李時(shí)榮，葛朝虹，劉德廣，崔曉寧，黃賢亮，王 達(dá)

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，陜西楊凌 712100)

植物與植食性昆蟲(chóng)在長(zhǎng)期的協(xié)同進(jìn)化中形成關(guān)系密切的相互適應(yīng)和防御機(jī)制[1]。一方面，植物次生物質(zhì)(總酚、單寧酸和香豆素等)對(duì)昆蟲(chóng)取食行為、生長(zhǎng)發(fā)育及繁殖可產(chǎn)生不利影響[2-3]，甚至對(duì)昆蟲(chóng)產(chǎn)生毒殺作用，如蘆竹堿對(duì)麥長(zhǎng)管蚜[Sitobionavenae(Fabricius)]的毒殺作用隨著濃度升高而增強(qiáng)[4]。另一方面，昆蟲(chóng)可通過(guò)忌避取食方式來(lái)應(yīng)對(duì)植物防御，也可通過(guò)解毒代謝產(chǎn)物對(duì)植物產(chǎn)生一定適應(yīng)性[2，5-6]。例如，麥長(zhǎng)管蚜通過(guò)增強(qiáng)其體內(nèi)羧酸酯酶 (Carboxylesterase，CarE)活性來(lái)提高對(duì)高含量吲哚生物堿小麥品種的適應(yīng)性[7]。桃蚜[Myzuspersicae(Sulzer)]體內(nèi)谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶 (Glutathione-S-transferase，GST)有助于其適應(yīng)含不同次生物質(zhì)的寄主植物[8]。CarE和GST是昆蟲(chóng)體內(nèi)較重要的解毒酶系，對(duì)很多有毒次生物質(zhì)及具有殺蟲(chóng)活性的植物提取物都具有解毒活性,在昆蟲(chóng)應(yīng)對(duì)植物次生防御中起關(guān)鍵作用[9-13]。昆蟲(chóng)體內(nèi)另一種關(guān)鍵酶是乙酰膽堿酯酶 (Acetylcholinesterase，AChE)，在昆蟲(chóng)解毒代謝中同樣起重要作用[14-15]。一些具有殺蟲(chóng)活性的植物次生物質(zhì)能誘導(dǎo)昆蟲(chóng)體內(nèi)AChE活性改變，如酚類物質(zhì)能改變麥長(zhǎng)管蚜體內(nèi)AChE活性[16]。不同寄主植物次生代謝物質(zhì)組成有很大差異，會(huì)通過(guò)昆蟲(chóng)取食對(duì)昆蟲(chóng)體內(nèi)解毒酶活性產(chǎn)生不同的誘導(dǎo)效果，進(jìn)而影響昆蟲(chóng)的寄主適應(yīng)性[17]。有研究表明棉蚜[Aphisgossypii(Glover)]在棉花上的酯酶活力是花椒上的2.4倍，在石榴和木槿上的酯酶活力是花椒上的1.3～1.5倍[18]。蘋(píng)果黃蚜(AphiscitricolaVander Goot) 的GST、AChE和CarE活性在不同寄主植物上強(qiáng)弱順序均表現(xiàn)為蘋(píng)果>梨樹(shù) > 李子 > 杏樹(shù)[19]。此外，次生物質(zhì)在不同植物中的含量也是影響昆蟲(chóng)解毒酶活性的重要因子。例如，單寧酸對(duì)麥長(zhǎng)管蚜和棉鈴蟲(chóng)[Helicoverpaarmigera(Hubner) ]的GST誘導(dǎo)作用具有明顯的劑量效應(yīng)[20],2-十三烷酮對(duì)棉蚜GST及槲皮素對(duì)棉蚜CarE的誘導(dǎo)作用也具有顯著劑量效應(yīng)[21]。

