桉樹葉片特征與桉樹枝癭姬小蜂的抗性關系

陳漢章,方曉敏,陳德蘭,鄭宏,陳順立

1.閩西職業技術學院,福建龍巖364021

2.福建農林大學林學院,福建福州350002

3.武夷山森林病蟲害防治檢疫站,福建武夷山354300

4.龍巖市新羅區森林病蟲害防治檢疫站,福建龍巖364000

桉樹葉片特征與桉樹枝癭姬小蜂的抗性關系

陳漢章1,方曉敏2,陳德蘭3,鄭宏4,陳順立2

1.閩西職業技術學院,福建龍巖364021

2.福建農林大學林學院,福建福州350002

3.武夷山森林病蟲害防治檢疫站,福建武夷山354300

4.龍巖市新羅區森林病蟲害防治檢疫站,福建龍巖364000

通過測定不同桉樹品系葉片和葉柄的結構特征，及植株受桉樹枝癭姬小蜂危害后，葉片、葉柄結構的變化，了解不同桉樹品系植株葉片、葉柄的含水率、容重、蠟質、厚度等結構特征與抗蟲性的關系。結果表明：①桉樹抗蟲性與植株葉片的含水率呈負相關，與容重呈正相關；桉樹抗蟲性與葉柄的含水率、厚度和蠟質含量呈正相關，與容重呈負相關。②桉樹受害后，受害葉片的含水率下降、容重增大，受害處葉柄極顯著膨大，其中：中感品系受害葉柄的蠟質含量極顯著減少，葉片的蠟質含量降低；高感品系未受害與受害葉片的蠟質含量差異極顯著，巨圓桉（E.urophylla×E.camaldulensis）DH 201-2的葉柄蠟質含量表現出顯著減少。

桉樹;桉樹枝癭姬小蜂;葉片特征;抗蟲性

桉樹（Eucalyptus spp.）為速生豐產的優良樹種，分布廣泛，自2007年桉樹枝癭姬小蜂Leptocybe invasa Fisher&LaSalle入侵我國后，其嚴重危害了桉樹生長，給我國桉樹產業的發展造成巨大損失[1]。植物在長期的生長過程中，與植食性昆蟲協同進化，植物通過組成型防御和誘導型防御，阻止和抵抗昆蟲的攻擊。植物還通過結構特征的變化，形成自身生長發育的防御體系，抵抗昆蟲的侵食，從而制約昆蟲的數量，影響昆蟲的生長、發育、繁殖[2]。

趙杰軍等發現，葉片越是光滑肥厚、葉脈越是發達，就越易成為白蠟蟲的優良寄主植物[3]。常金華等研究表明，單位面積的茸毛稀少且較長，表現出較高的抗蟲性，茸毛密而短的小麥葉片則易受蚜蟲侵食[4]。張貽禮等通過對茶樹抗性的研究得出，葉片柵欄組織和海綿組織、主脈下方的厚角組織層數越多，茶樹表現出抗假眼小綠蟬則越強[5]。梁光紅等運用石蠟切片法，對刺桐的組織結構進行分析，發現抗刺桐姬小蜂強的品種，其柵欄組織、海綿組織、維管束鞘和上下表皮的厚度都比高感的品種厚，同時細胞排列越松散，體積越大，刺桐姬小蜂就能夠輕易地為害刺桐[6]。上述研究表明，寄主葉片的結構特征與其抗蟲性關系密切。因此，研究桉樹不同品系葉片的結構特征，及與其抗桉樹枝癭姬小蜂的關系，可為選育抗蟲品系（種）提供科學依據。本文通過對不同桉樹品系受桉樹枝癭姬小蜂危害前后葉片結構特征的觀察分析，比較其葉片結構特征的差異及其抗蟲特點，探討了桉樹抗蟲品系的抗性機理。

