摘 要：為探究綠色環(huán)保的誘抗劑對(duì)苧麻生長發(fā)育以及抗苧麻夜蛾Arctecoerula特性的影響，選取4種常見且經(jīng)濟(jì)的誘抗劑水楊酸、幾丁寡糖、殼寡糖1500和殼寡糖1000，分別設(shè)置8個(gè)濃度處理苧麻后喂食苧麻夜蛾，觀察其取食葉面積，在田間處理區(qū)半人工釋放苧麻夜蛾，觀察其為害程度，并在收獲時(shí)測量苧麻株高和原麻產(chǎn)量。結(jié)果表明，4種誘抗劑在適宜濃度下均能顯著誘導(dǎo)苧麻對(duì)苧麻夜蛾的抗性，田間試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果的一致性較好。其中，80×10-6幾丁寡糖稀釋液處理對(duì)苧麻的誘抗效果最高，苧麻夜蛾為害程度指數(shù)僅為8.38，其次是120×10-6殼寡糖1000稀釋液處理，為害程度指數(shù)為16.71，3.0g/L殼寡糖1500處理和1.2mmol/L水楊酸處理對(duì)苧麻的誘抗效果最低，為害程度指數(shù)分別為27.21和28.07。4種誘抗劑在適宜濃度下都能顯著增加苧麻株高和原麻產(chǎn)量，但各誘抗劑處理的增產(chǎn)量無顯著差異，原麻產(chǎn)量以40×10-6殼寡糖1000稀釋液處理最高，其次為2.0g/L殼寡糖1500處理，最后為120×10-6幾丁寡糖稀釋液處理和0.2mmol/L水楊酸處理。以提高苧麻對(duì)苧麻夜蛾的抗性和原麻產(chǎn)量為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，4種誘抗劑在田間綜合增產(chǎn)和防蟲功效應(yīng)用中優(yōu)先推薦施用80×10-6～120×10-6幾丁寡糖稀釋液和40×10-6~80×10-6殼寡糖1000稀釋液，其次為2.0～3.0g/L殼寡糖1500和0.8~1.2mmol/L水楊酸。
關(guān)鍵詞：苧麻夜蛾；誘導(dǎo)抗蟲性；誘導(dǎo)因子；防病促生；防效
苧麻Boehmeria nivea是多年生宿根草本作物，也是優(yōu)良的天然纖維作物，每年可以收獲多次，并且其葉粗蛋白含量高（陳繼康等，2020），根系發(fā)達(dá)且可入藥，在飼料、醫(yī)藥及土壤修復(fù)和水土保持方面也有著很高的應(yīng)用價(jià)值和潛能（揭雨成，2007;Gong et al.,2017；劉沖等，2020）。但在種植過程中病蟲害每年能導(dǎo)致苧麻纖維減產(chǎn)20%以上，如苧麻夜蛾Arcte coerula和根腐病等嚴(yán)重發(fā)生時(shí)甚至絕收（余永廷等，2011；熊常財(cái)?shù)龋?012；安曉霞，2014）。苧麻夜蛾是苧麻上主要的食葉害蟲，屬鱗翅目夜蛾科，又被稱為搖頭蟲和紅腦殼蟲（曾糧斌等，2013）。該蟲主要以幼蟲取食苧麻葉片為害，使葉片呈網(wǎng)紋狀或缺刻狀，暴發(fā)為害時(shí)全田苧麻葉片能在短期內(nèi)被蠶食一空，僅剩葉柄及葉脈，使苧麻光合作用迅速衰減或者無法進(jìn)行，導(dǎo)致被害株生長停滯，多生側(cè)枝，加速纖維老化，嚴(yán)重影響苧麻的產(chǎn)量和品質(zhì)（王玉娥和王紹華，1987；馬繼武，1989;Zeng et al.,2016）。
目前，苧麻生產(chǎn)中主要采用化學(xué)農(nóng)藥控制苧麻夜蛾為害，但農(nóng)藥的大量使用不可避免產(chǎn)生“3R”問題，同時(shí)還會(huì)損傷天敵。誘導(dǎo)植物抗性是對(duì)生態(tài)和環(huán)境友好的一種防治方法，可以誘導(dǎo)植物體內(nèi)抗病蟲害防御機(jī)制的增強(qiáng)表達(dá)（Appu&Muthukrishnan,2014;Hussain et al.,2014），并未涉及到基因本質(zhì)的轉(zhuǎn)變，具有高度的生物安全性（曾糧斌等，2011；孫凱等，2015）。植物保護(hù)素俗稱植保素，是植物受病原微生物侵害時(shí)自身產(chǎn)生的一類起防衛(wèi)作用的次生代謝物，其產(chǎn)生速度和積累量與植物的抗病性息息相關(guān)。植物誘抗劑是一類能誘導(dǎo)植物通過一系列反應(yīng)產(chǎn)生植保素的物質(zhì)，可以是無機(jī)鹽、有機(jī)小分子、生物大分子以及病原細(xì)胞壁碎片等（邵素琴和李建中，2002；劉曉麗和婁永根，2018），一般分為寡糖類、蛋白類和糖蛋白類3種。