产蜡对女贞叶片生理生化影响的初步研究

王旭军，张玉荣，梁军生 ，王国晖

(1.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004； 2.湖南省林下特色生物资源培育与利用工程研究中心，湖南长沙 410004；3.怀化市林业局，湖南 怀化 418000)

女贞LigustrumlucidumAit.为木犀科Oleaceae女贞属Ligustrum常绿灌木或乔木，俗名大叶女贞、冬青等，广泛分布于长江以南至华南、西南各省区，向西北则分布至陕西、甘肃等省[1]，因其四季观叶、夏季观花等良好的观赏性而广泛用作城乡绿化树种[2]，又因其较强的适应性和抗逆性而作为良好的重金属污染土壤生态修复树种应用[3-6]。同时，女贞的干燥成熟果实具有2000多年应用历史的扶正固本药物-女贞子，在《神农本草经》中列为上品，具滋补肝肾，明目乌发的疗效，用于肝肾阴虚，眩晕耳鸣，腰膝酸软，须发早白，目暗不明，内热消渴，骨蒸潮热[7-8]。此外，女贞也是比较理想的能源油料树种，其种子含油率10%～15%，其中不饱和酸占88.2%，是一种值得开发利用且营养价值较高的食用植物油[9-10]。更重要的是，女贞还是我国重要的资源昆虫白蜡虫EriceruspelaChavannes的优良寄主植物[11]，其二龄雄幼虫在女贞上分泌而产生的一种绿色天然产物—虫白蜡，是生物蜡中的佼佼者[12-13]，在药品[14-15]、食品[16]、高级化妆品[12，17]、高级保健品[18-20]等方面得到越来越广泛的应用。虫白蜡是白蜡虫与女贞等寄主植物在长期进化过程中相互适应的结果。因此，本研究测定了虫白蜡成熟时期女贞叶片的部分生理指标，包括叶绿素、保护酶、丙二醛等，有助于认识和理解白蜡虫和女贞在白蜡形成过程中的互作关系，为虫白蜡寄主植物培育提供理论依据。

1 试验地概况

试验地位于湖南省怀化市芷江侗族自治县芷江镇杨家村(109°41′11″E，27°30′29″N)。该地属亚热带季风湿润气候区，气候温和，四季分明，雨量集中，日照充足，年均气温16.5 ℃，年均日照1527.7 h，年降水量1 156 mm，年均无霜期279d。试验地海拔336 m，土壤为板页岩和紫色砂页岩发育而成的山地黄红壤，土层深厚，呈酸性至微酸性，pH为6。

2 材料与方法

2.1 试验材料

2019年5月在树龄、树势等基本一致的女贞树上，采用锦纶袋装虫方式挂放白蜡虫种虫，同时设置不放养白蜡虫的女贞树作对照。日常管理同常规管理方法。

2019年8月底在虫白蜡成熟采摘蜡花前，选取3株产蜡的女贞，并用枝剪将每株树分东、西、南、北4个方位分别剪取代表性产蜡枝条各一枝，混合带回实验室待测。测定前，将每株树所有枝条从顶端往下取第3～6片完整、成熟叶片混合后，再取样测定叶片生理生化活性。试验设置3次重复。

2.2 测定方法

叶绿素含量测定、丙二醛含量测定参照李合生[21]的方法；分别采用由苏州科铭生物技术有限公司提供的过氧化物酶(POD)试剂盒和超氧化物歧化酶(SOD)试剂盒进行过氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性测定。

2.3 数据分析方法

数据处理采用WPS Office 2016和SPSS 22.0进行。

3 结果与分析

3.1 产蜡对女贞叶绿素含量的影响

由表1可知，与未产蜡女贞树的叶片(以下简称未产蜡叶片)比较，产蜡女贞树的叶片(以下简称产蜡叶片)的叶绿素含量、叶绿素a和叶绿素b含量分别提高28.92%、24.61%和42.71%，而叶绿素a/b值减少13.50%，影响比较明显。这说明产蜡女贞可能通过提高其叶片叶绿素的含量，并通过增加叶绿素b的合成幅度而降低叶绿素a/b，从而增强产蜡女贞对远红光的吸收利用，从而合成更多的光合产物，以满足白蜡虫产蜡对能量和营养物质的需求。

