杨四瘿螨(Tetra lobulifera)属瘿螨科(Eriophyidae)四瘿螨属(Tetra)，英文名Cottonwood leafcurl mite，为世界性分布的美洲黑杨重要害螨(Coyle et al., 2004)。该螨体型微小，雌螨体长180~205 μm，宽56 μm，厚50 μm，长纺缍形，浅黄色(图 1A)。杨四瘿螨为杨树枝叶刺吸类害虫，以口针吸食苗木及幼树嫩叶和嫩梢部的汁液，破坏叶肉组织和输导组织，造成叶片萎缩、变形，提前脱落，严重时造成植株大量落叶，形成光头树、光杆苗，树势衰弱，个别导致苗木整株死亡，严重影响了杨树的苗木生长和造林苗质量(图 1C、D)(曹新亮等, 2003; Morris et al., 1975; Ostry et al., 1988; Coyle et al., 2005)。杨四瘿螨多数随落叶死亡，少数在树干基部、树皮裂缝、树枝疤痕处越冬。翌春3—4月，越冬成螨出蛰，为害幼嫩组织，产卵繁殖。7、8月气温较高，杨四瘿螨繁殖快，数量多，为害最为严重。成螨主要群栖在叶脉两侧危害(图 1B、C)(Coyle et al., 2004)。

近年来随着美洲黑杨及其杂种欧美杨栽培面积迅速扩大，杨四瘿螨危害逐渐加剧，从长江流域一直到华北地区，危害面积甚广，危害树龄也有由苗期发展到幼树的趋势，由次要害虫变成主要害虫，并引起严重关注。杨四瘿螨在国内未曾有报道，对其抗性差异研究的报道更是罕见。在生产实践中发现，美洲黑杨不同无性系受到杨四瘿螨危害的程度是不同的，说明有的无性系自身具有一定的抗虫能力。如何发现和利用植物本身的抗性来防御害虫，是今后相当一段时期内的研究课题。可溶性糖和蛋白质是叶片中的主要营养物质，而这2类物质正好又是害螨取食植物所要获取的物质，据刘奕清等(1999)报道，抗性品种茶树新梢中可溶性糖含量均明显低于感螨品种，而金锐德(1987)、张金发等(1993)报道，棉花品种上棉叶螨数量与可溶性糖含量呈显著负相关。酚类则是带有羟基芳香环的衍生物，它的组成和含量与抗虫性有密切关系，普遍认为酚类物质能够结合可溶性蛋白质，形成不易消化吸收的络合物，对害虫、害螨的生长发育有抑制作用。植物在遭受损伤后，在次生化合物方面一个最明显的变化是酚类化合物含量的增加，并且酚含量的高低与一些植食性昆虫的数量呈明显的负相关(娄永根等, 1997)。为此，本文利用18个美洲黑杨无性系测定苗期叶片主要化学物质含量，了解叶片可溶性糖、蛋白质及总酚等含量变异，探讨美洲黑杨苗期叶片主要化学成分对杨四瘿螨危害的影响，为抗虫育种的理论研究和选育抗螨杨树品种提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 供试材料

试验材料为南京林业大学美洲黑杨种质资源库中初选的18个优良无性系。2005年春在南京林业大学校园内杨树育种圃开展苗期试验，完全随机区组设计，3次重复，4株小区；2006年春平茬并萌发新条。

1.2 田间调查方法 1.2.1 叶片为害指数调查

在该螨发生高峰末期(6月下旬至7月上旬)，各无性系调查顶梢不同方位(东、南、西、北)和部位(上、中、下)10片叶(设3次重复)。按下列为害程度进行分级(Coyle, 2002):0级:无危害；1级:已有螨，尚无被害症状；2级:肉眼能看出叶脉轻微变红，叶片轻微卷缩；3级:主脉或主脉两侧可见明显红色，叶片严重卷缩；4级:叶片暗红或褐色，叶片完全卷缩，变形且易破碎；5级:叶片脱落。按如下公式计算出叶片为害指数(忻介六, 1988)：叶片为害指数=∑(为害级叶片数×代表级值)/(总叶片数×最高值代表数值)×100。

1.2.2 种群密度调查

在该螨发生盛期，取各无性系植株的顶芽下第2、3叶，在解剖镜下观测害螨数量，并求得每平方厘米叶片的平均害螨数量。

1.3 叶片化学物质含量的测定

在杨四瘿螨发生期(5月下旬至6月中旬)，取各无性系顶芽下第2、3叶，迅速放入准备好的密封塑料袋内，用冰袋低温保存带回实验室。用脱脂棉将叶片表面擦净，剪成约1 cm²大小(去中脉)，混均后称取每份0.5 g，用保鲜膜包装放超低温冰箱-70 ℃保存备用。

