2011
, XU Han-liang, SUN Dong-lei, GUAN Chu-xiong, LI Ji-hu, LIU Yu-cai, LIANG Rui-bo, LIN Ming-jiang, GONG Heng-liang 
近年来，甘蔗螟虫的发生与为害，已成为甘蔗 生产中最棘手的问题。从下种到收获的整个生长 期，螟害问题无时不在。甘蔗螟虫苗期钻入生长点 造成枯心，中后期钻入蔗茎造成虫蛀节、枯梢(又 称死尾)等。甘蔗因螟虫为害造成的产量损失一般 为10%～25%，严重时可达40%～60%，造成的糖 分损失一般在1%～3%。化学防治一直是近几十年 来螟虫的主要防治手段。但由于化学农药的大量使 用甚至滥用引起的生态失衡、环境恶化、食品污染 等问题已显而易见，特别是近年来频发的食品安全 问题，令人们不得不重新审视现今作物病虫害防治 的理念与策略，寻找更为安全、有效的具有创新理 念的防治新途径。
从植物自然进化特性出发，通过外源化学物质 如茉莉素等的诱导作用，激发植物体自身免疫机 制，强化作物对病虫害的抗性能力是病虫害防治最 安全、最理想的途径。龚恒亮，安玉兴等 (2011)报 道[1]：甘蔗在MeJA 的诱导作用下，甘蔗生长点组 织及叶片中多种次生代谢物质的含量发生变化，且 这种变化与模拟螟虫为害的机械损伤诱导反应相 似。本文研究了甘蔗在MeJA 及机械损伤作用下对 甘蔗多酚氧化酶(PPO)活性的影响。
供试甘蔗材料为甘蔗品种ROC22。取甘蔗中、 上部蔗茎为种苗，将其斩切成双芽苗，将双芽苗播 种于塑料育苗盘中。待甘蔗处理拔节期时，选取生 长健壮、均匀的甘蔗进行试验处理。
苿莉酸甲酯(MeJA)(分析纯)，95%乙醇(分析 纯)。邻苯二酚，磷酸二氢钠，磷酸氢二钠，聚乙 烯基吡咯烷酮Poly (n-vinyl-pyrrolidone，PVP)；Triton X100。
UV752 型紫外分光光度计(上海菁华科技仪器 有限公司)，冷冻超速离心机。
MeJA 处理：将MeJA 溶解于无水乙醇中，再 用蒸馏水稀释成1.00 mg/L、2.00 mg/L 和4.00 mg/L 的水溶液(含乙醇9%)中。用小型喷雾器对蔗叶及 蔗茎进行均匀喷雾，喷至叶面挂水珠为度。
机械损伤处理：分叶部和茎部处理。叶部处理， 模拟螟虫取食叶片形成花叶这一为害特征，以蔗苗 心叶下第1 片叶作为处理叶片，用消毒的打孔器沿 叶脉两侧对称地各打4 个孔；茎部处理则模拟螟虫 蛀食蔗茎形成虫蛀节这一为害特征，用消毒的打孔 器在蔗茎近生长点处打2 个孔。
对照(空白对照)处理：用含9%乙醇的蒸馏水 对蔗茎、叶进行喷雾，喷至叶面挂水珠为度。
每处理重复3 次，每重复3 株蔗苗。处理前、 后将不同处理分开放置，以免处理间相互干扰。
处理后24 h，对3 组处理分别取样，取样时将 蔗苗的叶和茎分别用剪刀剪下，叶片齐叶耳处剪 下。取样叶片为心叶以下第一片叶。将叶片剪碎并 -20℃冰箱中冷藏备用。
分别称取3 g 的甘蔗叶片和生长点组织放入研 钵中，加入少量石英砂，加入提取液20 mL(0.1 mol/L 的pH 7.0 的磷酸缓冲液内含7% PVP 和10% TritonX100)，冰浴研磨匀浆，再加入10 mL 提取液， 将匀浆液全部转入离心管中，-20℃冷藏备用。将 提取液放入2℃的冷浴中解冷后，在8000 r/min、4 ℃离心5 min，取上清液为酶的粗提液。
表1 和图1 为茉莉酸甲酯(MeJA) 1 mg/kg、2 mg/kg、4 mg/kg 3 个不同浓度处理与机械损伤处理 对蔗叶组织中多酚氧化酶活性测定结果。从表1 及 图1 可以看到，与空白对照处理相比，茉莉酸甲酯 不同浓度处理与机械损伤处理，可明显提高叶片中 多酚氧化酶PPO 活性，MeJA 1 mg/kg、2 mg/kg 和 4 mg/kg 处理，PPO 活性分别是空白对照的10.7、11.0 和11.5 倍，机械损伤处理，PPO 活性是空白对照 的18.6 倍。从结果比较中可看到，MeJA 3 个不同 浓度处理对PPO 活性的影响差异性不大。
 | 表1 叶片组织中PPO 活性 |
