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施钾对牛角花齿蓟马为害诱导的苜蓿防御的影响施钾对牛角花齿蓟马为害诱导的苜蓿防御的影响胡桂馨1，周生英1，甘辉林2，张航1，温雅洁1（1甘肃农业大学草业学院，甘肃兰州 730070；2张掖市草原工作站，甘肃张掖 734000）摘要:【目的目的】探究施钾对蓟马为害诱导的苜蓿防御效应的作用。【方法方法】以紫花苜蓿品种甘农 3 号为植物试验材料，以牛角花齿蓟马(Odontothrips loti)为研究昆虫，在网室进行盆栽试验。设置不接虫不施钾(K0CK)、不接虫施钾(K2CK)、接虫不施钾(K0)和接虫施钾(K2)4 个处理。于苜蓿 5 叶 1 心期，进行接虫处理，K0 和K2 处理苜蓿每株接入 3 头蓟马成虫，于接虫后第 1、3、5、7 和 9 天，调查接虫苜蓿的受害指数，同时分别摘取各处理苜蓿上部和下部叶片，测定茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)含量，以及苯丙氨酸解氨酶(PAL)和脂氧合酶(LOX)活性。【结果结果】接虫后第 1、3、5、7、9 天，K2 处理苜蓿的受害指数分别较 K0 显著降低了 10.61%、21.40%、23.80%、27.79%和 33.06%(PK0K2CKK0CK；K2 处理苜蓿上部叶的 LOX、PAL 活性峰值出现时间最早；同一时间同一处理上部叶片的 JA 和 SA 含量以及 LOX 和 PAL 活性显著高于下部叶片。【结论结论】蓟马为害可诱导苜蓿叶片提升防御酶 LOX 和 PAL 活性，增加茉莉酸和水杨酸的合成积累，且上部叶片(蓟马取食部位)的次生代谢活动启动早且强于下部叶片。施钾加速了蓟马为害诱导的防御酶的活性提升，进而在危害早期提高了茉莉酸和水杨酸含量，提高了苜蓿次生代谢的防御效率，降低了蓟马对苜蓿的危害程度。关键词:钾；紫花苜蓿；牛角花齿蓟马；次生代谢；诱导防御The effect of potassium application on induced defense of alfalfaby Odontothrips loti feedingHUGui-xin1,ZHOUSheng-ying1,GANHui-lin2,ZHANGHang1,WENYa-jie1(1 Paracultural College,Gansu Agricultural University,Lanzhou,Gansu 730070,China;2 Zhangye City Grassland Workstation,Zhangye,Gansu 734000,China)Abstract:【Objectives】Toexploretheeffctofpotassiumapplicationoninduceddefenceinalfalfaleavesbythripsfeeding.【Methods】Medicago sativaGannong3waschosenasexperimentalmaterialandOdontothripslotiwasselectedasresearchinsecttocarryoutpotexperimentinnetgreenhouse.Thefourtreatmentswerewithoutandwithpotassiumapplicationunderinsectdamagecondition(K0,K2),andundernoinsectdamage(K0CK,K2CK),respectively.Atthe5-leafand1-centerperiodofalfalfa,O.lotiadultswereimmigratedonalfalfaplantwith3headsperplantinK0andK2treatment.Atthe1,3,5,7and9daysofO.lotifeeding,thedamageindexofalfalfainK0andK2treatmentwereinvestigated,thecontentsofjasmonicacid(JA)andsalicylicacid(SA),andtheactivitiesofphenylalnineammonialyase(PAL)andlipoxygenase(LOX)intheupperleaves(topthreeleavesandthecentertip)andlowerleaves(thefourleavesfromthebottom,excludingtheleavesoflateralbranches)ofthefourtreatmentsweredetermined.