可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法，蛋白质含量的测定采用考马斯亮兰G-250法，具体试验方法可参照文献(陈毓荃, 2002)。

总酚含量的测定参照文献(罗晓芳等, 1999)的研究方法，在此基础上进行改进：取样，剪碎混合后称取0.5 g鲜样, 冰冻研磨，加入50%乙醇提取液(pH＝3.0)10 mL，冰箱中静置3 h充分提取，0~4 ℃下4 000 r·min^-1离心15 min；0~4 ℃下7 000 r·min^-1离心10 min，准确吸取上清液0.1 mL，定容至10 mL，在DU 800紫外分光光度计测定光密度，检测波长为270 nm(使用石英比色杯)。

1.4 统计分析

方差分析采用F检验和Duncan's新复极差测验的多重比较，相关分析采用Pearson相关系数，并进行单侧检验，均在SAS统计软件上实现。

2 结果与分析 2.1 美洲黑杨无性系对杨四瘿螨的抗性差异

18个美洲黑杨无性系对杨四瘿螨田间抗性鉴定结果表明，美洲黑杨不同无性系间杨四瘿螨的叶片为害指数和种群密度存在明显差异(表 1、2)。86-10、81-22、104-2、94-30等无性系抗性较弱，每平方厘米叶片螨数及为害指数均较高；81-16、86-3、74-4、86-8等无性系抗性较强，每平方厘米叶片螨数及为害指数均较低。

为比较美洲黑杨不同无性系对杨四瘿螨抗性的差异程度，将叶片为害指数的调查结果进行方差分析及多重比较(表 1、2)。结果表明，试验重复间差异不显著(F=0.91), 说明调查取样均匀，鉴定结果具有可靠性；而无性系间的差异达极显著(F=8.36^**)，说明无性系间对杨四瘿螨的抗性存在极显著的差异。

将叶片为害指数与种群密度进行相关分析，结果表明，叶片为害指数与种群密度(即每平方厘米叶片螨数)间呈极显著正相关(r=0.729 9^**), 据此，拟定以田间调查叶片为害指数作为美洲黑杨不同无性系抗杨四瘿螨的鉴定指标，并拟定出抗性分级标准：叶片为害指数≤0.3为1级，属高抗材料；＞0.3~0.4为2级，抗；＞0.4~0.5为3级，中；＞0.5~0.6为4级，感；＞0.6为5级，高感(表 2)。

2.2 美洲黑杨无性系叶片主要化学物质含量的变异

叶片化学物质含量测定结果表明，18个美洲黑杨无性系叶片中可溶性糖、蛋白质和总酚含量差异均达极显著水平(表 3、4)。其中，叶片可溶性糖含量和总酚含量均以86-3最高，86-10和86-2分别最低；蛋白质含量以74-4最高，96-10最低。

2.3 美洲黑杨不同无性系叶片化学物质含量与抗螨性的相关分析

用叶片为害指数和螨口密度2个指标与美洲黑杨不同无性系叶片化学物质含量进行Pearson相关分析，以找出与抗性有关的关键化学因子。相关分析结果(表 5)表明，美洲黑杨不同无性系叶片为害指数与可溶性糖含量呈极显著负相关(r=-0.6937^**, P＜0.01)，与总酚含量呈显著负相关(r=-0.525 2^*, P＜0.05)，与蛋白质含量相关不显著；而螨口密度与各化学物质含量间的相关性虽没有叶片为害指数显著，但也基本与其一致。误差的原因在于，由于该螨体型微小，镜检时极易遗漏，故鉴定结果与田间实际发生情况有一定的偏差。由表 5可知，美洲黑杨不同无性系叶片的可溶性糖含量，总酚含量对杨四瘿螨在美洲黑杨不同无性系上的种群密度有明显影响，与该无性系的抗螨能力密切相关。

2.4 美洲黑杨叶片可溶性糖含量与抗螨性的关系

叶片化学物质含量测定结果表明，抗性无性系新梢嫩叶中可溶性糖含量均明显高于感性无性系(表 2、表 4、图 2)，89-3例外。可溶性糖含量平均值为15.872 7 mg·g^-1FW，变异幅度为13.599 8~19.437 4 mg·g^-1FW。碳水化合物是螨类的主要营养成分和能量来源，也是植物营养的重要组成部分。螨类一般有极强的蔗糖酶，能充分利用蔗糖。新梢嫩叶可溶性糖由单糖和双糖组成，使杨四瘿螨能够充分地利用蔗糖、葡萄糖、麦芽糖等，有利于害螨取食。董顺文等(1999)、匡海源(1986)等认为：糖是螨正常生理活动不可缺少的物质，对于可溶性糖含量低的无性系，杨四瘿螨为满足对糖的需求而过分取食，影响嫩叶的生长，造成光合产物的减少，从而造成螨为害程度加剧的恶性循环。本试验结果同样表明了这一观点。