1　材料與方法

1.1供試材料

試驗所用的1年生桉樹，來源于福建農林大學林業有害生物檢驗與控制中心苗圃地，處于北緯26°05′12″，東經119°14′02″，年均氣溫16～22℃，年均降水量900～2100 mm，年相對濕度77%[7]。試驗地的桉樹分行種植，株距約50 cm。參照張華峰[8]的研究結果，選用對桉樹枝癭姬小蜂表現出不同抗性的5個桉樹品系，分別是：高抗品系巨尾桉（E.urophylla×E.urophylla）GL3和尾巨桉（E. urophylla×E.grandis）DH 32-28（平均每枝蟲癭數＜1個）、中感品系鄧恩桉（E.dunnii）（平均每枝蟲癭數＞5個且＜7個）、高感品系巨桉（E.grandis）QG8和巨圓桉（E.urophylla×E.camaldulensis）DH 201-2（平均每枝蟲癭數＞16個）。

1.2試驗方法

1.2.1葉片結構特征比較在試驗地選取不同抗性的桉樹品系植株各5株，測量各植株的樹高。同時沿著東南西北方向，隨機采取未受桉樹枝癭姬小蜂危害植株的帶葉柄幼嫩葉片、受害植株的未受害帶葉柄的幼嫩葉片及受害植株中葉柄或葉片形成蟲癭的帶葉柄幼嫩葉片，分別采樣20個，放入自封袋并做好標記，立即在實驗室內測量。用游標卡尺測量葉柄厚度，再將幼嫩葉片與葉柄剪開，分別放入電子天平中稱取鮮重后，完全浸泡于清水中，6～8 h完全飽和后，測量飽和鮮重。采用浮力法[9]測定葉片的體積，再將葉片與葉柄放入牛皮紙袋中，一起置于105℃的烘干箱中，待恒重后測定其干重。

1.2.2蠟質含量測定于9月上旬晴好天氣，在各植株的東南西北四個方向隨機選取幼嫩葉片及其葉柄，表面清洗除塵后，吸干水分。以主脈為對稱軸，剪取基部帶主脈的幼嫩葉片10片，幼嫩葉柄10個，用畫圖法計算葉片表面積，葉柄近似于圓柱體，根據圓柱體的表面積公式，計算其表面積并稱取重量。在室溫下，立即投入20 mL三氯甲烷中，精準計時30 s，之后取出葉片，待三氯甲烷揮發完全，再次稱重，每個品系重復3次。前后的重量差即為蠟質重量，計算桉樹葉片蠟質含量和葉柄蠟質含量[10]。

1.3數據處理

用DPS軟件[11]分析含水率、容重、蠟質含量與抗性之間的關系，進行單因素完全隨機試驗設計統計分析，采用多重比較。

2　結果與分析

2.1不同桉樹品系葉片、葉柄結構特征比較

2.1.1不同桉樹品系未受害葉片及葉柄含水率、容重的比較通過對不同抗性品系的桉樹未受害植株未受害葉片、葉柄進行結構特征的測定（表1），結果表明，高抗品系巨尾桉GL3和尾巨桉DH 32-28的葉片含水率均小于中感、高感品系，其葉柄含水率比中感和高感品系含量大。高感品系巨桉QG8的葉片和葉柄含水率略低于鄧恩桉。整體呈現抗蟲性越強，葉片含水率越低，葉柄含水率越高的態勢。高感品系巨桉QG8和巨圓桉DH 201-2的葉片容重均小于高抗和中感品系，葉柄容重則是均大于高抗、中感的葉柄容重。葉片容重與抗蟲性呈正比，葉柄容重與抗蟲性呈反比。測量葉柄的厚度，發現尾巨桉DH 32-28的葉柄厚度最大，巨尾桉GL3次之，都較之其他品系的更厚，呈現出抗蟲性越強，葉柄越厚。

表1　桉樹未受害葉片及葉柄的結構特征Table 1 The structure characteristics of undamaged leaves and petioles in Eucalyptus spp.

