不同浓度氯化钙浸种处理对水稻防御酶活性和抗褐飞虱的影响

摘要

【目的】研究不同浓度氯化钙(calcium chloride,CaCl_(2))浸种处理对水稻防御酶活性和抗褐飞虱Nilaparvata lugens的影响。【方法】分别用10,20,30,40和50 mmol/L CaCl_(2)溶液浸泡水稻种子48 h,以蒸馏水浸种为对照,待水稻长至分蘖期时,检测褐飞虱3龄若虫取食胁迫下各浓度CaCl_(2)浸种处理水稻植株叶鞘苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia lyase,PAL)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)和β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3 glucanase,β-1,3-GA)活性,以及褐飞虱2龄若虫取食不同浓度CaCl_(2)浸种处理水稻植株以及1 mmol/L钙离子螯合剂乙二醇四乙酸(ethylene glycol tetraacetic acid,EGTA)和离子通道抑制剂氯化镧(lanthanum chloride,LaCl_(3))分别与20 mmol/L CaCl_(2)同时浸种处理植株7 d后的存活率。【结果】没有褐飞虱取食的情况下,各浓度CaCl_(2)浸种处理的水稻其叶鞘PAL,POD,PPO和β-1,3-GA酶活性与对照相比无显著差异;褐飞虱3龄若虫取食胁迫下,CaCl_(2)浸种处理的水稻植株以及对照植株叶鞘中以上4种防御酶的活性都显著升高,其中CaCl_(2)浸种处理水稻中的升高幅度大于对照水稻中的升高幅度,褐飞虱取食时不同浓度CaCl_(2)浸种对水稻植株叶鞘中各防御酶活性的影响不同,其中30 mmol/L CaCl_(2)浸种处理中PAL,POD和PPO酶活性分别比对照高104.88%,94.32%和61.84%;10和20 mmol/L CaCl_(2)浸种处理中β-1,3-GA活性分别比对照高27.75%和33.04%。褐飞虱2龄若虫取食10,20和30 mmol/L CaCl_(2)浸种处理的植株7 d后,存活率比取食对照植株的分别低32.68%,22.54%和30.28%,但取食40和50 mmol/L CaCl_(2)浸种处理植株的褐飞虱若虫,其存活率与取食对照植株的相比无显著差异。此外,1 mmol/L钙离子螯合剂EGTA和离子通道抑制剂LaCl_(3)分别与20 mmol/L CaCl_(2)同时浸种处理水稻显著抑制20 mmol/L CaCl_(2)诱导的水稻对褐飞虱抗性的影响,取食EGTA+CaCl_(2)和LaCl_(3)+CaCl_(2)浸种处理水稻的褐飞虱若虫,其存活率分别比取食CaCl_(2)浸种处理的高25.80%和22.12%。【结论】通过浸种方式对水稻进行外源钙处理,可以使水稻植株进入防御警备状态,当其遭受褐飞虱取食为害时,会产生更高的防御酶活性,增强水稻对褐飞虱的抗性。