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周晶，孙谭淇，祝雨轩，邱洋洋，王丽艳
（黑龙江八一农垦大学农学院，大庆 163319）
近年来，随着我国绿豆出口量的增加，使其已然成为我国在国际市场上的优势产业[1-2]。但随着绿豆的种植面积的日益增加，各种虫害的发生也逐渐加剧，其中以蚜虫最甚。根据课题组近几年的调查鉴定和李定旭等[3]的田间调查结果表明，绿豆上的蚜虫主要是豆蚜（Aphis craccivoraKoch）。蚜虫隶属于昆虫纲（Insecta）半翅目（Hemiptera）蚜虫科（Aphididae），俗称腻虫或蜜虫，是昆虫中一个较大的类群。豆蚜为害会使绿豆减产20%~30%，重者超过50%[4-7]，所以防治蚜虫的发生是绿豆高产稳产的重要保障。
目前关于绿豆蚜虫的防治现在主要的方法是农业防治与化学防治相结合，但随着社会的发展，化学农药的使用又面临了许多制约[8-9]。利用植物的抗虫性来防治害虫已成为国内外最积极、有效、经济的防治措施。通过外源因素诱导植物提高抗性来防治虫害，既可以有效的降低对环境的污染维持生态平衡，又可以减少农药对农产品的残害，具有显著的经济效益、生态效益以及社会效益。
国内外关于外源因素对植物抗性影响研究很多。诸多研究表明，外源因素的应用能够引起植物体对环境胁迫的多种形态学和生理学响应[10]，使植物产生诱导防御，从而使植物产生防御基因的表达，引起植物体内产生一系列的生理生化反应，提高植物抗逆性[11]。其中在外源诱导剂对植物抗性的影响方面的研究很多，有研究指出在喷施外源诱导剂24 h后，多个抗性指标均发生显著变化[12-17]。外源水杨酸影响气孔开闭、种子萌发、果实产量、离子吸收、产热、开花、性别分化和抑制乙烯的生物合成等，水杨酸及其盐类被认为是一类新型植物激素[18]。水杨酸可与过氧化氢酶结合，抑制该酶的活性，阻断H2O2被分解而提高氧化逆境，增进植物抗病、抗虫及抗非生物逆境力[19-20]。
除了植物及其器官特定的形态学结构和理化特性外，为了使自身器官不被害虫取食，或减小被害虫取食的程度，植物也演化出了更重要的防御策略。在植物的理化性质中，目前认为作用较大、对昆虫产生决定性影响的是植物含有种类繁多的次生代谢产物，即植物次生物质[21]。目前对抵御害虫危害的抗虫次生物质的研究较多的是缩合单宁、黄酮类化合物和萜烯类化合物，它们对多种害虫具有一定的抗虫活性。
总酚是诱导植物对一系列生物或非生物胁迫发挥抗性的重要次生物质[22]。余清、刘保川等[23-25]研究发现植物受病害、虫害后，植株体内的总酚含量会增高，酚类物质对蚜虫的生长、发育有明显的抑制作用，总酚含量与品种的抗蚜性呈显著正相关[26]。王琛柱、张永军、刘旭明等[27-28]的研究表明，单宁可以抑制害虫生长，抗性高的作物植株内单宁含量高。黄酮广泛存在于自然界的植物中，属植物次生代谢产物，黄酮类化合物可增加昆虫的代谢负担，影响其正常生命活动。张金发、马荣金等[29-30]的研究表明黄酮类化合物对叶螨的生长发育表现毒害效应；
黄瓜叶片通过合成黄酮类物质进而抑制蚜虫的生长发育，而黄瓜品种的抗蚜性的强弱与其受到蚜虫危害后其叶片的黄酮含量有关。
目前国内外关于水杨酸及其衍生物研究报道很多，都说明了水杨酸能够诱导植物产生抗虫性[31]。而研究水杨酸对作物品种抗虫性的影响，可以确定一个能使抗性变现最优的成长条件，为抗源的筛选方法和抗虫品种的高产栽培提供科学的依据，这对指导抗虫育种具有实际的意义。
1.1 试验材料
1.1.1 供试虫源
在黑龙江八一农垦大学绿豆试验田采集豆蚜（Aphis craccivoraKoch），并移接到室内进行盆栽饲养，繁殖多代供做试验虫源。
1.1.2供试绿豆品种：小明绿。
1.2 试验方法
1.2.1 诱导剂浓度设置
浓度设置参照牟峰等[32-35]的研究，并做进一步优化。