通過方差分析和多重比較，可知在未受害的桉樹葉片中，高感品系巨圓桉DH 201-2的葉片含水率極顯著大于高抗品系尾巨桉DH 32-28（P＜0.01），高抗品系巨尾桉GL3和尾巨桉DH 32-28都顯著小于中感鄧恩桉、高感巨桉QG8（P＜0.05），中感、高感品系的葉片容重極顯著小于高抗品系巨尾桉GL3和尾巨桉DH 32-28，高感品系巨圓桉DH 201-2的葉柄容重則顯著高于高抗、中感品系。5個品系之間的葉柄含水率沒有明顯差別，巨尾桉GL3、尾巨桉DH 32-28和鄧恩桉三者葉柄容重均不存在顯著性差異。尾巨桉DH 32-28的葉柄厚度極顯著厚于其他品系，巨圓桉DH 201-2則是極顯著薄于其余4種品系，巨桉QG8的葉柄厚度顯著小于巨尾桉GL3和鄧恩桉。

2.1.2受害植株的未受害與受害的葉片及葉柄含水率、容重的比較由表2可知，在受害桉樹植株中，表現為高感和中感品系的受害葉片含水率都比未受害葉片低，中感品系鄧恩桉受害的葉片含水率比未受害的葉片減少10.76%，高感品系巨桉QG8和巨圓桉DH 201-2的受害葉片含水率與未受害的葉片比較，分別減少7.75%和3.96%，表現為抗性越強的受害植株，受害葉片與未受害葉片含水率的差值越大。桉樹受害植株中，鄧恩桉和巨圓桉DH 201-2的葉柄含水率分別下降2.37%、4.07%，巨桉QG8的受害葉柄較之未受害的葉柄含水率反而增加了3.86%。受害植株的受害葉片容重均比未受害葉片的容重大，鄧恩桉受害后，葉片容重增加量最大，葉片容重增加量隨抗性的增強而增大。除了鄧恩桉受害后，受害葉柄比未受害葉柄容重增加，巨桉QG8和巨圓桉DH 201-2受害葉柄容重均比未受害葉柄小。未受害葉柄的容重隨著抗性的降低而增大，反之受害葉柄的容重與抗蟲性的強度成正相關。在受害植株中，中感品系鄧恩桉、高感品系巨桉QG8和巨圓桉DH 201-2三者的未受害葉片含水率都高于葉柄含水率，未受害葉片容重卻都低于葉柄容重。受害的葉柄厚度都明顯大于未受害的葉柄，鄧恩桉葉柄的腫大程度更大。受害的植株，長勢都較差，枝葉集中在樹的上半部分，呈現枝梢分支數多，高低參差不齊，整體不協調。

表2　桉樹受害植株中未受害與受害葉片及葉柄的結構特征Table 2 The structure characteristics of undamaged and damaged Leaves and petioles in damaged Eucalyptus spp.

進一步進行方差分析和多重比較，中感品系鄧恩桉受害葉片和高感品系巨桉QG8受害葉片的含水率極顯著小于其未受害葉片及巨圓桉DH 201-2的未受害、受害葉片。高感品系巨圓桉DH 201-2的受害葉片含水率顯著小于其未受害葉片及鄧恩桉的未受害葉片。鄧恩桉受害葉片的容重顯著大于其未受害葉片容重，同時極顯著大于巨桉QG8及巨圓桉DH 201-2的未受害葉片。巨桉QG8和巨圓桉DH 201-2的受害葉片容重都顯著大于其各自未受害葉片的容重。鄧恩桉、巨桉QG8、巨圓桉DH 201-2之間的未受害葉片容重之間不存在顯著差異，巨圓桉DH 201-2受害葉片的含水率極顯著大于鄧恩桉和巨桉QG8的受害葉片。

鄧恩桉受害葉柄的含水率顯著小于巨桉QG8受害葉柄的含水率，鄧恩桉、巨桉QG8及巨圓桉DH 201-2的未受害葉與其各自的受害葉之間的葉柄含水率沒有顯著差異。鄧恩桉的受害葉和巨圓桉DH 201-2的未受害葉的葉柄容重都顯著大于巨桉QG8受害葉柄容重。鄧恩桉、巨桉QG8、巨圓桉DH 201-2的受害葉柄的厚度都極顯著的大于其未受害葉柄。受害的巨圓桉DH 201-2植株極顯著的比受害品系鄧恩桉、巨桉QG8矮。