植物誘抗劑的使用具有安全有效、抗譜廣的特點(diǎn)，在病蟲害防控方面具有廣闊的應(yīng)用前景（Li&Zhu,2013;Mostafanezhad et al.,2014;Ayoubi&Soleimani,2015）。目前，植物誘抗劑已經(jīng)成熟運(yùn)用于小麥、玉米、番茄和馬鈴薯等糧食蔬菜生產(chǎn)中（王宏虬等，2013；秦瑞劼，2018；馬赫，2019），能夠有效提高作物的抗逆性，并且對(duì)產(chǎn)量也有不同程度的提高。關(guān)于植物誘抗劑對(duì)苧麻的誘抗效果研究極少，僅見安曉霞（2014）使用4種植物誘抗劑處理川苧8號(hào)，篩選出水楊酸和殼寡糖1500誘導(dǎo)苧麻抗苧麻夜蛾的效果較好。
本研究分別應(yīng)用4種不同濃度的植物誘抗劑水楊酸、幾丁寡糖和殼寡糖（殼寡糖1500和殼寡糖1000）處理NC03苧麻幼苗，采用室內(nèi)接蟲對(duì)峙試驗(yàn)摸索各誘抗劑的適宜濃度，通過室外接蟲試驗(yàn)驗(yàn)證所選誘抗劑的有效性，并對(duì)處理后的苧麻進(jìn)行生長和產(chǎn)量的跟蹤測定，以期為施用植物誘抗劑誘導(dǎo)苧麻對(duì)苧麻夜蛾的抗性、減輕苧麻夜蛾為害程度以及提高苧麻抗逆性和產(chǎn)量提供理論和實(shí)踐依據(jù)。
1材料與方法
1.1材料
供試品種：苧麻品種NC03和中苧一號(hào)均為中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所自行選育品種，于中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所沅江試驗(yàn)站種植，株行距為0.5m×0.5m，密度約2500蔸/667m2，田間管理采用當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)措施，為當(dāng)年二茬麻，生長至15～20cm高時(shí)供試。
供試蟲源：于中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所沅江試驗(yàn)站苧麻基地內(nèi)采集1～2齡苧麻夜蛾幼蟲，取回后將其放入高14cm、內(nèi)直徑25cm的養(yǎng)蟲缸，用新鮮中苧一號(hào)苧麻飼喂，選饑餓5h的4齡苧麻夜蛾幼蟲用于試驗(yàn)。
試劑：殼寡糖1500，平均分子量1500，純度98%,青島博智匯力生物科技有限公司；殼寡糖1000，平均分子量小于1000，純度98%，大連中科格萊克生物有限公司；幾丁寡糖，平均分子量小于1000，純度98%，中國科學(xué)院過程工程研究所糖生化工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；水楊酸，上海新浦化工廠有限公司。
儀器：Yaxin-1241葉面積儀，北京雅欣理儀科技有限公司；4BM-260型苧麻剝麻機(jī)，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所自主研發(fā)。
1.2方法
1.2.1苧麻苗誘抗劑處理
在田間用4種誘抗劑處理苧麻NC03，為室內(nèi)試驗(yàn)提供材料后進(jìn)行田間試驗(yàn)并跟蹤測產(chǎn)。將4種誘抗劑按照前期預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，均設(shè)置7個(gè)濃度梯度，殼寡糖1500濃度分別為0.25、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0和5.0 g/L，殼寡糖1000和幾丁寡糖濃度同為20×10-6、40×10-6、60×10-6、80×10-6、120×10-6、160×10-6和200×10-6稀釋液，水楊酸濃度分別為0.2、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0和3.0mmol/L，均以清水處理為對(duì)照。選取長勢一致、生長至15～20cm高的苧麻，均勻噴施各處理濃度的誘抗劑，以葉片上誘抗劑液滴開始滴落為止，每個(gè)誘抗劑處理濃度設(shè)4次生物學(xué)重復(fù)，1個(gè)重復(fù)為1個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)大小為等長寬3m，試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)小區(qū)種植36蔸苧麻。
