期内均未表 现出与抗虫性相关的变化规律。

表2 柳蛎盾蚧不同危害期内不同种（品种）丁香叶片保护性酶的活性^① Tab. 2 Protective enzyme activity of leaves of different Syringa species(cultivars) in various pest periods of L. salicina

表 2 柳蛎盾蚧不同危害期内不同种（品种）丁香叶片保护性酶的活性① Tab.2 Protective enzyme activity of leaves of different Syringa species(cultivars) in various pest periods of L. salicina

由表 3 可见，PPO 活性，在未危害期高感类丁香 最低，高抗类的不感虫丁香和中抗类丁香均显著高 于易感、高感和高抗类中的感虫丁香(P ＜ 0. 05); 在危害盛期，高抗类感虫丁香显著升高，增幅为 29% ～ 66%，而中抗类显著降低，降幅为50% ～ 85%，易感和高感类则变化不显著; 在危害末期，易 感类丁香显著升高，而高感类末显著升高。可见，丁 香抗虫性与PPO 初始含量有关，也与虫害盛期诱导 表达的强弱有关。PAL 活性，在危害盛期，高抗的什 锦丁香、高感类的红丁香显均著升高，其余种(品 种)显著降低或与未危害期持平; 易感类5—8 月没 有显著变化，而中抗类6 月显著下降，7 月无明显变 化，8 月显著升高。这与以往有研究认为植物组织 越嫩PAL 活性越高的观点不同，也可能是丁香抗虫 的原因。

表3 柳蛎盾蚧不同危害期内不同种（品种）丁香叶片防御性酶的活性 Tab. 3 Defensive enzyme activity of leaves of different Syringa species cultivars in various pest periods of L. salicina

表 3 柳蛎盾蚧不同危害期内不同种（品种）丁香叶片防御性酶的活性 Tab.3 Defensive enzyme activity of leaves of different Syringa species cultivars in various pest periods of L. salicina

由表 4 可见，TI 活性，高感类丁香在未危害期 显著高于其他种(品种)，但在危害盛期却显著降 低; 高抗、中抗类在危害盛期显著升高(P ＜ 0. 05)，但二者升高幅度差异不明显; 易感类略有升高(P ＞ 0. 05); 危害弱期、危害末期各抗性丁香TI 活性显 著降低或持平。CI 活性，在未危害期易感、高感类 显著高于其他丁香(P ＜ 0. 05); 在危害盛期易感、 高感类显著下降，而高抗、中抗类均显著升高，其中，高抗感虫丁香升高幅度为102% ～ 117%，中抗为 38% ～ 71%; 在危害弱期，易感和高感类显著升高，高抗和中抗类未表现出与抗性明显相关的规律; 在 危害末期各类丁香的CI 活性持平或显著降低。可 见，柳蛎盾蚧未危害期TI，CI 活性的高低与抗虫性没 有明显的相关性，虫害后升高的幅度与抗虫性相关。

表4 柳蛎盾蚧不同危害期内不同种（品种）丁香叶片蛋白酶抑制剂的活性 Tab. 4 Activity of proteinase inhibitor of leaves of different Syringa species (cultivars) in various pest periods of L. salicina

表 4 柳蛎盾蚧不同危害期内不同种（品种）丁香叶片蛋白酶抑制剂的活性 Tab.4 Activity of proteinase inhibitor of leaves of different Syringa species (cultivars) in various pest periods of L. salicina