设置水杨酸处理浓度五个梯度，分别为0.1、0.5、1、5 mmol·L-1和10 mmol·L-1。对照为0 mmol·L-1。
1.2.2 取样方法
盆栽小明绿绿豆植株，每盆留15株健康绿豆幼苗。用五种浓度（0.1、0.5、1、5 mmol·L-1和10 mmol·L-1）的水杨酸溶液，分别对出苗20 d的绿豆苗进行喷施（以叶片上的液体能成滴流下为准），以喷施水的盆栽为对照。每个浓度4盆重复，喷施后24 h后，进行第一次取样，记为第0天的取样，取完样后接虫，每株20头豆蚜成虫。在接虫后的第3、6、9、12天分别对植株进行取样，将取完样的植株放入液氮冷冻后，放入-20℃保存备用，用于测定绿豆植株的次生代谢物的含量。
1.2.3 绿豆植株次生代谢物含量的测定方法
测定方法参照武予清、杨爱民等[32，36-38]方法，并做进一步优化。
1.3 数据分析
运用Excel 2021进行数据统计，利用SPSS 19.0进行方差分析。
2.1 豆蚜胁迫下不同浓度水杨酸处理对绿豆植株总酚含量的影响
豆蚜胁迫下，喷施不同浓度水杨酸后，绿豆植株内总酚含量变化结果如图1所示。五个浓度处理的绿豆植株体内总酚含量呈现先升高后降低的趋势。且在第0天时，五个浓度处理下绿豆植株内总酚含量均为第0~12天内总酚含量最低值，除0.1 mmol·L-1浓度处理在第12天时达到取样时间范围内总酚含量最大值外，随着浓度升高，绿豆植株内总酚含量达到最大值的时间逐渐延长。
图1 五个浓度水杨酸对绿豆植株总酚含量的影响Fig.1 Effects of five concentrations of salicylic acid on the total phenolic content of mung bean plant
第0天时，五个浓度处理绿豆植株总酚含量均比CK值高，最高的是处理浓度为0.5 mmol·L-1时，且0.5 mmol·L-1处理和CK比存在极显著差异，0.1、1 mmol·L-1和10 mmol·L-1浓度处理与CK比均存在极显著差异，而5 mmol·L-1浓度处理与CK比存在差异但不显著。第3天时，五个浓度处理绿豆植株总酚含量均比CK值高，最高的是处理浓度为0.5 mmol·L-1时，最低为5 mmol·L-1时，1 mmol·L-1浓度处理与CK比存在显著差异，0.1、0.5 mmol·L-1和10 mmol·L-1处理与CK处理间均存在极显著差异。第6天时，各处理与CK间不存在差异。第9天时，绿豆植株总酚含量最低为处理浓度为1 mmol·L-1时，1 mmol·L-1和5 mmol·L-1浓度处理与CK处理比存在显著差异，其余处理与CK处理值比较存在差异，但不显著。第12天时，绿豆植株总酚含量最高为处理浓度0.5 mmol·L-1时，最低为处理浓度10 mmol·L-1时，两处理间存在显著差异，且0.5 mmol·L-1处理与CK处理比也存在显著差异，0.1 mmol·L-1与10 mmol·L-1处理与CK比存在差异但不显著。
由表1可知，水杨酸不同浓度和不同作用时间的双因素作用下，对绿豆植株总酚含量的影响达显著。绿豆植株总酚含量在第0天时优于其他时间处理；
在0.5 mmol·L-1浓度处理时对总酚含量的影响优于其它浓度处理。
表1 水杨酸不同浓度和作用时间对绿豆植株总酚含量的影响Table 1 Effects of different concentrations and durations of salicylic acid on the content of total phenolic in mung bean plants
2.2 豆蚜胁迫下不同浓度水杨酸处理对绿豆植株黄酮含量的影响