1.2.2對(duì)峙飼養(yǎng)苧麻夜蛾取食面積的測定
為探索4種誘抗劑對(duì)苧麻抗苧麻夜蛾的室內(nèi)誘導(dǎo)效果，取1.2.1中各誘抗劑噴施處理15d后的苧麻第3～5葉，要求大小比較均一，迅速帶回實(shí)驗(yàn)室，用剪刀剪下多余葉柄，僅留1cm左右葉柄，在葉柄部位用濕潤棉球保濕。分別取大小一致的不同濃度誘抗劑處理葉片各1片放入養(yǎng)蟲缸中，然后每個(gè)養(yǎng)蟲缸中放入10頭4齡且大小一致的苧麻夜蛾幼蟲，待苧麻夜蛾取食12h后利用Yaxin-1241葉面積儀測定取食前后的葉面積，并計(jì)算取食面積比例，每個(gè)誘抗劑處理濃度設(shè)4次生物學(xué)重復(fù)。
1.2.3苧麻夜蛾田間為害程度的測定
為進(jìn)一步驗(yàn)證這4種誘抗劑的誘抗效果，在1.2.1田間試驗(yàn)基礎(chǔ)上開展接蟲試驗(yàn)，通過在田間半人工釋放苧麻夜蛾來測定其為害程度。首先在室內(nèi)飼養(yǎng)6齡苧麻夜蛾幼蟲至化蛹，將蛹置于試驗(yàn)區(qū)，每4個(gè)小區(qū)在田字型中間交叉點(diǎn)放苧麻夜蛾雌、雄蛹2對(duì)，待自然羽化后仍其自由選擇產(chǎn)卵。待田間苧麻夜蛾孵化并生長至6齡時(shí)，參照揭雨成（2007）苧麻夜蛾為害程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，以取食面積占總?cè)~面積的比例（X）對(duì)田間各蔸麻受苧麻夜蛾為害程度進(jìn)行觀察記錄，并計(jì)算為害程度指數(shù)。分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0級(jí)，X=0;1級(jí)，0<X≤20%;3級(jí)，20%<X≤40%;5級(jí)，40%<X≤60%;7級(jí)，60%<X≤80%;9級(jí)，80%<X≤100%。為害程度指數(shù)=[∑（為害程度級(jí)數(shù)×該級(jí)別葉片數(shù)）]/（調(diào)查總?cè)~片數(shù)×最高級(jí)數(shù)）。
1.2.4誘抗劑處理后苧麻株高和原麻產(chǎn)量的測定
對(duì)1.2.1中分別噴施4種誘抗劑處理的苧麻統(tǒng)一進(jìn)行常規(guī)的肥水管理，在8月收獲時(shí)，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)測量10蔸苧麻的株高，計(jì)算平均值，并使用4BM-260型苧麻剝麻機(jī)剝?nèi)≡?，測定原麻產(chǎn)量。
1.3數(shù)據(jù)分析
用Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，使用SPSS 25軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，應(yīng)用Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。
2結(jié)果與分析
2.14種誘抗劑于室內(nèi)誘導(dǎo)苧麻抗苧麻夜蛾的效果
各濃度殼寡糖1500處理苧麻后，苧麻夜蛾取食面積比例均顯著低于對(duì)照，3.0g/L處理取食面積比例最低，為20.3%，其次是1.0g/L處理和5.0g/L處理，0.25g/L處理取食面積比例最高，2.0g/L處理較1.0g/L處理高。各濃度殼寡糖1000處理苧麻后，苧麻夜蛾取食面積比例均顯著低于對(duì)照，80×10-6稀釋液處理的取食面積比例最低，為15.3%，其次是120×10-6稀釋液處理，20×10-6稀釋液處理的取食面積比例最高。各濃度幾丁寡糖處理苧麻后，除20×10-6稀釋液處理的苧麻夜蛾取食面積比例高于對(duì)照外，其余濃度處理的取食面積比例均顯著低于對(duì)照，其中，80×10-6稀釋液處理的取食面積比例最低，為9.7%，其次是120×10-6稀釋液處理，說明幾丁寡糖20×10-6稀釋液處理苧麻后會(huì)刺激苧麻夜蛾取食。各濃度水楊酸處理苧麻后，除了0.2mmol/L處理的苧麻夜蛾取食面積比例高于對(duì)照外，其余處理的取食面積比例均顯著低于對(duì)照，其中，0.8mmol/L處理的取食面積比例最低，為20.7%，其次是1.2mmol/L處理，說明0.2mmol/L水楊酸處理苧麻后會(huì)刺激苧麻夜蛾取食（圖1）。
