植物不同器官中可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)的測(cè)定

植物不同器官中可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)的測(cè)定

近年來(lái)，薊馬逐漸成為主要的農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)，尤其是地帶類(lèi)別作物病蟲(chóng)害。西花薊馬自2003年在我國(guó)首次被發(fā)現(xiàn)報(bào)道以來(lái),其發(fā)展動(dòng)向一直受到普遍關(guān)注,國(guó)內(nèi)對(duì)其發(fā)生規(guī)律、生物學(xué)特性和防治方法等進(jìn)行了初步的研究探討。西花薊馬食性雜,寄主植物有60多科500余種,在國(guó)內(nèi)發(fā)現(xiàn)其寄主植物有28科65種,包括各種常見(jiàn)蔬菜作物和紅掌、菊花等花卉作物。有研究認(rèn)為植物中可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖的比例影響植食性害蟲(chóng)的寄主選擇行為,可溶性蛋白質(zhì)含量高,害蟲(chóng)的存活率、生長(zhǎng)發(fā)育速度和生殖力相對(duì)提高;可溶性糖能夠刺激害蟲(chóng)取食,并且是重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量來(lái)源,且蔗糖能夠促進(jìn)某些薊馬品種產(chǎn)卵。本試驗(yàn)選取西花薊馬的寄主植物為研究對(duì)象,測(cè)定植物成熟葉和幼葉中可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)的含量及其比例,旨在為解釋西花薊馬對(duì)寄主的選擇行為提供依據(jù)。1材料和方法1.1樣品的補(bǔ)充、分級(jí)樣品的制備:從溫室采集茄子、甘藍(lán)、辣椒、黃瓜、番茄、菜豆、紅掌的成熟葉和幼葉及菊花、辣椒和紅掌的花器,分別洗凈(花蕊除外)、晾干后測(cè)定鮮質(zhì)量,風(fēng)干后再測(cè)定干質(zhì)量,計(jì)算鮮質(zhì)量、干質(zhì)量比例。取風(fēng)干或鮮樣品6g研磨成粉狀,稱(chēng)取2g放入具塞試管中,加入95%乙醇18mL,用超純水補(bǔ)至20mL,搖勻。在80℃水中煮30min,冷卻后用95%乙醇補(bǔ)至20mL。將上清液過(guò)膜至樣品瓶中,待檢測(cè)。每樣品4次重復(fù)。植物中可溶性糖主要由蔗糖、葡萄糖、果糖和其他微量化合物如氨基糖等組成,本試驗(yàn)選擇寡糖(棉子糖)、雙糖(蔗糖)和單糖(葡萄糖和果糖),利用高壓液相色譜(HPLC)分析葉片中各種糖含量。采用Agilent1100高壓液相色譜儀(安捷倫),島津SCR-101(C)糖柱,流速為1.0mL·min-1,每樣品進(jìn)樣量為10μL。糖含量=A樣×C標(biāo)×V標(biāo)×定容體積×鮮、干質(zhì)量比例A標(biāo)×V樣×2g=A樣×C標(biāo)×V標(biāo)×定容體積×鮮、干質(zhì)量比例A標(biāo)×V樣×2g式中C標(biāo)指棉子糖、蔗糖、葡萄糖和果糖標(biāo)準(zhǔn)品的濃度,V標(biāo)為1μL,V樣為10μL,A樣為樣品的峰面積,A標(biāo)為標(biāo)樣的峰面積。干樣品計(jì)算時(shí)不用乘鮮、干質(zhì)量比例。1.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作樣品制備:將風(fēng)干的樣品研磨至粉末狀,稱(chēng)取10mg于1.5mL離心管中,加入0.05mol·L-1Tris-HCl(pH=8,下同)1.5mL,在漩渦振蕩器上振蕩1min,再放在4℃恒溫振蕩器上振蕩24h。取出后離心10min(4℃,13000r·min-1,下同),用Whatman1號(hào)定性濾紙過(guò)濾上清液,再用0.05mol·L-1Tris-HCl3mL分兩次沖洗,濾液一并裝入5mL的離心管中。取濾液20μL至1.5mL離心管中,加入200μL丙酮(-20℃,下同),充分混合,放入-20℃冰箱中30min后取出,離心10min。棄去上層丙酮溶液,保留固體物質(zhì),再加入200μL丙酮,同樣操作再重復(fù)1次,得到潔凈的蛋白樣品。每樣品4次重復(fù)。