豆蚜胁迫下，喷施不同浓度水杨酸后，绿豆植株内黄酮含量变化结果见图2。五个浓度处理的绿豆植株体内黄酮含量随时间变化呈现迅速升高后缓慢下降的趋势。且0.5 mmol·L-1浓度处理在第3天时达到了第0天~第12天这一试验时间范围内的所有处理下绿豆植株黄酮含量最大值，在第3天时五个浓度水杨酸处理下绿豆植株内黄酮含量均与对照存在极显著差异。且在0.1~5 mmol·L-1四个浓度处理下，随着浓度的升高，绿豆植株内黄酮含量升高时间越长。
图2 不同浓度水杨酸对绿豆植株黄酮含量的影响Fig.2 Effects of different concentrations of salicylic acid on the content of flavonoids in mung bean plant
第0天时，五个浓度处理的绿豆植株黄酮含量均高于CK处理的黄酮含量，最高的是处理浓度为0.5 mmol·L-1时，与CK处理比存在极显著差异，与其他处理间存在显著差异；
其余处理与CK比存在显著差异。第3天时，五个浓度处理的绿豆植株黄酮含量最高的是0.5 mmol·L-1时，其次是处理浓度为10 mmol·L-1时，五个浓度处理与CK比均存在极显著差异，各处理间黄酮含量存在显著差异。第6天时，五个浓度处理的绿豆植株黄酮含量最高的是0.5 mmol·L-1浓度时，最低为5 mmol·L-1浓度时，两处理与CK比较存在极显著差异，而其余处理与CK间存在显著差异。第9天时，五个浓度处理的绿豆植株黄酮含量最高的是处理浓度为0.5 mmol·L-1时，最低为10 mmol·L-1时，且0.5 mmol·L-1处理浓度与CK处理间存在极显著差异，其余处理与CK比存在差异，但不显著。第12天时，五个浓度处理的黄酮含量均低于CK处理的黄酮含量，最低为10 mmol·L-1处理时，其次是1 mmol·L-1和0.1 mmol·L-1浓度处理下，且三者与CK处理间均存在极显著差异；
其余两个处理与CK比差异不显著。
由表2可知，水杨酸不同浓度和不同作用时间的双因素作用下，对绿豆植株黄酮含量影响达极显著。绿豆植株黄酮含量在第3天时优于其它时间处理在0.5 mmol·L-1浓度处理下对黄酮含量的影响优于其它处理浓度。
表2 水杨酸不同浓度和作用时间对绿豆植株黄酮含量的影响Table 2 Effects of different concentrations and durations of salicylic acid on the content of flavonoids in mung bean plants
2.3 豆蚜胁迫下不同浓度水杨酸处理对绿豆植株单宁含量的影响
豆蚜胁迫下，喷施不同浓度水杨酸后，绿豆植株内单宁含量变化结果见图3。五个浓度处理下绿豆植株单宁含量均呈现先升高后下降的趋势。在第6天时，五个浓度水杨酸处理下的绿豆植株内单宁含量均与对照存在极显著差异。且除了0.1 mmol·L-1浓度处理外，其余四个浓度水杨酸处理下的绿豆植株内单宁含量均在第3天时达到最大值。
图3 不同浓度水杨酸对绿豆植株单宁含量的影响Fig.3 Effects of different concentrations of salicylic acid on the tannins content of mung bean plant
第0天时，五个浓度处理绿豆植株单宁含量均低于CK值，且除了0.5 mmol·L-1浓度处理外，其余四个浓度与CK比均存在极显著差异；
单宁含量值较低的是10 mmol·L-1浓度处理和1 mmol·L-1浓度处理时，而这与其他处理比差异显著。第3天时，五个浓度处理绿豆植株单宁含量均较高，最高的是1 mmol·L-1浓度时，其次是0.5 mmol·L-1时；