圖1 苧麻夜蛾對(duì)4種誘抗劑不同濃度處理苧麻葉片的取食面積比例
2.24種誘抗劑于田間誘導(dǎo)苧麻抗苧麻夜蛾的效果
各濃度殼寡糖1500處理苧麻后，苧麻夜蛾田間為害程度指數(shù)均顯著低于對(duì)照，3.0g/L處理的為害程度指數(shù)最低，為27.21，其次是1.0g/L處理和5.0g/L處理，0.25g/L處理的為害程度指數(shù)最高，2.0g/L處理較1.0g/L處理高，整體趨勢與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果一致。各濃度殼寡糖1000處理苧麻后，苧麻夜蛾田間為害程度指數(shù)均顯著低于對(duì)照，120×10-6稀釋液處理的為害程度指數(shù)最低，為16.71，其次是80×10-6稀釋液處理，與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果基本一致。各濃度幾丁寡糖處理苧麻后，苧麻夜蛾田間為害程度指數(shù)均顯著低于對(duì)照，80×10-6稀釋液處理的為害程度指數(shù)最低，為8.38，其次是120×10-6稀釋液處理；與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果相比，20×10-6稀釋液處理的為害程度指數(shù)低于對(duì)照，但幾丁寡糖最適濃度和誘抗效果并無太大差異。各濃度水楊酸處理苧麻后除0.2mmol/L處理外，苧麻夜蛾田間為害程度指數(shù)均顯著低于對(duì)照，1.2mmol/L處理的為害程度指數(shù)最低，為28.07，但0.8～3.0mmol/L濃度處理之間的誘抗效果趨于平穩(wěn)（圖2），整體趨勢與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果一致。
圖2 取食4種不同濃度誘抗劑處理苧麻后苧麻夜蛾的田間為害程度指數(shù)
2.34種誘抗劑對(duì)苧麻株高和原麻產(chǎn)量的影響
4種誘抗劑對(duì)苧麻生長和產(chǎn)量均有促進(jìn)作用，殼寡糖1500和幾丁寡糖在較高濃度下增產(chǎn)效果明顯，殼寡糖1000和水楊酸在較低濃度下增產(chǎn)效果明顯，水楊酸在高濃度時(shí)表現(xiàn)出一定的抑制作用，但未達(dá)顯著水平（圖3～4）。
殼寡糖1500處理后，以2.0g/L處理的苧麻株高和原麻產(chǎn)量最高，分別為176.80cm和971.18g，與對(duì)照（159.07cm和758.28g）相比分別增加了11.15%和28.18%,3.0g/L處理次之，均顯著高于對(duì)照，其他濃度處理與對(duì)照無顯著差異。殼寡糖1000處理后對(duì)苧麻株高和原麻產(chǎn)量以40×10-6稀釋液處理最高，分別為184.67cm和979.31g，與對(duì)照相比分別增加了16.09%和29.15%,20×10-6和60×10-6稀釋液處理次之，均顯著高于對(duì)照，其余濃度處理與對(duì)照無顯著差異。幾丁寡糖處理后對(duì)苧麻株高和原麻產(chǎn)量以120×10-6稀釋液處理最高，分別為195.47cm和950.87g，與對(duì)照相比分別增加22.88%和25.40%,60×10-6、80×10-6和200×10-6稀釋液處理次之，均顯著高于對(duì)照，其他濃度處理與對(duì)照無顯著差異。水楊酸處理后對(duì)苧麻株高和原麻產(chǎn)量以0.2mmol/L處理最高，分別為183.33cm和921.38g，與對(duì)照相比分別增加15.25%和21.51%,0.4、0.8、1.2mmol/L處理次之，均顯著高于對(duì)照，其余濃度處理與對(duì)照無顯著差異，3.0mmol/L處理對(duì)苧麻生長有抑制作用，其株高和產(chǎn)量均低于對(duì)照（圖3～4）。
圖3 4種誘抗劑不同濃度處理后苧麻的株高
圖4 4種誘抗劑不同濃度處理后苧麻的原麻產(chǎn)量
3討論