【Results】BothKandthripsfeedinginducedthesignalingpathwaysofJAandSA.ComparedwithK0,K2decreasedthedamageindexofalfalfaby10.61%,21.40%,23.80%,27.79%,and33.06%at1,3,5,7and9days(PK0K2CKK0CKinallthesamplingday,excepttheupperleafLOXactivityinK2treatmentatthe5day.ThepeaksofLOXandPALactivityinupperleavesweretestedtheearliestinK2treatment.Inthesametimeandtreatment,theJAandSAcontentsandtheLOXandPALactivitiesinupperleaveswerehigherthanthoseinlowerleaves.【Conclusions】O.lotifeedinginducesthesynthesisandincreasesoftheactivitiesofdefenseenzymesLOXandPALinalfalfaleaves,promotingthesynthesisandaccumulationofSAandJA,andthesecondarymetabolicactivityofupperleaves(thefeedingsiteofthrips)reachespeakearlierandstrongerthanthatofthelowerleaves.PotassiumapplicationspeedsupthesecondarymetabolisminformofearlierandhigherLOXandPALactivitiesandtheresultedearlierandhigherJAandSAacidcontents,therebyfurtherdecreasesthedamageofalfalfawhenexposuretoO.lotifeeding.Key words:potassium;alfalfa;Odontothrips loti;secondarymetabolism;induceddefense植物遭受昆虫攻击时，会诱导不同的信号途径来抵御其侵害1。植物的防御反应起始于植物模式识别受体(patternrecognitionreceptor)对植食性昆虫相关模式分子和损伤相关模式分子(damage-associatedmolecularpattern,DAMPs)的识别，这些早期信号又可以进一步激活植物激素，如茉莉酸(jasmonicacid,JA)、水杨酸(salicylicacid,SA)和乙烯(ethylene,ET)等诱导的信号传导途径，诱导防御相关基因转录水平上调以及防御化合物含量的上升23。植食性昆虫的危害可激发关键酶脂氧合酶(LOX)参与 JA 的合成，增加植物内源 JA 含量，诱导产生大量的防御蛋白或多酚氧化酶、过氧化物酶、几丁质酶等防御酶，调控植物生成次生代谢产物46。苯丙氨酸解氨酶(PAL)是 SA 代谢途径的关键酶和限速酶，在酚类化合物合成过程中起关键作用7。钾元素作为植物所必需的大量元素，不仅促进植物的新陈代谢和生长发育，同时也增强了植物的诱导抗虫性813。如适量施钾可提高苜蓿对马铃薯叶蝉(Empoa scafubae)、苜蓿斑蚜(Therioaphis trifolii)和牛角花齿蓟马(Odontothrips loti)的抗性810。受麦长蚜虫(Sitobion avenae)侵害时，充足的供钾能够显著提高小麦体内的 JA 含量，诱导 JA 信号传导途径，提高防御蛋白含量，增强小麦对蚜虫的抗性11。钾元素在防御和次生代谢中介导的转录也与 JA 信号有关1213。我国苜蓿害虫相关研究主要涉及害虫种类、生物学、生态学与防治，相关的基础生物化学与分子生物学研究较少14。已有苜蓿诱导抗虫性研究表明，受蓟马和蚜虫为害后，苜蓿的防御酶活性，尤其是抗性品种的防御酶活性增加明显1516。