麥長(zhǎng)管蚜是一種世界性谷物害蟲(chóng)，也是中國(guó)麥類作物上的優(yōu)勢(shì)種，主要為害小麥(TriticumaestivumL.)穗部和旗葉，導(dǎo)致小麥灌漿不足，給小麥生產(chǎn)造成嚴(yán)重危害[22-24]。麥長(zhǎng)管蚜寄主范圍廣泛，主要危害小麥、大麥(HordeumvulgareL.)和燕麥(AvenasativaL.)等麥類作物，還取食黑麥草(LoliummultiflorumLam.)、鴨茅等多種禾本科雜草[25]。研究表明，寄主植物所含次生物質(zhì)能顯著影響麥長(zhǎng)管蚜解毒酶活性，如丁布能降低麥長(zhǎng)管蚜GST活性[26]；麥長(zhǎng)管蚜CarE活性隨著吲哚生物堿含量升高而增強(qiáng)，呈正相關(guān)[27]。不同基因型麥長(zhǎng)管蚜在小麥、大麥、燕麥和黑麥草上的生物學(xué)特性、寄主適應(yīng)性均存在差異，甚至?xí)a(chǎn)生一定程度的寄主?；訹28-29]。植食性昆蟲(chóng)對(duì)寄主植物的適應(yīng)性，在一定程度上取決于其對(duì)寄主植物次生防御的克服力[30]。目前，不同基因型麥長(zhǎng)管蚜在多個(gè)寄主植物上的適應(yīng)性與解毒代謝的關(guān)系仍不清晰。本研究測(cè)試 4 種寄主植物對(duì) 8 種基因型麥長(zhǎng)管蚜體內(nèi) 3 種解毒酶的誘導(dǎo)作用，對(duì)探討蚜蟲(chóng)的寄主適應(yīng)性及發(fā)展科學(xué)的生態(tài)調(diào)控策略有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試蟲(chóng)源：2014年4月采自陜西楊凌周邊小麥田的麥長(zhǎng)管蚜，分單克隆系在小麥‘矮抗58’上飼養(yǎng)。小麥幼苗培育在塑料杯中，用圓筒形透明塑膠片(d=6 cm，h=15 cm)罩住，圓筒頂部粘有60目的紗網(wǎng)。飼養(yǎng)溫度為(20±1) ℃，光周期為L(zhǎng)∶D =16 h∶8 h。試驗(yàn)中通過(guò)6個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)對(duì)所采蚜蟲(chóng)基因型進(jìn)行檢測(cè)[31](表1)，選取其中8個(gè)不同基因型蚜蟲(chóng)用于試驗(yàn)。

表1 8個(gè)麥長(zhǎng)管蚜基因型各微衛(wèi)星位點(diǎn)的等位基因長(zhǎng)度Table 1 Allele sizes of microsatellite loci for eight genotypes of Sitobion avenae

注：“*”表示該位點(diǎn)等位基因缺失。

Note: “*” indicates the loss of microsatellite alleles.

供試植物：小麥(‘矮抗58’)、大麥(‘西安91-2’)、 燕麥(‘sandle’)和黑麥草(LoliummultiflorumLam. )。

主要儀器：紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(UV-1100型，上海美譜達(dá)儀器有限公司)、高速冷凍離心機(jī)(TGL16型，上海安亭科學(xué)儀器廠)。

主要試劑：α-醋酸萘酯(α-NA) 和碘化硫代乙酰膽堿(Asch)(分析純級(jí)，試劑一廠，上海)；二硫雙對(duì)硝基苯甲酸 (DTNB)(化學(xué)純級(jí)，試劑三廠，上海)；1-氯-2,4-二硝基苯(CDNB) 和毒扁豆堿(Eserine)(分析純級(jí)，Sigma 公司，美國(guó))。

1.2 方 法

1.2.1 酶原液的提取及蛋白質(zhì)量濃度測(cè)定 選取分別在小麥、大麥、燕麥和黑麥草幼苗上飼養(yǎng)的1代和3代無(wú)翅成蚜作為供試蚜蟲(chóng)。每處理設(shè)3～6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)3 mg麥長(zhǎng)管蚜。把蚜蟲(chóng)放入1 mL磷酸緩沖液中，在冰浴條件下勻漿處理，勻漿液4 ℃ 離心，取上清液作為酶原液。根據(jù)所測(cè)酶的種類選用不同濃度磷酸緩沖液及離心條件[32]：CarE(磷酸緩沖液，0.04 mol·L-1、pH 7.0；10 000 r·min-1離心10 min)；GST(磷酸緩沖液，66 mmol·L-1、pH 7.0；9 000 r·min-1離心20 min)；AChE(磷酸緩沖液，0.1 mol·L-1、pH 7.4； 9 000 r·min-1離心20 min)。酶原液的蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度根據(jù) Bradford[33]的方法測(cè)定，取0.1 mL 酶原液加入5 mL考馬斯亮藍(lán)溶液，充分混勻后，靜置2 min，測(cè)定OD595 nm值。以牛血清白蛋白為標(biāo)準(zhǔn)蛋白，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算酶原液中蛋白質(zhì)的質(zhì)量濃度。