二喹啉甲酸(Bicinchoninicacid,BCA)測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)含量:測(cè)定時(shí)在樣品管中加入0.05mol·L-1Tris-HCl20μL,使蛋白質(zhì)充分溶解,然后轉(zhuǎn)移至96孔酶標(biāo)板中,再加入200μLBCA工作液,在37℃恒溫箱中放置30min后取出,室溫下冷卻15min后在562nm波長(zhǎng)下檢測(cè)。牛血清白蛋白(Bovineserumalbumin,BSA)標(biāo)準(zhǔn)曲線:將2mg·mL-1的BSA用Tris-HCl按等比稀釋成8個(gè)濃度,用酶標(biāo)儀測(cè)定制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析處理,差異顯著性分析采用鄧肯式多變域測(cè)驗(yàn)。2紅掌不同植物葉片紅掌糖含量的比較蔗糖是植物中最主要的可溶性糖,在18個(gè)樣品中蔗糖含量占可溶性糖80%以上的有14種,其中茄子成熟葉、菜豆成熟葉和菜豆幼葉中蔗糖含量占90%以上;棉子糖的含量相對(duì)最低,在茄子成熟葉、茄子幼葉、甘藍(lán)幼葉和番茄成熟葉中幾乎未檢測(cè)到棉子糖,辣椒幼葉中棉子糖含量最高,其次是黃瓜成熟葉和紅掌花蕊,且辣椒幼葉和黃瓜成熟葉棉子糖含量顯著高于其他樣品;紅掌花瓣中葡萄糖和果糖的含量最高,均極顯著高于其他樣品;除紅掌、菜豆外,一般成熟葉中果糖含量大于相應(yīng)植物幼葉(表1)。由表1可知,總體上,植物成熟葉中可溶性糖含量高于相應(yīng)的幼葉(除茄子外);紅掌不同器官可溶性糖含量不同,花瓣>花蕊>成熟葉>幼葉;紅掌花瓣的可溶性糖含量最高,達(dá)到6.34mg·g-1,是茄子成熟葉的57.6倍;可溶性糖含量高的前6種植物葉片,主要是因?yàn)檎崽呛扛咚?但含量最高的紅掌花瓣是因?yàn)槠淦咸烟呛凸呛孔罡?。茄子葉片中可溶性蛋白質(zhì)含量最高,均極顯著高于其他樣品;一般成熟葉的可溶性蛋白質(zhì)含量大于相應(yīng)植物的幼葉,但甘藍(lán)幼葉大于成熟葉(表1)。對(duì)于同一種植物,辣椒不同器官的可溶性蛋白質(zhì)含量不同,花藥>花瓣>成熟葉>幼葉。其中,辣椒花藥的可溶性蛋白質(zhì)含量極顯著高于其他器官,花瓣和成熟葉的可溶性蛋白質(zhì)含量差異不顯著,但都極顯著高于幼葉。對(duì)菊花而言,可溶性蛋白質(zhì)含量依次為花瓣>花蕊>成熟葉>幼葉(表2)。18個(gè)樣品中,可溶性蛋白質(zhì)的含量均高于可溶性糖。其中,茄子成熟葉中可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖的比例最高,為1627.00,其次是茄子幼葉,為250.76(表1)。3西花薊馬與不同植物花的關(guān)系本試驗(yàn)測(cè)定了8種植物的18個(gè)不同器官中可溶性糖(以棉子糖、蔗糖、葡萄糖和果糖為代表)和可溶性蛋白質(zhì)的含量及比例,總體上,寄主植物中可溶性蛋白質(zhì)的含量均高于可溶性糖,可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖比例最大為1627.00,最小為2.71,與ScottBrown等的研究結(jié)果趨勢(shì)一致。寄主植物中可溶性蛋白質(zhì)的水平直接影響到西花薊馬成蟲(chóng)的生殖力和卵的發(fā)育,西花薊馬的名稱(chēng)也顯示了其與植物花的關(guān)系非常密切。通常在同一植物中,西花薊馬主要取食的嫩芽、幼葉和花中可溶性蛋白質(zhì)含量高于成熟葉片,本試驗(yàn)中辣椒和菊花的花瓣和花蕊中可溶性蛋白質(zhì)含量顯著高于其他器官,但是大多數(shù)的供試植物中,成熟葉中的可溶性蛋白質(zhì)含量卻高于幼葉,其原因可能與選擇的植物和采集葉片的位置有關(guān)。西花薊馬除成蟲(chóng)喜食花粉外,對(duì)葉片、莖甚至果實(shí)也造成為害,說(shuō)明西花薊馬對(duì)寄主植物的選擇行為非常復(fù)雜,除與可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量有一定關(guān)系外,植物不同器官可能對(duì)不同蟲(chóng)態(tài)的影響也不盡相同,寄主植物中化學(xué)物質(zhì)的含量與西花薊馬選擇行為的相關(guān)性有待進(jìn)一步的研究,特別需要結(jié)合生物學(xué)特性觀察和田間種群的空間分布調(diào)查加以支持和驗(yàn)證?？扇苄蕴呛涂扇苄缘鞍踪|(zhì)是影響西花薊馬寄主選擇行為的主要因素,除此之外,次級(jí)代謝產(chǎn)物如生物堿和單寧酸也是重要的影響因子。ScottB