蓟马为害和施钾均可诱导苜蓿次生代谢物质含量升高，进而增强苜蓿对蓟马的抗性1718，但施钾与蓟马为害对苜蓿植株中 JA 和 SA 合成的诱导作用及诱导途径尚不明确。因此，本研究以西北地区广泛推广种植的甘农3 号紫花苜蓿品种为试验材料，探索揭示施钾对苜蓿抗蓟马的诱导机理，为更深入分子试验、基因组测序提供理论基础，也为大田苜蓿蓟马的生态调控提供理论依据。1 材料与方法1.1 试验材料供试苜蓿品种：甘农 3 号紫花苜蓿(MedicagosativaGannongNo.3)。供试虫源：苜蓿田采集的牛角花齿蓟马(Odon-tothrips loti)成虫。供试土壤：黄河河滩土。土壤速效氮31.1mg/kg、速效磷3.68mg/kg、速效钾22.3mg/kg、全氮0.94g/kg、全磷0.52g/kg、全钾0.7g/kg。供试化肥：过磷酸钙(含 P2O512%)、硫酸钾(含K2O60%)、尿素(含 N46%)。1.2 试验设计盆栽试验在甘肃农业大学牧草实训基地网室内进行。设置 4 个处理：不接虫不施钾(K0CK)；不接虫施钾(K2CK)；接虫不施钾(K0)；接虫施钾(K2)。K2CK 和 K2 处理的施钾量为 K2O60mg/kg 土。每处理 20 个重复，共 20 盆。所有处理均施 N50、P2O550mg/kg 土。试验开始前，网室内外杀菌杀虫。采用高直径为 25cm30cm 塑料花盆，每盆装土 5kg，按试验设计施肥后，花盆半埋于网室土壤中。称重按量浇水，保证盆中的水分和肥料不外渗。待土壤湿度适宜后，播种甘农 3 号紫花苜蓿。在网室中间挂与网室等高等宽的 1.2mm 尼龙网，将接虫和不接虫处理1期胡桂馨，等：施钾对牛角花齿蓟马为害诱导的苜蓿防御的影响181的盆栽苜蓿分开，纱网和花盆之间保持 50cm 的距离。网室相应设置两个出入口，避免后期试验中可能的干扰。苜蓿 3 叶期间苗，每盆保留长势一致的植株 25 株。于苜蓿 5 叶 1 心期，进行接虫处理(K0和 K2)，按 3 头/株的量接入牛角花齿蓟马成虫。于接虫后第 1、3、5、7 和 9 天，分别摘取各处理苜蓿顶部 3 叶 1 心和倒 4 叶及以下叶片(不包括侧枝叶片)，测定叶片中脂氧合酶(LOX)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性以及茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)含量。1.3 调查分析方法1.3.1受害程度评价每个处理随机选取 10 盆苜蓿，每盆中任选 3 株苜蓿，按照贺春贵等19的分级标准，统计每个植株所有长度4mm 的叶片受害级别，按下式计算其植株的受害指数。受害指数(%)=(受害级叶片数受害级代表值)/(调查总叶片数受害最高级值)1001.3.2LOX 活性LOX 活性采用比色法测定，参照王瑞等20的方法，并稍加修正。具体为：称取 0.5g新鲜苜蓿叶片，置于预冷的研钵中，加入 5mL 磷酸缓冲液(1%TrtionX-100，4%PVPP，pH6.8)，冰浴中研磨至匀浆，于 4、12000r/min 离心 10min，重复提取一次并合并上清液，作为粗酶液。以 2.7mL0.1mol/L 磷酸缓冲液(pH6.8)和 100L0.5%亚油酸钠溶液为底物，在 30 水浴锅中保温 10min 后，加入粗酶液 200L，在 234nm 处测定吸光值。反应15s 时开始计时，每隔 30s 记录 1 次，测定 6 次。以 234nm 处吸光度(OD 值)变化 0.01/min 作为 1 个LOX 酶活性单位。1.3.3PAL 活性PAL 活性采用比色法测定，参照张治安等21的方法，并稍加修正。具体如下：称取新鲜苜蓿叶片 1.0g，置于预冷的研钵中，加 4mL 提取液及少量石英砂，冰浴中研磨至匀浆，4、10000r/min条件下离心 15min，取上清液为待测酶液。在 1mL酶待测液中加入 0.02mol/L 的苯丙氨酸溶液 1mL，pH8.8 的磷酸缓冲液 2.0mL，在 290nm 处测定吸光值。OD 值变化为 0.01/h 作为 1 个酶活性单位。1.3.4JA 和 SA 含量JA 和 SA 含量测定的样品制备参照刘燕等22的方法，并稍加改动。