1.2.2 酶活性測(cè)定 參照呂朝軍等[19]的方法優(yōu)化后測(cè)定CarE活性。反應(yīng)總體積6 mL，其中包括5 mL 濃度為3×10-4mol·L-1的α-醋酸萘酯(內(nèi)含10-4mol·L-1毒扁豆堿)、0.5 mL磷酸緩沖液(0.04 mol·L-1，pH 7.0)和0.5 mL酶液。充分混勻后，在30 ℃ 水浴條件下放置30 min。隨后，立即加入1 mL顯色劑(堅(jiān)固藍(lán)B鹽與SDS按體積比2∶5配制)，混勻后室溫靜置30 min，用紫外分光光度計(jì)測(cè)定OD600 nm值。以不同濃度的α-萘酚制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線和酶原蛋白質(zhì)量濃度，以每分鐘每毫克蛋白與底物反應(yīng)產(chǎn)生產(chǎn)物的摩爾數(shù)表示酶活性。計(jì)算公式： 酶活力(μmol·mg-1·min-1) = 產(chǎn)物生成量(μmol)/ [ 反應(yīng)酶液量(mL)× 酶源蛋白質(zhì)量濃度(mg·mL-1)× 反應(yīng)時(shí)間(min)]，下同。

參照劉玉坤等[34]的方法優(yōu)化后測(cè)定GST活性。反應(yīng)總體積為3 mL，其中包括2.1 mL的磷酸緩沖液(66 mmol·L-1，pH 7.0)、0.3 mL的谷胱甘肽(50 mmol·L-1)、0.1 mL的CDNB(0.03 mol·L-1)及0.5 mL酶液。充分混勻后，在340 nm下測(cè)定2 min內(nèi)OD的變化值。

參照Wu等[32]的方法優(yōu)化后測(cè)定AChE活性。在玻璃試管中依次加入1.8 mL的磷酸緩沖液(0.1 mol·L-1，pH 7.4)、0.1 mL碘化硫代乙酰膽堿(Asch)與二硫雙對(duì)硝基苯甲酸(DTNB)的混合溶液(按體積比1∶2配制)和0.8 mL酶液。將上述試管中的溶液充分混勻后，在27 ℃ 水浴條件下放置15 min后，立即加入0.5 mL毒扁堿溶液(1×10-3mol·L-1)，充分混勻后，用紫外分光光度計(jì)測(cè)定OD412 nm值。以不同濃度的谷胱甘肽制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析 所有數(shù)據(jù)均用分析軟件SAS (ver. 8.0)進(jìn)行分析，若數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布和方差齊性，對(duì)其進(jìn)行對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換，符合檢驗(yàn)條件后進(jìn)行后續(xù)分析。麥長(zhǎng)管蚜解毒酶活性的方差來(lái)源分析采用嵌套方差分析。同種寄主不同代數(shù)之間CarE和GST差異分析采用Student’st-test進(jìn)行比較。同種基因型麥長(zhǎng)管蚜在不同寄主上的酶活性和同種寄主上不同基因型麥長(zhǎng)管蚜的酶活性數(shù)據(jù)采用單因素方差分析，然后用Tukey檢驗(yàn)進(jìn)行多重比較，數(shù)據(jù)用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 麥長(zhǎng)管蚜解毒酶活性誘導(dǎo)的方差來(lái)源分析

寄主植物(簡(jiǎn)稱寄主)、繁衍世代數(shù)(簡(jiǎn)稱世代)和蚜蟲(chóng)基因型(簡(jiǎn)稱基因型)對(duì)麥長(zhǎng)管蚜AChE、 CarE和 GST酶活力都有影響(表2)。寄主對(duì)各解毒酶比活力總方差的貢獻(xiàn)率較小，但其作用達(dá)到顯著水平。世代或寄主與世代的交互作用對(duì)CarE和GST酶活力的影響達(dá)到極顯著水平。世代對(duì)CarE酶活力總方差的貢獻(xiàn)率為4.43%。寄主與世代的交互作用對(duì)GST酶比活力總方差的貢獻(xiàn)率為10.24%?；蛐蛯?duì)AChE、CarE和GST酶比活力總方差的貢獻(xiàn)率在各因子中最高，分別是65.08%、60.81%和46.45%。