2.5 美洲黑杨叶片总酚含量与抗螨性的关系

测定结果表明，抗性无性系新梢嫩叶中总酚含量均明显高于感性无性系(表 2、表 4、图 2)。总酚含量平均吸光值为0.268 0，变异幅度为0.172 6~0.350 8。酚类是带有羟基芳香环的衍生物，它的组成和含量对抗虫有密切关系，普遍认为酚类物质能够结合可溶性蛋白质，形成不易消化吸收的络合物，对害虫、害螨的生长发育有抑制作用。植物在遭受损伤后，在次生化合物方面一个最明显的变化是酚类化合物含量的增加，并且酚含量的高低与一些植食性昆虫的数量呈明显的负相关(娄永根等, 1997)。美洲黑杨新梢嫩叶的总酚含量高，可抑制杨四瘿螨种群密度的增长，提高对杨四瘿螨的抗性。

3 结论与讨论

1) 杨四瘿螨在我国为一新记录种，国内尚无对该螨的详细报道，杨四瘿螨为其暂定中文名。Keifer(1961)首次对杨四瘿螨的分类和形态特征进行了研究，将其分为瘿螨科刺瘿螨属(Aculus Keifer)，命名为Aculus lobuliferus Keifer。Keifer(1966)又从刺瘿螨属中分出一新属刺皮瘿螨属(Aculops Keifer)，拉丁名改为Aculops lobuliferus Keifer。Coyle等(2004)将Aculops lobuliferus Keifer重命名为Tetra lobulifera Keifer，又将其归入四瘿螨属。

Coyle(2002)首次正式报道了美洲黑杨2个无性系(S7C15，ST66)及3种栽培措施(灌溉，施肥，灌溉+施肥)对其抗性的影响，发现2个无性系在灌溉+施肥的栽培条件下其受螨害程度均大于单独灌溉或施肥条件。Coyle等(2004)又在美国东南和西北地区调查了杨四瘿螨的新寄主范围，发现寄主不仅是美洲黑杨，也包括美洲黑杨的杂种及白杨派的大齿杨(Populus grandidentata)。

2) 杨四瘿螨在美洲黑杨不同无性系上叶片为害指数和种群密度有明显的差异，由于杨四瘿螨体型微小，镜检时极易遗漏，因此，鉴定结果与田间实际发生情况相差较大，而叶片为害指数与田间螨口密度呈极显著正相关，故叶片为害指数是较理想的美洲黑杨抗螨性鉴定指标。

3) 18个美洲黑杨无性系叶片可溶性糖、蛋白质和总酚含量差异均达极显著水平；杨四瘿螨对美洲黑杨的危害强度与各无性系叶片中蛋白质含量关系不密切；与叶片中总酚含量呈显著负相关，r=-0.525 2^*。美洲黑杨叶片总酚含量高，抗螨性强。王希蒙等(1987)研究证实，酚类化合物种类繁多，在植株体内所起的作用有时截然不同，有时甚至相反。如香豆酸、儿茶酸含量高时抗虫，没食子酸含量高时不抗虫，说明树木的抗虫性与某一种或几种酚类化合物的多少有相关关系。本文虽得到总酚含量高，抗螨性强的初步结论，但究竟是哪一种或几种酚类化合物在起主导作用还有待进一步研究。叶片中可溶性糖和蛋白质含量与抗螨性的关系比较复杂，可溶性糖和蛋白质都是螨生长繁殖所必须的取食对象，但本文测定结果可溶性糖含量高，无性系受杨四瘿螨危害小，相反危害严重。这可能是由于测定材料取自危害高峰期，危害严重的长势差，叶片含可溶性糖低，相反危害小而长势好的可溶性糖含量高，这一结果并不能说明它与抗螨性有关。

4) 抗性育种是未来林木育种研究发展的方向，寄主－害虫的复杂性是林木抗性育种的基础。美洲黑杨对杨四瘿螨的抗性可能与各无性系的形态解剖、化学忌避和营养状况等因素有关，杨四瘿螨的产卵行为和取食行为对美洲黑杨各无性系的危害差异也有一定影响。美洲黑杨对杨四瘿螨抗性的潜在机制的研究是杨树抗螨育种的重要内容。本文仅从美洲黑杨苗期叶片主要化学物质差异与抗螨性关系进行了初步研究，杨四瘿螨危害机制及生活史目前还不清楚，还需作进一步的研究。