具体为：称取苜蓿叶片鲜样 2.0g(精确到 0.001g)，放入研钵中加液氮迅速研磨成粉末，分批次加入预冷的 80%甲醇溶液 20mL，冲洗研钵并迅速转入 50mL 离心管中，于 4 避光摇床(180r/min)浸提 68h 后，在 4冰箱避光浸提 1622h，于 4、10000r/min 离心15min 后吸取上清液，剩余残渣再加入 80%的预冷甲醇 10mL，用漩涡仪混匀后于 4 超声提取 510min，同样条件离心 10min，合并上清液。全部上清液于真空离心浓缩仪中减压浓缩至 20mL。使用石油醚脱色两次后，用乙酸乙酯萃取两次，保留酯相(上层)并合并，减压浓缩近干，于 4 避光保存，测定时用 2mL 色谱甲醇复溶。JA 和 SA 的测定采用液相色谱串联质谱联用法，仪器为 LC-MS 联用仪(Agilent1290-6460,美国)，色谱柱型号及具体参数为 ZORBAXEclipsePlusC18(RapidresolutionHD2.1mm150mm,1.8m)。测定柱温为 35，流速 0.3mL/min；流动相选取为：B(甲醇)A(0.1%甲酸)，进样量 2L。以 JA和 SA 的保留时间和特征离子对为依据进行定性、定量分析。1.4 数据处理运用 Excel2016 软件进行数据整理、图表制作，并用 SPSS24.0 软件进行单因素方差分析(Duncan法，显著性水平为=0.05)，用独立样本 T 检验法比较 K0 和 K2 处理间受害指数的差异。2 结果与分析2.1 牛角花齿蓟马为害后不同处理苜蓿的受害程度变化由表 1 可见，随着受害时间的持续，苜蓿的受害指数持续上升，为害第 1、3、5、7、9 天 K2 处理苜蓿的受害指数分别较 K0 显著降低了 10.61%、21.40%、23.80%、27.79%和 33.06%(P0.01)。2.2 施钾与蓟马为害对苜蓿叶片 LOX 活性的影响由图 1 可知，除 K0CK 处理外，其他处理苜蓿上部叶片 LOX 活性均随着处理时间的持续先上升再下降，于第 9 天时活性再次升高。K2 处理下上部叶片的 LOX 活性峰值出现时间最早，K0CK 处理峰值出现最迟。K2 处理上部叶片的 LOX 活性达到第一个峰值的时间为处理第 3 天，K0、K2CK 处理为处理第 5 天，K0CK 处理为处理第 7 天。K2、K0 和K2CK 处理的叶片 LOX 活性均于处理第 7 天时下降。同一时期，各处理间 LOX 活性差异显著(P0.05)。处理 1 天时，K2、K0 和 K2CK 处理上部叶片 LOX 活性分别较 K0CK 增加了 0.62、0.45 和0.39 倍；处理 3 天时分别增加了 1.03、0.83 和 0.31倍；处理 5 天时分别增加了 0.77、0.85 和 0.54 倍，182植物营养与肥料学报30卷且 K0 处理 LOX 活性高于 K2 处理；7 天时分别增加 0.25、0.19 和 0.09 倍；9 天时分别增加 1.14、0.55和 0.43 倍。各处理苜蓿下部叶片的 LOX 活性均分别于 3 和7 天时达到峰值，各处理间差异显著(PK0K2CKK0CK；在同一处理同一时期，上部叶片的 LOX 活性均高于下部叶片。2.3 施钾与蓟马为害对苜蓿叶片 PAL 活性的影响由图 2 可知，K0 和 K2 处理下苜蓿上部叶片的PAL 活性均于处理第 3 和 7 天时达到峰值，K0CK和 K2CK 处理分别于第 5 和 7 天时达到峰值；同一时期，各处理苜蓿上部叶片 PAL 活性差异显著(P0.05)。处理 1 天时，K2、K0 和 K2CK 处理 PAL活性分别较 K0CK 处理增加了 2.13、0.91 和 0.64倍；3 天时分别增加了 3.62、1.46 和 0.53 倍；5 天时分别增加了 1.28、0.16 和 0.07 倍；7 天时分别增加了 2.64、1.14 和 0.93 倍；9 天时分别增加了 2.80、1.59 和 0.98 倍。K2、K0 和 K2CK 处理苜蓿下部叶片的 PAL 活性均于第 7 天时达到峰值，K0CK 处理于第 5 天时达到峰值。4 个处理苜蓿下部叶片 PAL 的活性差异显著(P0.05)。处理 1 天时，K2、K0 和 K2CK 处理的PAL 活性分别较 K0CK 增加了 0.91、0.83 和 0.49倍；3 天时分别升高了 1.77、1.05 和 0.35 倍；5 天时分别增加了 0.79、0.71 和 0.20 倍；7 天时分别增加了 1.67、1.39 和 0.69 倍；受害 9 天时分别增加了1.14、1.05 和 0.48 倍(P0.05)。