刘媛媛，孔祥鑫，金永玲，范赫琪，王星宇
（黑龙江八一农垦大学/黑龙江省作物-有害生物互作生物学及生态防控重点实验室/国家杂粮工程技术研究中心，大庆 163319）
温室白粉虱［Trialeurodes vaporariorum（Westwood）］半翅目Hemiptera，粉虱科Aleyrodidae。其寄主广泛，是全球性园艺和观赏性植物的主要害虫。温室白粉虱为刺吸式口器，于叶片背面为害，并分泌大量蜜液影响植物的光合作用，同时也能引起植物煤污病，使蔬菜失去商品价值[1]，可导致蔬菜等经济作物减产。
植物自身的化学防御体系是为了抵御害虫的入侵或危害而形成的。传统的化学防治方法会导致“3R”问题，因此利用植物本身的抗虫性防御害虫是最简洁有效的绿色防治技术之一。植物为了抵御昆虫的为害形成了多种多样的防御机制，依据其抗性产生的机制可分为组成抗性和诱导抗性。组成抗性是植物体内固有的能抵抗昆虫危害的障碍，取决于自身基因型，一直存在于植物中并始终起到作用；
诱导抗性是指当植物遇到外界因子刺激产生的一系列防御反应具有开—关效应[2]。植物的营养物质可作为防御昆虫危害的生化物质存在。研究发现虫害胁迫可导致可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量以及叶绿素含量发生改变。虫害胁迫还可以迅速提高次生代谢途径中关键酶的活性，使次生代谢物质的合成、运输等相互协作以积极防御害虫的侵害[3]。烟粉虱为害烟草导致可溶性糖和可溶性蛋白含量降低[4]，瓜蚜取食黄瓜可溶性糖含量、脯氨酸含量增加[5]，桃蚜为害甘蓝幼苗引起POD、PPA 活性升高[6]，烟粉虱胁迫番茄引起SOD、POD、CAT 活性升高[7]。因为寄主植物种类或品种不同，虫害胁迫的生理反应差异也较大[8]。目前关于温室白粉虱胁迫黄瓜不同抗感品种中这些物质的变化规律的报道很少。根据黑龙江省大庆地区棚室蔬菜种植情况，选择对温室白粉虱不同抗感性的黄瓜品种，研究温室白粉虱胁迫下黄瓜体内营养物质和保护酶的生理响应，为进一步研究黄瓜品种对温室白粉虱抗性机制提供理论依据，为抗虫品种种植和选育提供参考。
1.1 供试虫源
温 室 白 粉 虱Trialeurodes vaporariorum（Westwood），由黑龙江八一农垦大学昆虫实验室提供。采用未喷施药剂的黄瓜植株饲养温室白粉虱。
1.2 寄主植物
选择4 个黄瓜品种进行试验，分别为抗虫品种“新优1 号”、中感品种“丫丫俩”（吉林省长春市鑫硕种业有限公司）、感虫品种“小康村”（天津科润黄瓜研究所）、中抗品种“辽研翠玉”（辽宁省辽阳市园艺花卉科学研究所）。在BSG-250 人工气候箱，19×19营养钵单株培育清洁苗，待黄瓜苗长到两叶一心时移出。
1.3 不同黄瓜品种生化指标的测定
待黄瓜生长到6～8 片真叶时进行试验，期间不施用农药。每个品种选择32 盆长势一致的黄瓜苗，对照组16 盆不接虫培养，虫害胁迫组16 盆每盆接温室白粉虱100 头用纱网罩上单独放在BSG-250 人工气候箱内培养。培养条件设置（26±2）℃，湿度60%，光照与黑暗交替时间为L//D=14 h//10 h。接虫48 h 后取样测定。每个黄瓜品种取上部统一部位叶片3 片，重复4 次，用于下列指标的测定。
测定叶绿素含量采用丙酮乙醇混合液法[9]；
测定黄瓜叶片可溶性糖含量采用蒽酮法[10]；
测定可溶性蛋白以牛血清蛋白作标准曲线，参照并改进Bradford的方法[11]；
测定脯氨酸含量采用茚三酮显色法[12]；
测定超氧化物歧化酶（SOD）采用氮蓝四唑（NBT）还原法[14]；
测定过氧化物酶（POD）采用愈创木酚法；
测定过氧化氢酶（CAT）采用紫外吸收法[13]。
1.4 数据处理
数据采用SPSS 20.0 分析软件进行处理，不同品种之间各个生理指标比较利用新复极差法进行单因素差异显著性分析。同一黄瓜品种虫害胁迫前后各个生理指标利用配对t 检测法进行显著性分析。
2.1 温室白粉虱胁迫对黄瓜不同品种叶绿素含量的影响
温室白粉虱胁迫前抗虫品种“新优一号”叶绿素含量最高2.20 mg·g-1，显著高于感虫品种“小康村”。虫害胁迫后，黄瓜不同品种叶绿素含量均比对照组下降，其中“小康村”和“丫丫俩”比对照下降显著，“新优一号”和“辽研翠玉”与对照相比下降不显著（表1）。由此可以看出感虫品种叶绿素含量低，容易遭受温室白粉虱的侵害。虫害胁迫后感虫品种较抗虫品种叶绿素含量降幅大，受害严重。
表1 温室白粉虱为害前后黄瓜不同品种叶片叶绿素含量的变化Table 1 Changes of chlorophyll content in cucumber leaves of different varieties before and after the infestation of greenhouse whitefly