单宁含量最低是处理浓度为5 mmol·L-1时，且与CK处理比存在极显著差异，其余处理与CK比差异不显著。第6天时，五个浓度处理绿豆植株单宁含量均高于对照处理下绿豆植株的单宁值，五个处理与CK比均存在极显著差异。单宁含量较高的是0.1 mmol·L-1时、1 mmol·L-1和10 mmol·L-1处理时，三个处理下的单宁值与0.5mmol·L-1处理比差异极显著。第9天时，五个浓度处理绿豆植株单宁含量最高的是0.5 mmol·L-1浓度处理时，最低是浓度处理为5 mmol·L-1时，除10 mmol·L-1与CK比存在显著差异外，其他四个处理与CK比均存在极显著差异。第12天时，五个浓度处理绿豆植株单宁含量均高于CK处理单宁值，除10 mmol·L-1处理与CK处理间存在显著差异外，其他四个处理与CK比均差异极显著；
单宁含量最高的是处理浓度为1 mmol·L-1时，与其他处理间存在显著差异。
由表3可知，水杨酸不同浓度和不同作用时间的双因素作用下，对绿豆植株单宁含量影响达极显著。绿豆植株单宁含量在第3天时优于其它处理时间；
且在0.5 mmol·L-1浓度处理时对单宁含量的影响优于其它浓度处理。
表3 水杨酸不同浓度和作用时间对绿豆植株单宁含量的影响Table 3 Effects of different concentrations and durations of salicylic acid on the content of tannins in mung bean plants
酚类次生代谢物是植物植株内与植物抗虫性有关的重要物质，可破坏昆虫的正常代谢，进而影响昆虫的生殖发育和繁殖[39]。有研究表明，植物体内酚类物质含量与抗虫性呈正相关。黄酮主要通过影响昆虫的取食，进而影响昆虫的生长发育和繁殖。单宁的含量越高，诱导抗虫性就越强，受害越严重，抗性越强的植物体内单宁、黄酮含量就越高[40-42]。
总酚是一种与植物抗性有关的次生物质，根据前人的研究，通常情况是总酚含量先上升，然后降低。在产生抗性的细胞结构变化或病程相关蛋白产生后，总酚含量产生变化。试验结果表明，在不同浓度水杨酸处理的绿豆植株受豆蚜为害后，植株内的总酚含量呈先上升后下降的趋势，且在第6天时迅速上升，不同处理间存在显著性差异。水杨酸不同浓度和不同作用时间双重作用下对总酚含量影响不显著。吴晓霞、樊婕和张晓霞等[43-45]研究发现，外源诱导剂在适宜浓度下可有效诱导作物体内酚类次生代谢物含量的变化，有利于增强作物的抗虫性，与试验结果一致。诸姮等[46]研究结果表明，植物体内的黄酮类化合物具有增强植物抗逆性的化学防御的功能，在植物生态适应过程中发挥着积极作用。试验结果表明，水杨酸选择的浓度范围内，黄酮含量上升值大于茉莉酸甲酯的选择范围内的黄酮含量升高值；
水杨酸不同浓度和不同作用时间双重作用下对黄酮含量影响极显著。张永军等[47]的研究结果表明，适宜浓度的外源水杨酸能提高棉花中黄酮类化合物的含量，与试验结果一致。
试验结果表明，在不同浓度水杨酸处理下，单宁含量与黄酮和总酚都呈现先上升后下降的趋势，且各处理在不同时间范围内与CK均存在极显著差异，处理后的植株受到豆蚜为害后第3天，单宁含量迅速上升；
水杨酸不同浓度和不同作用时间双重作用下对单宁含量影响极显著。刘旭明[48]的研究结果表明，棉苗受棉蚜为害后，会产生积累单宁等生化物质，且对后期棉蚜种群消长有重要作用。陈巨莲等[49-50]与胥苡等[51]的研究结果中对单宁在小麦抗蚜性的重要性结论不一致，陈巨莲的研究结果认为单宁含量与麦蚜抗性关系不密切，而胥苡的研究结果认为单宁是小麦抗蚜的重要物质，试验结果与胥苡一致。研究结果的不同，可能是因为采用的方法、试验的作物以及害虫不同造成的。
豆蚜胁迫下，喷施不同浓度的水杨酸后绿豆植株内的总酚、单宁和黄酮的含量均呈现出先升高后降低的倒“V”型变化趋势，绿豆植株内总酚和黄酮的含量，随着浓度升高，含量升高时间逐渐加长。水杨酸五个浓度或不同作用时间对绿豆植株总酚、黄酮和单宁含量影响均极显著；
水杨酸五个浓度和不同作用时间双因素作用下对绿豆植株总酚影响显著，对黄酮和单宁含量影响均极显著。且在水杨酸浓度为0.5 mmol·L-1，第9天时对绿豆植株体内次生代谢物质含量的诱导效果最为显著。