表2 麥長(zhǎng)管蚜AChE、 CarE和 GST活性的方差來(lái)源Table 2 Sources of variance for AChE,CarE,GST activities in S.avenae

2.2 寄主和世代對(duì)解毒酶活性的影響

麥長(zhǎng)管蚜在各供試寄主植物上取食1代后，大麥上蚜蟲(chóng)的AChE活性較高(圖1)，且與燕麥、黑麥草差異極顯著(F=6.65；df=3, 92；P<0.001)，但小麥、燕麥和黑麥草的AChE活性差異不顯著。

麥長(zhǎng)管蚜羧酸酯酶 (CarE)(圖2-A) 和谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶 (GST) (圖2-B) 的活性在不同寄主之間和世代之間都存在差異。分別比較一代和三代麥長(zhǎng)管蚜CarE活性在四種供試寄主植物之間差異不顯著。從一代試蟲(chóng)GST的活性來(lái)看，取食大麥的試蟲(chóng)較高，取食黑麥草的較低，且兩者之間存在極顯著差異(F=4.23；df=3,92；P<0.001)。從三代麥長(zhǎng)管蚜GST的活性來(lái)看， 黑麥草的誘導(dǎo)效果顯著高于大麥和小麥(F=7.54；df=3,136；P<0.001)。

柱上不同字母表示差異顯著(P<0.05) Different letters above bars indicate significant differences(P<0.05)

圖1不同寄主植物上1代麥長(zhǎng)管蚜AChE的活性
Fig.1AChEactivitiesoffirstgenerationofS.avenaeondifferenthosts

不同小寫(xiě)字母表示1代的差異顯著(P<0.05)；不同大寫(xiě)字母表示3代的差異顯著(P<0.05)；“***”表示不同世代間差異極顯著(P<0.001) 。

Different lower and lowercase letters indicate significant differences for first and third generation(P<0.05),respectively; “***”indicates significant differences(P<0.001) between generations.

圖2不同寄主植物上1代和3代麥長(zhǎng)管蚜CarE(A)、GST(B)的活性
Fig.2CarEandGSTactivitiesoffirstandthirdgenerationsofS.avenaeondifferenthostplants

四種供試寄主植物上，一代試蟲(chóng)CarE的活性高于三代試蟲(chóng)，但只有大麥對(duì)該酶活性的誘導(dǎo)效果在一代和三代之間存在顯著差異(t= 4.17，P<0.001)。黑麥草對(duì)三代試蟲(chóng)GST的活性的誘導(dǎo)效果顯著高于一代試蟲(chóng)(t=5.90，P<0.001), 其它寄主對(duì)該酶活性的誘導(dǎo)效果在一代和三代之間差異不顯著。

2.3 寄主和基因型對(duì)AChE活性的影響

同一基因型麥長(zhǎng)管蚜取食不同寄主植物后，其體內(nèi)AChE活性在各寄主間存在顯著差異(表3)?；蛐?(F=70.52；df=3,8；P<0.001)、2(F=114.35；df=3,8；P<0.001)、3(F=179.59；df=3,8；P<0.001)和8(F=50.51；df=3,8；P<0.001)在大麥上的活性都顯著高于其他供試寄主；基因型4在黑麥草上的活性顯著高于小麥(F=4.09；df=3,8；P=0.049 5)；基因型5在大麥或小麥上的活性顯著高于黑麥草(F=13.31；df=3,8；P=0.001 8)；基因型6在小麥上的活性最高(F=63.79；df=3,8；P<0.001)；基因型7在大麥、燕麥和黑麥草上的活性都顯著高于小麥(F=31.07；df=3,8；P<0.001)。