2.1.3不同桉樹品系未受害植株葉片及葉柄含水率、容重的比較在不同抗性的未受害桉樹中，比較高抗和中感的葉片、葉柄結構特征（表3），可知高抗品系的葉片含水率低于中感品系，葉柄含水率反而是抗性越強，含量越高。中感品系的葉片容重、葉柄容重、葉柄厚度都小于高抗品系。在高度上，高抗品系的桉樹生長良好，樹形筆直，枝繁葉茂，高度都達6.06±0.25 m，中感品系的樹高參差不齊，長勢一般。

進一步分析表明，中感品系的葉片含水率顯著大于高抗品系，葉片容重極顯著小于高抗品系。比較不同抗性植株的整體樹高，高抗品系的高度顯著高于中感品系。

表3　桉樹未受害植株葉片及葉柄的結構特征Table 3 The structure characteristics of leaves and petioles in undamaged Eucalyptus spp.

2.2蠟質含量的比較

2.2.1不同桉樹品系未受害葉片、葉柄蠟質含量比較桉樹不同品系在常溫下，經過三氯甲烷的溶解，測出葉片及葉柄的蠟質含量（見圖1），高抗品系巨尾桉GL3的葉片蠟質含量是中感品系鄧恩桉的2.1倍，尾巨桉DH 32-28的葉片蠟質含量比鄧恩桉多0.20 μg/cm2。高感品系的葉片蠟質含量均比中感品系鄧恩桉多出1倍以上。葉柄蠟質含量與抗性強弱的變化一致（見圖2），抗性越強，葉柄蠟質含量越高。

圖1　桉樹未受害葉片的蠟質含量Fig.1 Wax content of undamaged leaves inEucalyptusspp.

圖2　桉樹未受害葉柄的蠟質含量Fig.2 Wax content of undamaged petioles inEucalyptusspp.

分析可知，高感品系巨圓桉DH 201-2的葉片蠟質含量極顯著大于高抗尾巨桉DH 32-28、中感鄧恩桉和高感巨桉QG8，巨尾桉GL3和巨圓桉DH 201-2的葉片蠟質含量不存在明顯差別。高抗品系巨尾桉GL3和尾巨桉DH 32-28的葉柄蠟質含量極顯著高于中感、高感品系，巨桉QG8的葉柄蠟質含量顯著多于巨圓桉DH 201-2。

2.2.2受害植株的未受害與受害的葉片、葉柄蠟質含量比較從圖3可以看出，當植株受到桉樹枝癭姬小蜂危害后，鄧恩桉、巨桉QG8和巨圓桉DH 201-2的受害葉片蠟質含量都比未受害葉片蠟質含量有所減少，呈現減少量越大，抗蟲性越弱。無論葉片受害與否，巨桉QG8和巨圓桉DH 201-2的葉片蠟質含量都高于鄧恩桉。從圖4可以看出，在受害植株中，抗性較強，表現為受害葉柄的蠟質含量急劇下降，鄧恩桉下降值是未受害葉柄蠟質含量的50%，高感品系巨桉QG8、巨圓桉DH 201-2的受害葉柄蠟質減少量分別約占其未受害葉柄蠟質含量的20%、40%。中感及高感品系的葉柄蠟質含量，都小于其對應品系受害情況的葉片蠟質含量。

圖3　桉樹受害植株中未受害與受害葉片的蠟質含量Fig.3 Wax content of leaves in damaged Eucalyptus spp.

圖4　桉樹受害植株中未受害與受害葉柄的蠟質含量Fig.4 Wax content of petioles in damaged Eucalyptus spp.

經過方差分析后可知，巨桉QG8、巨圓桉DH 201-2的受害葉片與未受害葉片之間的蠟質含量都存在極顯著差異，而在鄧恩桉的受害植株中，未受害與受害葉片蠟質含量的差異不明顯，兩者與巨圓桉DH 201-2受害的葉片蠟質含量之間也沒有顯著性差異。鄧恩桉的受害葉柄蠟質含量極顯著小于其未受害的葉柄蠟質含量，巨圓桉DH 201-2的受害葉柄蠟質含量顯著小于其未受害的葉柄蠟質含量。巨桉QG8的受害葉柄與未受害葉柄之間的蠟質含量無明顯差異。

2.2.3不同桉樹品系未受害植株的葉片、葉柄蠟質比較比較高抗和中感品系的未受害植株（表4），高抗品系的葉片、葉柄蠟質含量均比中感品系的葉片、葉柄蠟質含量高，呈現出抗蟲性越強的植株，蠟質含量越高。進一步分析表明，高抗品系的葉片蠟質含量顯著大于中感品系，其葉柄蠟質含量極顯著大于中感品系。

表4　桉樹未受害植株中葉片及葉柄的蠟質含量Table 4 Wax content of leaves and petioles in undamaged Eucalyptus spp.