同一时期各处理上部叶和下部叶的 PAL 活性大表 1 不同受害时期接虫处理苜蓿的受害指数(%)Table 1 Damage index of alfalfa in different thrips feeding days处理Treatment受害天数Feedingdays13579K05.500.01*6.440.11*15.170.05*22.040.18*24.240.05*K24.970.035.310.0612.250.1017.250.1418.220.07注：K0、K2分别代表接虫条件下不施钾和施钾处理。数据为平均值标准误，*P0.01。Note:K0andK2representwithoutandwithpotassiumapplicationtreatmentunderOdontothrips lotifeeding,respectively.ThedataisexpressedasmeanSE,*P0.01.dcbadcbadcbadcbadcba1020304050607013579dcbadcbadcabdcbadcba10203040506070上部叶片 The upper leaves下部叶片 The lower leaves13579脂氧合酶活性 LOX activity(U/g)K0CKK2CKK0K2处理天数 Treatment time(d)图 1 不同处理下苜蓿上部和下部叶片中的 LOX 活性Fig.1 LOX activities in the upper and lower leaves of alfalfa under different treatments注：K0、K2 分别代表接虫条件下不施钾和施钾处理，K0CK、K2CK 分别代表不接虫条件下不施钾和施钾处理。柱上不同小写字母表示同一时间处理间差异显著(P0.05)。Note:LOXLipoxygenase.K0andK2representwithoutandwithpotassiumapplicationtreatmentunderOdontothrips lotifeeding,andK0CKandK2CKrepresentwithoutandwithpotassiumapplicationundernoOdontothrips lotifeeding,respectively.Differentlowercaselettersabovethebarsindicatesignificantdifferenceamongtreatmentsinthesameday(PK0K2CKK0CK；除第 1 天 K2CK处理上部叶的 PAL 活性稍低于下部叶外，其他处理同一时期上部叶 PAL 活性均高于下部叶。2.4 施钾与蓟马为害对苜蓿叶片 JA 含量的影响由图 3 可知，K2 和 K0 处理苜蓿上部叶片的JA 含量变化呈双峰型，均于第 3 和 7 天时达到峰值；K2CK 处理随处理天数增加苜蓿上部叶 JA 含量呈现先下降再上升再下降的趋势，于第 7 天时达到峰值；K0CK 处理随处理天数的增加苜蓿上部叶JA 含量呈现先上升后下降的趋势，于第 7 天时达到峰值。除第 1 天 K2CK 的 JA 含量高于 K0 处理、第5 天 K0CK 的 JA 含量高于 K2CK 外，同一时期的4 个处理苜蓿上部叶片的 JA 含量大小顺序为 K2K0K2CKK0CK，且各处理间差异显著(P0.05)。处理1 天时，K2、K0 和 K2CK 处理的苜蓿上部叶 JA 含量分别较 K0CK 处理显著增加了 3.08、0.54 和0.49 倍；3 天时分别增加了 13.42、9.74 和 0.07 倍；5 天时，K0CK 处理的苜蓿上部叶 JA 含量高于K2CK 处理，K2 和 K0 分别较 K0CK 处理显著增加6.89 和 6.73 倍；7 天时，K2、K0 和 K2CK 处理分别较 K0CK 显著增加了 14.44、12.36 和 0.34 倍；9 天时，K2、K0 和 K2CK 分别较 K0CK 处理增加了27.86、24.31 和 0.81 倍。K2 处理苜蓿下部叶片 JA 含量随处理天数的增dcbadcbadcbadcbadcba010203040506013579dcbadcbadcbadcbadcba010203040506013579苯丙氨酸解氨酶活性(U/g)PAL activityK0CKK2CKK0K2上部叶片 The upper leaves下部叶片 The lower leaves处理时间 Treatment time(d)图 2 不同处理下苜蓿上部和下部叶片的 PAL 活性Fig.2 PAL activities in upper and lower leaves of alfalfa under different treatments注：K0、K2 分别代表接虫条件下不施钾和施钾处理，K0CK、K2CK 分别代表不接虫条件下不施钾和施钾处理。