2.2 温室白粉虱胁迫对黄瓜不同品种可溶性糖含量的影响
虫害胁迫前，不同黄瓜品种可溶性糖含量在24.80～30.49 mg·g-1之间，其中抗虫品种“新优一号”的可溶性糖含量最低，为24.80 mg·g-1，感虫品种“小康村”最高，为30.49 mg·g-1，但是彼此间差异不显著。虫害胁迫后“辽研翠玉”“新优一号”和“丫丫俩”的可溶性糖含量增加，其中抗虫品种“新优一号”比对照增加极显著，“辽研翠玉”和“丫丫俩”与对照相比增加不显著。感虫品种“小康村”的可溶性糖含量则下降且较对照下降显著（表2）。由此可以看出虫害胁迫后抗虫品种可溶性糖含量增幅明显，感虫品种可溶性糖含量减幅明显。说明抗虫品种黄瓜叶片通过积累可溶性糖含量来提高对温室白粉虱的抵抗能力。
表2 温室白粉虱为害前后黄瓜不同品种叶片可溶性糖含量Table 2 Soluble sugar content of cucumber leaves of different varieties before and after whitefly infestation in greenhouse
2.3 温室白粉虱胁迫对黄瓜不同品种可溶性蛋白质含量的影响
虫害胁迫前，感虫品种叶片可溶性蛋白质含量高于抗虫品种，其中“小康村”显著高于其他3 个品种。虫害胁迫后，“辽研翠玉”“新优一号”“丫丫俩”3个品种叶片可溶性蛋白质含量比对照组增加显著。感虫品种“小康村”在虫害胁迫后，叶片可溶性蛋白质含量则下降，但与胁迫前相比下降不显著（表3）。
表3 温室白粉虱为害前后黄瓜不同品种叶片可溶性蛋白质含量Table 3 Soluble protein content of cucumber leaves of different varieties before and after the infestation of greenhouse whitefly
2.4 温室白粉虱胁迫下黄瓜不同品种叶片脯氨酸含量的变化
胁迫前黄瓜不同品种中脯氨酸含量在0.17～0.23 mg·g-1范围内，彼此之间差异不显著。虫害胁迫后黄瓜不同品种的脯氨酸含量均比对照组增加，抗虫品种“新优一号”和中抗品种“辽研翠玉”受虫害胁迫后增加极显著，感虫品种“小康村”和中感品种“丫丫俩”增加不显著（表4）。由此可以看出虫害胁迫后抗虫品种较感虫品种脯氨酸含量增幅明显。
表4 温室白粉虱为害前后黄瓜不同品种叶片脯氨酸含量Table 4 Proline content in the leaves of different cucumber varieties before and after whitefly infestation in greenhouse
2.5 温室白粉虱胁迫下黄瓜不同品种叶片保护酶含量的变化
温室白粉虱为害前后黄瓜不同品种叶片保护酶含量的变化见图1～3。虫害胁迫后黄瓜不同品种叶片保护酶活性增加。虫害胁迫前，抗虫品种“新优一号”与“辽研翠玉”叶片SOD、POD 含量均高于感虫品种“小康村”与“丫丫俩”；
虫害胁迫后“新优一号”“辽研翠玉”叶片SOD 和POD 含量较对照显著增加，“丫丫俩”叶片SOD 含量增加显著，“小康村”增加均不显著。虫害对黄瓜CAT 含量的影响呈上升趋势，4 个品种黄瓜叶片CAT 含量均显著增加，其中“新优一号”与“辽研翠玉”增加极显著。这说明虫害处理可诱导黄瓜叶片内保护酶活性增加，进而提高植物抗虫性。
图1 温室白粉虱为害前后黄瓜不同品种叶片SOD 变化Fig.1 Changes of SOD on cucumber leaves of different varieties before and after whitefly infestation in greenhouse
图2 温室白粉虱为害前后黄瓜不同品种叶片POD 的变化Fig.2 Changes of POD on cucumber leaves of different varieties before and after the infestation of greenhouse whitefly
图3 温室白粉虱为害前后不同品种黄瓜叶片CAT 的变化Fig.3 Changes of CAT on cucumber leaves of different varieties before and after whitefly infestation in greenhouse
温室白粉虱胁迫黄瓜前后，黄瓜不同品种的生理生化适应性反应是不同的。胁迫前，抗虫黄瓜品种的叶绿素含量显著高于感虫品种，而可溶性蛋白含量则显著低于感虫品种。胁迫后，叶绿素含量下降，抗虫品种下降幅度显著低于感虫品种；