表1 产蜡对女贞叶绿素含量的影响表Tab.1 Effect of wax secretion on Chlorophyll content of Ligustrum lucidum Ait.处理叶绿素/(mg·g-1·FW)叶绿素a/(mg·g-1·FW)叶绿素b/(mg·g-1·FW)叶绿素a/b未产蜡叶片0.491 3±0.161 20.374 7±0.116 40.116 6±0.045 73.285 5±0.318 8产蜡叶片0.633 4±0.048 40.466 9±0.034 00.166 4±0.024 32.842 1±0.365 1显著性0.2180.2580.1710.188

3.2 产蜡对女贞叶片保护酶活性的影响

超氧化物歧化酶(SOD)是清除植物体内超氧负离子伤害的重要保护酶之一，其活性的升高可以有效降低超氧负离子对生物膜系统的伤害，提高植物抗逆性[22]。过氧化物酶(POD)作为活性氧防御物质，可消除植物体内产生的H2O2的毒害作用。由表2可以看到，产蜡叶片的SOD和POD活性比未产蜡叶片的活性分别提高了19.15%和0.78%。这说明产蜡女贞可能通过提高其叶片保护酶的活性来平衡蜡花生产对树体的胁迫。

3.3 产蜡对女贞叶片丙二醛(MDA)含量的影响

植物器官衰老或在逆境(干旱、高温、寒冷、盐碱等)条件下受到伤害时植物往往会发生膜脂过氧化作用。MDA是膜脂过氧化作用的最终产物之一，MDA 含量是植物细胞膜脂过氧化程度的体现，反映了植物在逆境中受到伤害的程度，是膜损伤程度的重要指标之一[23]。如果植株基础代谢失调，组织或器官的膜脂质发生过氧化反应生成 MDA，在体内积累导致胁迫严重的植株叶片中，其含量比正常叶片高[24]。由表2可知，产蜡叶片的丙二醛含量却低于未产蜡叶片9.27%，未达显著性差异。这可能意味着目前的产蜡量对女贞树叶片的胁迫还未达到对其细胞膜危害的程度。

表2 产蜡对女贞叶片保护酶活性和丙二醛含量的影响Tab.2 Effect of wax secretion on protective enzymes activity and MDA content of Ligustrum lucidum Ait.性状SOD/(μmol·g-1·h-1)POD/(μmol·g-1·min-1)MDA/(μmol·g-1)未产蜡叶片26.06±2.501 198.33±258.171.51±0.10产蜡叶片31.05±1.141 207.67±481.771.37±0.03

4 结论与讨论

虫白蜡是白蜡虫与女贞等寄主植物互动的联合产物。在白蜡虫二龄雄幼虫逐渐发育、蜡花分泌逐渐增多的过程中，白蜡虫需要从女贞等寄主植物体上吸取生长发育的营养物质，也不可避免的会给女贞等寄主植物施加一定的胁迫压力。与未产蜡女贞比较，产蜡女贞叶片叶绿素含量增加，SOD和POD等保护酶活性增强，且丙二醛含量减少。这就进一步证明了上述推论，因此，在蜡花生产过程中，我们必须加强女贞的营养水肥供应，以增强其抵抗逆境胁迫的能力。但本研究仅仅局限于蜡花成熟时期个别生理生化特性的比较研究，今后应加强对蜡花生产不同发育时期、蜡花生产不同强度等因素对女贞的影响的研究，以及从营养物质、光合生理、代谢组学等多方面来阐述白蜡虫与女贞等寄主植物的相互作用。