柱上不同小写字母表示同一时间处理间差异显著(P0.05)。Note:PALPhenylalnineammonialyase.K0andK2representwithoutandwithpotassiumapplicationtreatmentunderOdontothrips lotifeeding,andK0CKandK2CKrepresentwithoutandwithpotassiumapplicationundernoOdontothrips lotifeeding,respectively.Differentlowercaselettersabovethebarsindicatesignificantdifferencesamongtreatmentsinthesameday(P0.05).cac dbabababa010020030040050060070080013579dcbacb badcbabacdba02040608010012013579K0CKK2CKK0K2上部叶片 The upper leaves下部叶片 The lower leavesdb茉莉酸含量 JA content(g/L)cddcdcdc处理时间 Treatment time(d)图 3 不同处理下苜蓿上部和下部叶片的茉莉酸含量Fig.3 JA content in upper and lower leaves of alfalfa under different treatments注：K0、K2 分别代表接虫条件下不施钾和施钾处理，K0CK、K2CK 分别代表不接虫条件下不施钾和施钾处理。柱上不同小写字母表示同一时间处理间差异显著(P0.05)。Note:JAJasmonicacid.K0andK2representwithoutandwithpotassiumapplicationtreatmentunderOdontothrips lotifeeding,andK0CKandK2CKrepresentwithoutandwithpotassiumapplicationundernoOdontothrips lotifeeding,respectively.Differentlowercaselettersabovethebarsindicatesignificantdifferencesamongtreatmentsinthesameday(PK0K2CKK0CK，各处理间差异显著(P0.05)。处理 1 天时，K2、K0 和 K2CK 处理的苜蓿下部叶 JA 含量较K0CK 处理分别显著增加了 3.08、1.78 和 0.54 倍；3 天时分别增加了 2.52、1.26 和 1.27 倍；5 天时分别增加了 0.79、0.67 和 0.21 倍；7 天时 K2CK 处理的苜蓿下部叶 JA 含量较 K0CK 处理下降，K2 和 K0 分别较 K0CK 处理显著增加 2.30 和 0.62 倍(P0.05)；9 天时，K2 和 K0 处理较 K0CK 处理分别增加了3.29 和 2.78 倍，K2CK 较 K0CK 处理苜蓿下部叶JA 含量下降，降低了 0.31 倍(PK0K2CKK0CK。处理 1 天时，K2、K0 和 K2CK 处理上部叶的SA 含量分别较 K0CK 处理显著增加了 1.22、0.48和 0.41 倍(P0.05)；3 天时，K0 和 K2 分别较K0CK 显著增加了 11.48 和 11.05 倍；5 天时，4 个处理的苜蓿上部叶 SA 含量均较 3 天时降低，K0CK 达到最低值，K2、K0 和 K2CK 分别较 K0CK 显著增加了 12.07、8.14 和 0.59 倍；7 天时，K2 和 K0 处理分别较 K0CK 升高 6.40 和 4.53倍(P0.05)；9 天时，K2 和 K0 分别较 K0CK显著增加了 10.64 和 7.29 倍(P0.05)。