不同基因型麥長(zhǎng)管蚜取食同種寄主植物后，其體內(nèi)AChE活性在各基因型間存在明顯差異(表3)。取食小麥后，基因型3蚜蟲(chóng)體內(nèi)的活性較高，基因型4和7較低，其他基因型居中(F=39.09；df=7,16；P<0.001)；取食大麥后，基因型3體內(nèi)的活性最高(F=99.77；df=7,16；P<0.001)；燕麥對(duì)基因型3、4、5、6、7體內(nèi)該酶活性的誘導(dǎo)效果較好(F=7.20；df=7,16；P<0.001)。取食黑麥草后，基因型7體內(nèi)的活性最高(F=29.43；df=7,16；P<0.001)。

表3 4種寄主植物上不同基因型麥長(zhǎng)管蚜AChE的活性Table 3 AChE activities among different genotypic aphids(S.avenae) on four kinds of hosts

注：同列數(shù)據(jù)不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)；同行數(shù)據(jù)不同大寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)；下同。

Note: Different lowercase letters indicate significant differences in the same column(P<0.05); different uppercase letters indicate significant differences in the same row(P<0.05);the same below.

2.4 寄主和基因型對(duì)CarE活性的影響

同一基因型麥長(zhǎng)管蚜在各供試寄主上取食1代后，其體內(nèi)CarE活性的差異如表4 所示?；蛐?在燕麥上的活性顯著低于其他供試寄主(F=64.11；df=3,8；P<0.001)；基因型3在燕麥上的活性顯著高于其他供試寄主(F=274.02；df=3,8；P<0.001)；基因型2(F=150.86；df=3,8；P<0.001)、4(F=4.76；df=3,8；P=0.034 5)、5(F=25.88；df=3,8；P<0.001)、6(F=24.52；df=3,8；P<0.001)和8(F=5.83；df=3,8；P=0.02)體內(nèi)CarE活性都是大麥誘導(dǎo)效果較為顯著；基因型3和5在大麥和黑麥草上的活性顯著高于小麥；基因型7的活性在小麥上顯著高于黑麥草(F=7.39；df=3,8；P=0.01)，其他供試寄主間差異不顯著。

同一基因型麥長(zhǎng)管蚜在各供試寄主上取食3代后，其體內(nèi)CarE活性在各寄主間存在明顯差異(表4)。基因型1(F=4.16；df=3,19；P=0.02)、2(F=35.10；df=3,15；P<0.001)、5(F=38.06；df=3,14；P<0.001)、7(F=31.77；df=3,8；P<0.001)和8(F=1 117.33；df=3,8；P<0.001)在燕麥上的活性顯著高于黑麥草，基因型3(F=52.51；df=3,20；P<0.001)和6(F=4.27；df=3,16；P=0.02)的活性與之相反；基因型2和3在小麥上的活性顯著高于燕麥和黑麥草；基因型4的活性在各供試寄主間無(wú)顯著差異； 基因型5和8在燕麥上的活性顯著高于小麥和黑麥草。

不同基因型麥長(zhǎng)管蚜取食同種寄主植物1代或3代后，其體內(nèi)CarE活性的差異如表4所示。不同基因型麥長(zhǎng)管蚜取食同種寄主1代后，大麥(F=43.10；df=7,16；P<0.001)和黑麥草(F=167.98；df=7,16；P<0.001)對(duì)基因型3體內(nèi)該酶活性的誘導(dǎo)效果最為顯著，燕麥(F=5.96；df=7,16；P=0.001 5)次之；小麥對(duì)基因型1和6的誘導(dǎo)效果最好(F=115.36；df=7,16；P<0.001)。麥長(zhǎng)管蚜在各供試寄主取食3代后，小麥(F=155.11；df=7,31；P<0.001)和大麥(F=98.70；df=7,29；P<0.001)對(duì)基因型3體內(nèi)該酶活性的誘導(dǎo)效果最為顯著；燕麥對(duì)基因型1和8的誘導(dǎo)效果顯著(F=46.72；df=7,21；P<0.001)；黑麥草對(duì)基因型1、3、6和8的誘導(dǎo)效果顯著(F=141.09；df=7,27；P<0.001)。

表4 4 種寄主植物上1 代和3 代麥長(zhǎng)管蚜CarE活性在不同基因型之間的比較Table 4 Comparison of CarE activities among different genotypic S.avenae on four kinds of hosts