昆虫的入侵可以诱导植物产生大量的活性氧(刘裕强等，2005)，而活性氧会损害植物的细胞膜、 核酸、叶绿素，大量积累会引起植物氧化代谢失衡，从而激发植物的抗氧化体系(Wang et al., 2011)。 SOD，POD，CAT 是植物体内重要的抗氧化酶，它们 可以降低活性氧对植物细胞的侵害，维持体内氧化 代谢的平衡，并且对诱导防御信号的产生起重要作 用(谭永安等，2010)。本研究结果表明，在未危害 期，POD，CAT和SOD 活性与丁香对柳蛎盾蚧的抗 虫性不相关，而在危害盛期，其应激反应不同，有可 能存在协同作用: POD 活性，高抗和中抗类显著升 高，易感和高感类持平或下降; CAT 活性，易感和高 感类显著升高，而高抗和中抗类丁香无显著变化; SOD 活性，高抗类无显著变化，中抗、易感、高感类 则显著降低。POD 活性的大幅增加还有利于聚合 酚酸，促进细胞壁木质化，加快损伤愈合(毛红等，2011)。笔者的系列相关研究也表明: 在危害盛期，POD 活性与丁香总酚酸含量呈正相关，二者在高 抗、中抗类丁香中均显著升高，且高抗感虫丁香的升 高幅度要高于中抗类，而易感、高感类均未显著升高(程红等，2013)。CAT 在易感和高感类丁香抗虫性 上起主导作用，对丁香来说CAT 变化可能存在防御 阈值，只有虫口达到一定密度时才启动应激反应。

防御酶在植物形成抗虫性次生物质如多酚类、 黄酮类、异黄酮和木质素等的过程中起重要作用(张宽朝等，2008; 谭永安等，2010)。本研究表明: 丁香抗虫性与PPO 初始活性高低有关，也与虫害盛 期诱导表达的强弱有关。未危害期高感类丁香PPO 活性最低，高抗类不感虫丁香和中抗类丁香PPO 活 性均显著高于易感、高感类和高抗类中的感虫丁香(P ＜ 0. 05)。在危害盛期，抗虫种(品种)比感虫种(品种)PPO 的活性上升快，高抗类感虫丁香增幅为 29% ～ 66%，其余感虫种(品种)下降，这与毛红等(2011)对绿盲蝽(Apolygus lucorum)取食棉花(Gossypium)的研究结果一致。相对PPO，PAL 的反 应相对迟缓: 高抗类丁香危害盛期PPO 活性显著升 高，PAL 活性危害弱期才显著升高; 中抗类PPO 活 性危害弱期显著升高，PAL 活性危害末期才显著升 高。酚酸是丁香的主要抗虫物质，危害盛期高抗和中抗类丁香总酚酸含量均显著升高(程红等，2013)，但此期用于合成各种酚酸的PAL 活性却没 有表现出明显的升高趋势。PAL 可能更多地用于合 成酚酸类的防御物质，其消耗可能大于合成，故在危 害盛期表现出降低趋势。

CI，TI 是与植物抗虫性关系最为密切的2 种丝 氨酸蛋白酶抑制剂，它们与昆虫消化道内的蛋白消 化酶相互作用，使昆虫厌食，从而降低昆虫的体质量和生长速率(刘会香等，2005)，但本研究中未危害 期TI，CI 的高活性并未体现出高抗性，危害盛期高 抗、中抗类丁香均显著升高，同时易感和高感类持平 或显著下降，说明危害盛期2 种蛋白酶抑制剂升高 幅度与抗虫性相关。易感、高感类丁香CI 活性在危 害盛期不升反降，这可能与其虫口密度过大有关，危 害盛期紫丁香、白丁香、红丁香的虫口密度分别为 30. 84，24. 70，51. 83 头·cm ^{- 2}(程红等，2013)。刘宽余等(1997)研究表明柳蛎盾蚧对杨树(Populus)的防治阈值为37. 39 头·cm^-2，而丁香是灌木，其防 治阈值可能较乔木(杨树)低。虫口密度激增的时 期，丁香会权衡资源分配，可能启动更为有效的防御 措施。危害盛期，高抗的感虫丁香和中抗类丁香 TI，CI 活性均显著升高，且CI 的增幅要明显大于 TI，而易感和高感显著降低或持平。可见，CI 在丁 香抗性方面的作用可能高于TI。

总之，在13 种(品种)丁香的7 种防御蛋白中，只有PPO 未危害期活性高低与抗虫性相关，POD，PPO，TI和CI 虫害盛期诱导表达的强弱与抗虫性相关。受柳蛎盾蚧危害后，丁香产生的诱导抗虫性在 其抗虫性中占有重要地位，亦是影响柳蛎盾蚧种群 数量消长的主导因素之一。丁香叶中保护酶、防御 酶和蛋白酶抑制剂的活性变化能够反映这种诱导抗 性强弱及在不同类型种(品种)间的差异。