4 个处理苜蓿下部叶片的 SA 含量随处理天数的增加均呈现先上升后下降再上升的趋势，K2、K2CK和 K0CK 处理的苜蓿下部叶 SA 含量均于第 3 天达到第一个峰值，K0 处理的苜蓿下部叶 SA 含量于第5 天时达到第一个峰值；K2、K0 和 K2CK 处理的苜蓿下部叶 SA 含量于第 9 天再次升高，K0CK 处理的苜蓿下部叶 SA 含量于为害第 7 和 9 天时升高。同一时期，各处理苜蓿下部叶 SA 含量大小顺序为 K2K0K2CKK0CK，各处理间的差异显著(P0.05)。dcbad cbacbadcbac cba05010015020025030035040013579水杨酸含量 SA content(g/L)dcbadcbadcbadcbadcba0102030405060708013579处理时间 Treatment time(d)上部叶片 The upper leaves下部叶片 The lower leavesK0CKK2CKK0K2d图 4 不同处理下苜蓿上部和下部叶片的水杨酸含量Fig.4 The content of SA in upper and lower leaves of alfalfa under different treatments注：K0、K2 分别代表接虫条件下不施钾和施钾处理，K0CK、K2CK 分别代表不接虫条件下不施钾和施钾处理。柱上不同小写字母表示同一时间处理间差异显著(P0.05)。Note:SASalicylicacid.K0andK2representwithoutandwithpotassiumapplicationtreatmentunderOdontothrips lotifeeding,andK0CKandK2CKrepresentwithoutandwithpotassiumapplicationundernoOdontothrips lotifeeding,respectively.Differentlowercaselettersabovethebarsindicatesignificantdifferencesamongtreatmentsinthesameday(PK0K2CKK0CK。说明牛角花齿蓟马取食和施钾均能诱导苜蓿叶片的 LOX 和 PAL 活性增强，而接虫施钾处理(K2)诱导作用最强。本研究中，接虫施钾处理(K2)苜蓿上部叶的 LOX 活性峰值出现时间最早，说明施钾加快了诱导反应速率，相应地施钾苜蓿各时期的受害指数均较低。JA 类化合物作为诱导植物产生各种抗逆性的特异性化合物，一方面可以对昆虫生长造成抑制和拒食效应，引起植食性昆虫营养不良，还可以干扰昆虫免疫应答和蜕皮过程，阻碍其生长发育，甚至导致死亡2829。植食性害虫为害可诱导植物的内源SA、JA 的含量积累，并进一步诱导植物体内的系列防御反应，以抵御害虫的取食30。外源钾能通过植物体内 Ca+等信号激活 JA 代谢途径，使 JA 类合成加速，提高植物的抗虫性31。本研究发现，接虫不施钾(K0)处理下，JA 和 SA 含量均显著增加，表明牛角花齿蓟马的取食诱导了防御信号 JA 和 SA 的表达；在不接虫施钾(K2CK)处理后，JA 和 SA 含量显著高于接虫不施钾(K0)处理，表明施钾措施可以促进 JA 和 SA 防御信号的传导表达；在同一时期，4 个处理苜蓿上、下部叶片的 JA 和 SA 含量的大小顺序总体呈现为 K2K0K2CKK0CK，说明施钾处理对牛角花齿蓟马取食诱导的 JA 和 SA 信号具有加强作用。这与徐松鹤等32关于施钾与蚜虫取食诱导的水杨酸对马铃薯抗虫性影响的研究结果相似。植物受昆虫为害后，其内源激素茉莉酸水平升高，进而诱导多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、几丁质酶等相关防御蛋白表达33，而水杨酸介导的信号传导途径也可激活植物抗性有关基因的表达3435。但赵丽艳等36的研究发现，麦长管蚜(S.avenae)取食小麦，既激活了茉莉酸介导的信号传导途径，也激活了水杨酸介导的信号传导途径。Thaler 等37认为，SA-JA 信号传导途径之间存在拮抗串扰。目前有研究发现，JA 和 SA 之间也存在协同作用38。本研究发现，在第 3 天时，接虫施钾(K2)和接虫不施钾(K0)处理上部叶片的 JA 和 SA 均达到第一个峰值，5 天时二者的含量均降低，7 天时 JA 的含量达到第二个峰值，而 SA 的含量较 5 天时下降，9 天时，SA 达到第二个峰值，JA含量较 7 天时下降。