本研究結(jié)果顯示，4種誘抗劑在室內(nèi)試驗(yàn)和田間試驗(yàn)中的總體趨勢基本一致，80×10-6～120×10-6幾丁寡糖稀釋液能較好地將苧麻夜蛾為害程度指數(shù)控制在10左右，其次為80×10-6～120×10-6殼寡糖1000稀釋液，能將苧麻夜蛾為害程度指數(shù)控制在20左右，而0.8～3.0mmol/L水楊酸和1.0～5.0g/L殼寡糖1500對(duì)苧麻的誘抗效果相近，能將苧麻夜蛾為害程度指數(shù)控制在30～40之間，但低濃度的水楊酸能刺激苧麻夜蛾的取食。殼寡糖1500、殼寡糖1000和幾丁寡糖的室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果和田間試驗(yàn)結(jié)果稍有差異，這可能與殼寡糖為2～8個(gè)氨基寡糖混合物有關(guān)，且不同分子量的寡糖生理活性存在差異。另外，在田間誘抗試驗(yàn)中，誘抗劑對(duì)苧麻夜蛾的產(chǎn)卵選擇有趨避作用（安曉霞，2014），這可能是造成幾丁寡糖處理田間誘抗效果優(yōu)于室內(nèi)試驗(yàn)的主要原因。寡糖類誘抗劑誘導(dǎo)植物產(chǎn)生防衛(wèi)反應(yīng)信號(hào)是多途徑的、復(fù)雜的，但其中很多信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制尚不明確。據(jù)Yama‐daetal.(1993）報(bào)道幾丁寡糖能誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗毒素，杜昱光等（2002）用殼寡糖處理煙草可不同程度地提高其葉片中過氧化氫酶、多酚氧化酶、過氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶和β-1,3葡聚糖酶的活性。外源水楊酸處理花生（鄢洪海等，2006）、香蕉（江新華等，2006）和水稻（王霞等，2007）等植物可以誘導(dǎo)其對(duì)多種植物病蟲害（苗進(jìn)等，2007）產(chǎn)生局部和系統(tǒng)抗性。這些被誘導(dǎo)的途徑在苧麻中也有可能發(fā)生，從而增強(qiáng)苧麻的抗病蟲能力。
在田間跟蹤測產(chǎn)中，4種誘抗劑在適宜濃度下相較于對(duì)照均能顯著提高株高和原麻產(chǎn)量，但4種誘抗劑最適濃度處理之間的產(chǎn)量并無顯著差異。各誘抗劑適宜濃度分別為2.0～3.0g/L殼寡糖1500、20×10-6～60×10-6殼寡糖1000稀釋液、幾丁寡糖60×10-6～120×10-6稀釋液和0.8～1.2mmol/L水楊酸。綜合來看，4種誘抗劑在適宜濃度施用時(shí)表現(xiàn)良好，可以誘導(dǎo)苧麻對(duì)苧麻夜蛾產(chǎn)生抗性，且能顯著促進(jìn)原麻增產(chǎn)。以提高苧麻產(chǎn)量和對(duì)苧麻夜蛾的抗性為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，在田間綜合增產(chǎn)和防蟲功效優(yōu)先條件下，推薦施用幾丁寡糖80×10-6～120×10-6稀釋液和殼寡糖100040×10-6～80×10-6稀釋液，其次為0.8～1.2mmol/L水楊酸和2.0～3.0g/L殼寡糖1500。這與安曉霞（2014）所得0.8mmol/L水楊酸及3g/L殼寡糖1500處理能使苧麻產(chǎn)量及株高有所提高的結(jié)果一致，且本試驗(yàn)中幾丁寡糖和殼寡糖1000的綜合效果更優(yōu)。
劉俊杰等（2020）研究發(fā)現(xiàn)使用殼寡糖預(yù)處理的擬南芥植株內(nèi)源水楊酸含量明顯升高。在本試驗(yàn)中，殼寡糖處理組與水楊酸處理組總體變化趨勢基本吻合，殼寡糖能否誘導(dǎo)苧麻內(nèi)源水楊酸含量升高還需進(jìn)一步研究驗(yàn)證。下一步可探討幾丁寡糖和殼寡糖1000處理后苧麻中如多酚氧化酶、過氧化物酶和超氧化物歧化酶等防御酶的活性變化，苧麻相關(guān)次生代謝物對(duì)苧麻夜蛾的取食和產(chǎn)卵等行為的趨避作用，以及對(duì)原麻纖維的支數(shù)、強(qiáng)力等特性。
參考文獻(xiàn)
文章摘自：翟楊,羅晨,牛艷斌,汪洪鷹,楊媛茹,薛召東,陳佳,曾糧斌.四種誘抗劑對(duì)苧麻生長發(fā)育和抗苧麻夜蛾特性的影響[J].植物保護(hù)學(xué)報(bào),2022,49(03):809-815.