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图1 不同处理方法对叶片中PPO 活性影响 |
从甘蔗生长点组织中PPO 活性分析结果，可 以看到，甘蔗经茉莉酸甲酸和机械损伤处理后，生 长点组织中多酚氧化酶活性均有显著提高，特别是 经茉莉酸甲酸处理的甘蔗，其生长点中多酚氧化酶 活性提高幅度是空白对照的35～44 倍，是机械损 伤处理的4～5 倍。在MeJA 不同浓度处理中，以 1mg/kg 对生长点中多酚氧化酶的促进作用最明显 (见表2 和图2)。
| 表2 蔗生长点组织中PPO 活性 |
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图2 不同处理方法对茎生长点中PPO 活性影响 |
图3 显示，在对照处理中，甘蔗叶和生长点组 织中多酚氧化酶活性均处于较低的水平，在机械损 伤处理后，两者之间多酚氧化酶活性没有明显变 化，而MeJA 处理后，生长点组织中多酚氧化酶活 性明显高于叶片组织。
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图3 不同处理方法对甘蔗叶片和生长点中PPO 活性影响 |
从诱导抗虫性实验中多酚氧化酶分析结果可以 说明下列几点：首先，甘蔗通过茉莉酸甲酯(MeJA) 和机械损伤的诱导作用，均能显著提高叶片和生长 点组织中多酚氧化酶活性；其次，机械损伤处理后， 叶片中多酚氧化酶活性明显高于MeJA 处理，但在 生长点组织中，MeJA 处理后的多酚氧化酶活性则 比机械损伤处理高得多；再者，不同MeJA 浓度处 理，叶片中多酚氧化酶活性差异不大，但生长点组 织中多酚氧化酶活性存在明显差异，以1 mg/kg 浓 度处理中多酚氧化酶活性提高明显大于2 mg/kg 和 4 mg/kg。
目前的研究普遍认为，外源特导性化学物质诱 导植物抗虫性有直接抗虫性和间接抗虫性。直接抗 性虫即植物体内抗生性物质(或称抗虫物质) 如生 物碱增加；多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酯(POD)以 及酯氧合酶(LOX)等活性提高而增加酚类等化合物 的合成；产生大量的蛋白质抑制素等。这些物质直 接干扰害虫的取食、恶化营养环境以及干扰害虫的 正常生长、发育直至死亡，导致害虫田间种群数量 下降；也可引起植物产生大量的次生性挥发性物 质，导致害虫产卵驱避或幼虫拒食直至饥饿而死。 间接抗虫性即通过植物-害虫-天敌的3 级营养关系 的互作即植物通过改变自身化学物质特性，来改变 天敌对害虫的捕食或寄生，从而间接影响害虫种 群[4]。当甘蔗受到Diatraea saccharalis 侵害时，亦 表现出酯氧合酶(LOX)、多酚氧化酶(PPO)、过氧 化合酶(POD)等酶活性的增加。本文研究证明，茉 莉酸甲酯诱导作用可明显提高甘蔗多酚氧化酶活 性。
| [1] | 龚恒亮,安玉兴,孙东磊等.茉莉酸甲酯对甘蔗化感物质诱导作用的研究初报.甘蔗糖业,2011(1):1-6 ( 1)
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| [2] | R.M.Bostock.Signal conflicts and synergies in induced resistance to multiple attackers.Physiol.Mol.Plant Pathol.,55(1999)99-109 (1)
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| [3] | 何思莲,刘慧霞,周少基等.甘蔗多酚氧化酶的提取与应用试验.甘蔗糖业,2009(6):35-38 (1)
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| [4] | 龚恒亮,管楚雄,安玉兴,刘玉彩.外源特异性物质诱植物导抗虫性研究及意义.甘蔗糖业,2010(1):1-6 (1)
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