2.5 寄主和基因型對(duì)GST活性的影響

同一基因型麥長(zhǎng)管蚜在各供試寄主上取食1代后，其體內(nèi)GST活性在各寄主間的差異如表5所示。基因型1(F=173.61；df=3,8；P<0.001)和5(F=145.83；df=3,8；P<0.001)在大麥上的活性顯著高于其他供試寄主；基因型2在黑麥草上的活性顯著低于其他供試寄主(F=12.20；df=3,8；P=0.002 4)；基因型3(F=52.29；df=3,8；P<0.001)和6(F=31.27；df=3,8；P<0.001)在大麥和小麥上的活性較高；基因型7在燕麥上的活性最高(F=249.65；df=3,8；P<0.001)；基因型8在小麥上的活性較高(F=12.43；df=3,8；P=0.002)；基因型4的活性在各供試寄主間差異不顯著。

同一基因型麥長(zhǎng)管蚜在各供試寄主上取食3代后，其體內(nèi)GST活性在各寄主間存在顯著差異(表5)?；蛐?(F=86.02；df=3,8；P<0.001)、7(F=43.12；df=3,8；P<0.001)、8(F=47.76；df=3,8；P<0.001)在大麥上的活性顯著高于其他供試寄主；基因型1(F=168.24；df=3,20；P<0.001)、5(F=51.50；df=3,13；P<0.001)和6(F=23.75；df=3,16；P<0.001)在黑麥草上的活性最高；基因型2(F=424.65；df=3,15；P<0.001)和3(F=3.85；df=3,20；P=0.025)在燕麥上的活性較高。

不同基因型麥長(zhǎng)管蚜取食同種寄主植物1代或3代后，其體內(nèi)該酶活性的差異如表5所示。不同基因型麥長(zhǎng)管蚜取食同種寄主1代后，小麥對(duì)基因型3體內(nèi)酶活性的誘導(dǎo)效果較好(F=23.32；df=7,16；P<0.001)；大麥對(duì)基因型1的誘導(dǎo)效果最好(F=140.47；df=7,16；P<0.001)；燕麥對(duì)基因型7的誘導(dǎo)效果最強(qiáng)(F=96.63；df=7,16；P<0.001)；黑麥草對(duì)基因型1和7的誘導(dǎo)效果顯著(F=118.50；df=7,16；P<0.001)。麥長(zhǎng)管蚜取食同種寄主3代后，小麥對(duì)基因型1、3和4的誘導(dǎo)效果顯著(F=147.69；df=7,31；P<0.001)；大麥對(duì)基因型1、4和8的誘導(dǎo)效果顯著(F=75.60；df=7,30；P<0.001)；燕麥對(duì)基因型2的誘導(dǎo)效果最好(F=74.93；df=7,20；P<0.001)；黑麥草對(duì)基因型1和2的誘導(dǎo)效果顯著(F=129.38；df=7,27；P<0.001)。

表5 4 種寄主植物上1代和3代麥長(zhǎng)管蚜GST在不同基因型之間的比較Table 5 Comparison of GST activities among different genotypic S.avenae on four kinds of hosts

3 討 論

麥類作物含有酚類、生物堿、氧肟酸和非蛋白氨基酸等多種植物次生化合物[35]，它們?cè)谶@些作物抵御各種害蟲(chóng)的過(guò)程中能發(fā)揮重要作用。如抗蚜小麥品種中單寧、(甲氧基)酚酸類、阿魏酸等酚類化合物的含量明顯高于感蚜品種[36-37]。本研究中，大麥上的 1 代麥長(zhǎng)管蚜AChE活性高于其他寄主。1 代試蟲(chóng)CarE活性在燕麥上較高，在小麥上較低；而 GST的活性在大麥上較高，在黑麥草上較低。已有研究表明，同取食低抗小麥品種相比，取食中度抗蚜小麥品種的麥長(zhǎng)管蚜表現(xiàn)出較高的GST活性[38]。取食抗性小麥品種的蚜蟲(chóng)體內(nèi)CarE活性高于取食感性品種[39-40]。麥長(zhǎng)管蚜取食含不同濃度氧肟酸的寄主植物后，其GST 的活性隨著氧肟酸濃度的增加而增加，但其他解毒酶系如CarE等并沒(méi)有被誘導(dǎo)[41-42]，表明CarE和GST參與麥長(zhǎng)管蚜應(yīng)對(duì)特定寄主植物的次生防御。本研究中，除GST和CarE外，AChE也參與該蚜蟲(chóng)應(yīng)對(duì)寄主植物的防御反應(yīng)，但它們的功能可能存在一定區(qū)別。因此，這三大酶系在麥長(zhǎng)管蚜適應(yīng)各種寄主植物的過(guò)程中能發(fā)揮關(guān)鍵作用，但各個(gè)酶系應(yīng)對(duì)特定寄主植物次生物質(zhì)的具體功能需進(jìn)一步探討。