3　小結與討論

未受桉樹枝癭姬小蜂寄生危害的葉片，葉片的含水率隨著抗蟲性的增強而減少，葉柄含水率與抗蟲性關系的差異不顯著，同時高抗的葉柄含水率都高于葉片含水率，而中感和高感品系的葉柄含水率則低于葉片含水率。張華峰研究結果表明[12]，桉樹枝癭姬小蜂在葉柄的寄生部位多于葉片，說明桉樹枝癭姬小蜂喜寄生于含水率相對較高的部位，對葉片則是含水率越高，越易被寄生危害；但對葉柄的含水率要求不嚴格，水分較高，較不易受害，其原因有待進一步深入研究。試驗結果表明抗蟲性與葉片容重呈正比，與葉柄容重呈反比；桉樹葉片的容重會影響桉樹枝癭姬小蜂的寄生，越易感蟲的品系，葉片容重越小。此結果與吳暉的栗癭蜂研究結果一致，栗癭蜂與錐栗不同抗性品種之間的關系表現為，枝條容重與品系抗蟲性呈正相關[13]。容重大的品系之所以不易受害，這可能是由于其組織結構更緊實，桉樹枝癭姬小蜂產卵器難以刺穿其表皮產卵。葉片蠟質含量與抗蟲性的關系不大，葉柄的蠟質含量隨著抗蟲性的增強而增大，說明植物葉柄表面的蠟質在一定程度上阻礙了害蟲的入侵[14]。

受桉樹枝癭姬小蜂危害的桉樹植株，中感和高感品系的未受害葉片含水率都高于受害葉片，且與受害葉片之間的含水率差值較大。這可能是高感品系含水率的減少量低，還能夠繼續為桉樹枝癭姬小蜂的寄生提供水分，保證其正常生長發育的需要，因此,更易受到桉樹枝癭姬小蜂的持續產卵繁殖。中感和高感品系的受害葉片容重都顯著大于未受害葉片，除了中感品系的受害葉柄容重大于未受害葉柄外，高感的受害葉柄容重與未受害比較都減少；這可能是由于受害部位形成蟲癭，干重及體積都增加，通過增加受害部位的物質積累，降低其余部位受害的可能性。中感、高感品系的受害葉片及葉柄較之相應的未受害部位，其蠟質含量均降低；這說明在受害植株的受害部位，蠟質含量的減少給桉樹枝癭姬小蜂創造了有利條件，也更容易在葉柄處危害，這與張華峰的試驗分析一致，鄧恩桉、巨桉QG8和巨圓桉DH 201-2葉柄的蟲癭數量大于葉片主脈處[12]。高感品系的未受害葉片蠟質含量都高于中感品系鄧恩桉，說明蠟質中除含有能夠抵制或阻止昆蟲入侵的成分外，也存在一部分的化學組成能夠吸引或誘導昆蟲，使其在寄主植物上的取食[15]。

在未受害的桉樹植株中，高抗品系表現出比中感品系的葉片含水率低，葉片容重大，葉柄含水率高，葉柄容重、厚度大，這更進一步說明了葉片含水率與抗蟲性呈反比，葉片容重與抗蟲性呈正比，葉柄厚度隨著抗蟲性的增強，表現出增厚。高抗品系植株在生長過程中，雖有產卵刻痕，但都沒有受害形成蟲癭，其整體的長勢較好，樹高顯著高于中感品系。上述研究也表明，巨尾桉GL3和尾巨桉DH 32-28品系是我國桉樹枝癭姬小蜂發生區值得推廣應用的抗蟲品系。