由此发现，牛角花齿蓟马取食同时激活了 JA 和 SA 信号传递途径，二者在受害初期具有协同作用，而随着受害时间的持续，JA与 SA 互相拮抗。但 JA 和 SA 信号传导途径哪一个为牛角花齿蓟马为害诱导的主要防御途径，需要进一步验证防御蛋白的表达。研究发现，菜豆植株受西花蓟马(Frankliniellaoccidentalis)为害后，启动了JA介导的JA信号传导途径，从而使菜豆产生诱导防御反应39。西花蓟马(F.occidentalis)的取食激活了 LOX、PAL 和病程相关蛋白 PR-2 防御基因在菜豆植株局部(受害部位)和系统(整株)的表达积累，但受害叶片防御酶基因表达量的变化较大，并且表达量在相同叶片不同时间的变化不同40。胡留成等41研究表明，斜纹夜蛾(Spodoptera litura)幼虫的取食可使油菜的受害叶以及上、下部位健康叶中的 JA 含量显著升高。在本研究中，苜蓿上部叶的 LOX 和 PAL 活性明显高于下部叶的 LOX 和 PAL 活性，尤其是接虫不施钾(K0)处理和接虫施钾(K2)处理；各处理苜蓿上部叶片的 JA 与 SA 的信号强于下部叶片，而牛角花齿蓟马主要取食苜蓿的嫩叶和心叶。说明牛角花齿蓟马186植物营养与肥料学报30卷主要在心叶取食为害的这种方式，优先激活了苜蓿上部叶的防御信号的传递及其表达，而施钾措施进一步增强了防御信号的表达。4 结论牛角花齿蓟马为害可诱导苜蓿叶片脂氧合酶和苯丙氨酸解氨酶活性升高，进而促进水杨酸和茉莉酸的合成和积累，且蓟马取食部位(上部叶)的防御信号和表达被优先激活，其防御酶活性及水杨酸和茉莉酸含量明显高于下部叶。施钾加速并加强了苜蓿对牛角花齿蓟马为害诱导的防御效应，表现为苜蓿叶片防御酶活性更快达到峰值，水杨酸和茉莉酸含量提升得更早更快，因而提高了苜蓿次生代谢对蓟马的防御效率，显著降低了受害指数。因此，在苜蓿大田管理中，可通过适量施钾来减轻蓟马类害虫对苜蓿的危害程度。参考文献：张月白,娄永根.植物与植食性昆虫化学互作研究进展J.应用生态学报,2020,31(7):21512160.ZhangYB,LouYG.ResearchprogressinchemicalinteractionsbetweenplantsandphytophagousinsectsJ.ChineseJournalofAppliedEcology,2020,31(7):21512160.1MatthiasE,StefanM,GreggAH.Roleofphytohormonesininsect-specificplantreactionsJ.TrendsinPlantScience,2012,17(5):250259.2徐丽萍,李恒,娄永根.植物植食性昆虫互作关系中早期信号事件研究进展J.植物保护学报,2018,45(5):928936.XuLP,LiH,LouYG.Researchprogressonearlysignalingeventsinplant-herbivoreinteractionsJ.JournalofPlantProtection,2018,45(5):928936.3徐伟,严善春.茉莉酸在植物诱导防御中的作用J.生态学报,2005,25(8):20742082.XuW,YanSC.ThefunctionofjasmonicacidininducedplantdefenceJ.ActaEcologicaSinica,2005,25(8):20742082.4何伟,李红玉,段建功,李欣.植物对虫害的系统获得性抗性及抗虫与抗病信号途径间的相互作用J.植物保护学报,2005,32(4):425430HeW,LiHY,DuanJG,LiX.Plantsystemicacquiredresistanceoinsectandacross-talkbetweenpathogenandinsectresistancesignalmoleculesJ.ActaPhytopathologicaSinica,2005,32(4):425430.5李刘杰,汪强,韩燕来,谭金芳.钾水平对小麦酚类物质、木质素代谢和接种蚜虫群体动态的影响J.中国农学通报,2009,25(17):143148.LiLJ,WangQ,HanYL,TanJF.StudyofeffectsofpotassiumlevelsonphenolicandligninmetabolismofwheatanddynamicofaphidpopulationJ.Chinese