昆蟲(chóng)解毒酶活性誘導(dǎo)表達(dá)不僅受寄主植物的影響，還可能受到昆蟲(chóng)遺傳背景的影響。本研究結(jié)果表明，黑麥草對(duì)基因型7蚜蟲(chóng)體內(nèi)AChE活性的誘導(dǎo)效果顯著高于其他基因型；大麥或黑麥草對(duì) 1 代基因型3蚜蟲(chóng)體內(nèi)CarE活性的誘導(dǎo)作用顯著強(qiáng)于其他基因型，而小麥對(duì)基因型1和6的誘導(dǎo)效果較顯著；小麥上1代基因型1、3和6的GST活性較高，大麥上基因型1的活性最高，燕麥對(duì)基因型7的誘導(dǎo)作用最強(qiáng)，黑麥草上基因型1和7 的活性較高。因此，同種寄主植物對(duì)不同基因型蚜蟲(chóng)體內(nèi)AChE、CarE或GST的誘導(dǎo)作用存在顯著差異。一些基因型在特定寄主上CarE或GST的活性很低，這可能是由于該寄主植物對(duì)這些基因型蚜蟲(chóng)取食產(chǎn)生一定的忌避作用[43]。但有研究[44]顯示，麥長(zhǎng)管蚜取食含不同氧肟酸濃度的寄主植物后，蚜蟲(chóng)的遺傳背景對(duì)其體內(nèi)GST活性沒(méi)有影響，其原因可能是該研究中采用的蚜蟲(chóng)基因型數(shù)量較少，且采樣地蚜蟲(chóng)種群分化程度較低。本研究結(jié)果表明，基因型和寄主植物間的互作也會(huì)影響麥長(zhǎng)管蚜體內(nèi)解毒酶活性，增加更多基因型蚜蟲(chóng)，有助于進(jìn)一步探討遺傳背景對(duì)麥長(zhǎng)管蚜解毒酶活性的影響。

本研究結(jié)果表明，麥長(zhǎng)管蚜CarE(圖2-A) 和GST)(圖2-B) 的活性在世代間存在一定差異。Loayza-Muro 等[45]通過(guò)研究小麥(含氧肟酸)和燕麥(不含氧肟酸)上不同世代麥長(zhǎng)管蚜GST活性，發(fā)現(xiàn)該酶活性隨著世代數(shù)增加而增加，這與本研究結(jié)果一致。說(shuō)明麥長(zhǎng)管蚜可能通過(guò)一些解毒酶(如GST)活性的增加來(lái)提高對(duì)特定寄主植物(如黑麥草)的適應(yīng)性，但該蚜蟲(chóng)GST對(duì)大麥作用較小。本研究中CarE和GST的差異反映不同酶系在具體功能和可塑性等方面存在差異，并且這些酶系間可能發(fā)生一定交互作用。

綜上所述，寄主植物、蚜蟲(chóng)世代和基因型都能對(duì)麥長(zhǎng)管蚜體內(nèi)解毒酶(如CarE和GST等)活性變化有極顯著的影響，而且寄主植物與蚜蟲(chóng)世代之間的交互作用也達(dá)到極顯著水平。麥長(zhǎng)管蚜在抵御植物次生物質(zhì)和適應(yīng)各種寄主植物的過(guò)程中，其體內(nèi)解毒酶能發(fā)揮重要作用。深入探討各解毒酶系對(duì)特定植物次生物質(zhì)的代謝作用，并弄清酶系相關(guān)基因的功能，將有助于采用現(xiàn)代分子生物學(xué)手段來(lái)保持和提高害蟲(chóng)對(duì)寄主次生物質(zhì)的敏感性，探明次生物質(zhì)對(duì)昆蟲(chóng)解毒酶系的誘導(dǎo)調(diào)控機(jī)制，進(jìn)而揭示昆蟲(chóng)與植物的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系。

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