抗虫品种的可溶性糖、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、及保护酶活性均提高，增加幅度显著高于感虫品种。说明黄瓜通过调控叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白质、脯氨酸含量以及保护酶活性的变化来抵抗温室白粉虱的为害。其中叶绿素、可溶性糖、脯氨酸和CAT、POD 含量变化在抗感品种之间变化突出，可以作为抗虫性的检测指标。
植物的抗性是由多种方式、多种因素和多种机制在不同地方表达的多种作用所产生的复杂性状，并不是一种简单的性状[14]。例如，糖、蛋白质和叶绿素含量之间有着密切的关系。通过研究这些指标的变化，可以更准确地确定寄主植物的抗性敏感性[15-16]。前人[17]研究表明温室白粉虱取食会影响黄瓜叶片光合作用强度、糖含量、叶绿素含量，蛋白质含量，并随种群生物量增加，影响程度也随之增大。
兰金娜等[18]通过对苜蓿幼苗受苜蓿斑蚜为害后的生理反应发现，随虫害胁迫叶片的叶绿素含量下降；
陈建明等[19]研究表明不同的抗虫品种在受到害虫为害后叶片的叶绿素含量下降速率不同，抗性较高的品种下降的较慢。同时，植物叶片叶绿素含量也影响昆虫的寄主选择性，如辣椒叶片中叶绿素含量与烟粉虱寄主选择率呈显著负相关[20]。试验与上述结果相似：感虫黄瓜品种叶绿素含量显著低于抗虫品种，经过温室白粉虱胁迫后，黄瓜叶片叶绿素含量降低，且感虫品种叶绿素含量降低幅度明显高于抗虫品种。
在植物生长及昆虫生长发育繁殖过程中糖、蛋白质等是其必不可少的营养物质[21]。植物体内糖、蛋白质含量越高，则植物的抗虫性越高[22]。李进步等[23]的研究发现抗虫品种棉花叶片在棉蚜的为害后，叶片可溶性糖含量升高，其可溶性糖含量随着虫口密度增大逐渐升高，由此认为棉花叶片可溶性糖含量增加可以提高棉花对蚜虫的抗性水平。试验究结果与之相似，虫害胁迫后抗虫品种“新优一号”可溶性糖含量比对照增加显著。曲若轶等[24]研究发现经茶黄蓟马为害后的银杏叶片可溶性蛋白质含量呈下降趋势；
孙亚萍[7]研究发现烟粉虱为害番茄叶片后，叶片可溶性蛋白质含量降低；
柑橘属植物叶片经潜叶蛾为害后叶片细胞发生膜脂过氧化作用，进而使叶片可溶性蛋白质含量增加[25]。研究结果表现为感虫品种可溶性蛋白质含量降低，抗虫品种可溶性蛋白质含量增加。这可能是由于营养物质是合成防御物质的重要基础，当植株遭到虫害后，其自身重新调整代谢过程并启动防御反应来进一步阻碍害虫取食。
抗虫和感虫水稻品种在水稻负泥虫取食胁迫后，植株体内脯氨酸含量均增加且随危害时间的延长脯氨酸含量逐渐增加，而抗虫品种中脯氨酸增加的量要高于感虫品种[26]；
周福才等[27]以及李田田等[28]发现受瓜蚜胁迫的黄瓜叶片中游离脯氨酸含量呈上升趋势且抗蚜品种高于感蚜品种；
段灿星等[29]亦研究发现不同水稻品种在受灰飞虱为害后抗虫水稻品种中的脯氨酸含量上升幅度高于感虫品种。研究结果与之相似，温室白粉虱胁迫黄瓜后，脯氨酸得到了积累，抗虫品种积累更显著。
SOD、POD 和CAT 是植物体内活性氧代谢的主要酶，其活性的变化能较好地反映植物对逆境的适应能力[30]。沈登荣[31]发现端大蓟马（Megalurothrips distalis（Karny））取食菜豆、豇豆和蚕豆后诱导POD、CAT 活性增加，苟长青发现牧草盲蝽（Lygus pratensis）取食棉花后诱导POD、SOD 活性增加[32]，POD 酶与无毛黄瓜对温室白粉虱的抗虫能力紧密相关，可作为黄瓜抗虫性的生理指标[3]；
试验结果与之相似，在虫害胁迫后，不同品种黄瓜叶片的保护酶含量均增加，其中抗虫品种增加显著，感虫品种变化幅度小，尤其是POD 和CAT 在抗感品种间变化差异大。因此推断POD、CAT 也可作为黄瓜抗虫性的生理指标。
温室白粉虱胁迫黄瓜前后，黄瓜不同品种的生理生化适应性反应是不同的。胁迫前，抗虫黄瓜品种的叶绿素含量显著高于感虫品种，而可溶性蛋白含量则显著低于感虫品种。胁迫后，叶绿素含量下降，抗虫品种下降幅度显著低于感虫品种；
抗虫品种的可溶性糖、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、及保护酶活性均提高，增加幅度显著高于感虫品种。说明黄瓜通过调控叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白质、脯氨酸含量以及保护酶活性的变化来抵抗温室白粉虱的为害。其中叶绿素、可溶性糖、脯氨酸和CAT、POD 含量变化在抗感品种之间变化突出，可以作为抗虫性的检测指标。