[1]潘志彬.桉樹枝癭姬小蜂的研究現狀與展望[J].安徽農學通報,2013,19(01-02):25-29

[2]彭露,嚴盈,劉萬學,等.植食性昆蟲對植物的反防御機制[J].昆蟲學報,2010,53(5):572-580

[3]趙杰軍,陳曉鳴,王自力.白蠟蟲7種寄主植物葉片解剖結構與寄主選擇性的關系[J].熱帶亞熱帶植物學報,2012,20(3):247-255

[4]常金華,張麗,夏雪巖,等.不同基因型高粱植株的物理性狀與抗蚜性的關系[J].河北農業大學學報,2004,27(2):5

[5]張貽禮,張覺晚,楊陽,等.茶樹抗蟲品種資源調查及抗性機制研究[J].茶葉通訊,1994(2):4-6

[6]梁光紅,鄧傳遠,林龍,等.刺桐葉部特征與其對刺桐姬小蜂抗性的關系[J].熱帶作物學報,2012,33(3):545-550

[7]福州市統計局.2012年福州統計年鑒[M].北京:中國統計出版社,2012:3-4

[8]張華峰.桉樹枝癭姬小蜂侵害機理及寄主桉樹化學防御研究[D].福州:福建農林大學,2013:18-33

[9]許守民,閻秀峰,梁秀英,等.應用浮力法測定葉片厚度、體積、密度及內部空間體積[J].植物生理學通訊,1989(5):58-61

[10]周小云,陳信波,徐向麗,等.稻葉表皮蠟質提取方法及含量的比較[J].湖南農業大學學報(自然科學版),2007,33(3):273-276

[11]唐啟義.DPS數據處理系統教程[M].北京:科學出版社,2006:93-97

[12]張華峰,康文通,陳順立,等.不同桉樹品系與桉樹枝癭姬小蜂危害關系的研究[J].福建林學院學報,2012, 32(4):345-349

[13]吳暉.錐栗抗栗癭蜂品種篩選及抗性機制研究[D].福州:福建農林大學,2002:38-39,60

[14]Lundgren J G,Fergen J K,Riedell W E.The influence of plant anatomy on oviposition and reproductive success of the omnivorous bug Orius insidiosus[J].Animal Behaviour,2008,75(4):1495-1502

[15]王美芳,陳巨蓮,原國輝,等.植物表面蠟質對植食性昆蟲的影響研究進展[J].生態環境學報,2009,18(3):1155-1160

The Relationship between Leaves Characteristics of Eucalyptus spp.and the Resistance against Leptocybe invasa Fisher&LaSalle

CHENHan-zhang1,FANGXiao-min2,CHENDe-lan3,ZHENGHong4,CHENShun-li2
1.Minxi Vocational and Technical College,Longyan 364021,China
2.College of Forestry,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,China
3.Forest Disease and Pest Control and Quarantine Station of Wuyishan,Wuyishan 354300,China
4.Forest Disease and Pest Control and Quarantine Station of Xinluo District,Longyan 364000,China

The structure characteristics of leaves and petioles of different Eucalyptus spp.and the change of damage and undamaged plants by Leptocybe invasa had determined.The results showed that:①There are negative correlation between insect resistance and leaf water content,and positive correlation between insect resistance and leaf bulk density.The insect resistance has positively correlated with moisture content,thickness and wax content of petioles,but negatively correlated with bulk density.②After affected by the wasp,the water content of leaves had declined and the bulk density had increased and the damaged petioles had significantly enlarged.In damaged mid-resistance varieties,petioles’wax content had obviously decreased,but had slightly decreased in leaves.The high susceptible varieties had significant differences of wax content in leaves between damaged and undamaged plant.The results also had revealed that the wax content of petioles in high susceptible varieties,E.urophylla×E.tereticornis DH201-2 had decreased obviously.

Eucalyptus spp.;Leptocybe invasa;leaves characteristics;insect resistance

S763.3

A

1000-2324(2015)02-0198-06

2013-04-12

2013-04-26

福建省科技廳重點科技基金資助項目(2012N0008)

陳漢章(1962-),男,副教授,主要從事森林培育及林木病蟲害研究.E-mail:764286373@qq.com