【研究意义】桉树作为一类优良速生丰产用材树种，被世界各地广泛引种栽培^[1-2]。目前，桉树已成为我国三大造林树种之一，造林面积仅次于印度，居世界第二^[3-4]。广西桉树人工林以每年1.333×10⁵ hm²的速度快速发展，截至2015年，桉树人工林面积稳居全国第一^[5]。然而，随着桉树人工林的大面积发展，桉树病虫害也频繁发生，虫害的种类和数量逐年增加，对短周期桉树人工林经营造成了巨大经济损失^[6-7]。其中，桉树枝瘿姬小蜂 (Leptocybe invasa) 是原产澳大利亚的一种桉树害虫，目前已对全球几乎所有桉树种植区造成危害^[8-9]。筛选高抗优良桉树品系是防治桉树枝瘿姬小蜂的有效途径之一。因此，研究与桉树枝瘿姬小蜂抗性极为相关的理化因子，能为未来筛选抗虫性品种提供理论指导，对桉树资源开发利用具有重要意义。【前人研究进展】不同桉树品系对桉树枝瘿姬小蜂的抗性不同，表现在能否产生虫瘿及虫瘿数量差异上^[9-12]。叶片特征、生理生化特性与其对桉树枝瘿姬小蜂抗性具有密切关系^[13-15]。王伟等^[16]研究发现桉树叶片内单宁含量表现为高抗品系高于高感品系。陈汉章等^[13]研究表明桉树抗虫性与叶片含水率呈负相关，而与叶柄含水率呈正相关。张华峰等^[9]认为桉树叶柄中多糖含量对桉树枝瘿姬小蜂生长发育影响较大，单宁含量对桉树抗虫性影响较大。吴耀军等^[15]研究发现桉树在感染桉树枝瘿姬小蜂前后叶片不同部位缩合单宁含量有显著差异。吕文玲等^[17]认为桉树受桉树枝瘿姬小蜂危害后，桉树化学物质组成与含量都有明显变化，且出现了多种新物质，其中以萜品油烯含量最高。Rocha等^[18]认为桉树枝瘿姬小蜂能改变寄主植物生理生化代谢响应，从而增强桉树耐寒性。Oates等^[19]发现被桉树枝瘿姬小蜂侵染后，抗虫品系与感虫品系在激素、代谢产物等基因表达方面表现出显著差异。【本研究切入点】桉树杂交育种已在全世界范围内广泛应用^[20]。桉树杂交种在长势、耐寒性、抗虫性等方面差异很大，从中筛选出优良抗虫无性系具有广阔遗传潜力^[20-21]。因此，在全球桉树虫害数量逐年增加的大背景下^[7]，研究与桉树抗虫性密切相关的理化因子，将能为桉树优良无性系选育提供早期指导^[2]。【拟解决的关键问题】通过比较不同桉树品系对桉树枝瘿姬小蜂的抗性及其相关理化性状，并将抗虫性与众多理化性状进行多元回归分析，从而确定与抗虫性紧密关联的关键因子，为今后桉树抗虫品系选育指标的制定提供理论指导。

选用窿缘桉Eucalyptus exserta(EA)、巨圆桉Eucalyptus grandis×Eucalyptus tereticornis(DH201-2) 和巨尾桉Eucalpytus grandis×Eucalyptus urophylla(G9) 作为供试苗木。试验在广西大学林学院苗圃内进行。将供试苗木栽入20 cm×15 cm塑料盆中，基质为壤土与草炭土以1:1混合。每种桉树品系各40盆，将其中20盆苗木随机摆放于开放条件下，让其感染虫瘿。剩余20盆用80目网罩罩上，以避免感染虫瘿。每天定时浇水。2个月后调查抗虫性。

在样株树冠中部东、南、西、北4个方位分别剪取一枝长度为35 cm枝条，用自封袋封装，做上标记，迅速带回室内。统计每条枝条上虫瘿数 (包括枝条、叶片、叶脉、叶柄虫瘿)，计算样枝平均虫瘿数。根据桉树枝瘿姬小蜂危害情况，依照张华峰^[9]的方法制定桉树抗性分级标准，赋予1~4分的抗性得分。

从笼罩内未感染虫瘿的植株上采集枝条上第4至第5片叶，将叶片用自封袋封装，迅速带回实验室。用LI-3100C叶面积仪测定叶面积，再用游标卡尺测定叶片厚度。用万分之一天平称取叶片鲜重后，60℃烘干至衡重，称取叶片干重，计算含水率和比叶面积 (Specific leaf area，SLA)。

采集完全伸展的第4至第5片叶，50℃烘干后磨成粉，测定植物叶片C、N、总酚、缩合单宁含量，其中，C、N含量 (%) 由德国ELEMENTAR元素分析仪测定，并计算C/N比；总酚和缩合单宁含量采用Folin-Ciocalteu法^[22]测定。

采用单因素方差分析比较不同品系间抗虫性差异及叶片性状、初生代谢物 (C、N、C/N比) 和次生代谢物 (总酚、缩合单宁) 含量差异。对差异显著的因变量，再采用S-N-K进行多重比较。为进一步分析植物理化性状与抗虫性之间的关系，以植物抗性得分 (Y) 为因变量，总酚 (X₁)、缩合单宁 (X₂)、C含量 (X₃)、N含量 (X₄)、C/N比 (X₅)、叶片厚度 (X₆)、叶片含水率 (X₇)、比叶面积 (X₈) 等8个因子为自变量，采用逐步回归多元回归分析筛选出与因变量最为相关的自变量，构建回归方程。所有数据统计均采用SPSS18.0进行处理，采用Sigmaplot 13.0进行绘图。

桉树枝瘿姬小蜂在3个桉树品系上产生的虫瘿数显著不同 (F_{2, 57}=22.818，P < 0.001)。其中，桉树枝瘿姬小蜂只能在DH201-2和EA上产生虫瘿，而不能在G9上产生虫瘿；且DH201-2上样枝平均虫瘿数显著高于EA (图 1)。通过比较3个桉树品系相应的抗性得分可以发现：DH201-2平均抗性得分为1.05±0.22，对桉树枝瘿姬小蜂属于高感；EA平均抗性得分为2.45±0.99，属于低感；而G9由于不能产生虫瘿，所有植株的抗性得分均为4，属于高抗。

图 1 (Fig. 1)

不同小写字母表示在P < 0.05水平差异显著 Different small letters indicate significant differences at P < 0.05 图 1 桉树品系间样枝平均虫瘿数比较 Fig.1 Comparisons of gall numbers per branch among Eucalyptus species

3个桉树品系叶片厚度无显著差异 (F_{2, 57}=1.813，P=0.172)，但叶片含水率 (F_{2, 57}=9.089，P < 0.001) 及比叶面积 (F_{2, 57}=22.815，P < 0.001) 存在显著差异。其中，DH201-2叶片含水率显著高于EA和G9，但EA与G9叶片含水率无显著差异 (图 2)。EA叶片比叶面积显著低于DH201-2和G9，且DH201-2与G9叶片比叶面积无显著差异 (图 2)。

图 2 (Fig. 2)

不同小写字母表示在P < 0.05水平差异显著 Different small letters indicate significant differences at P < 0.05 图 2 桉树品系间叶片性状及碳氮含量差异 Fig.2 Differences in leaf traits, N and C contents in leaves among Eucalyptus species

C含量 (F_{2, 57}=23.161，P < 0.001)、N含量 (F_{2, 57}=41.76，P < 0.001) 及C/N比值 (F_{2, 57}=42.685，P < 0.001) 在品系间存在显著差异。其中，G9叶片C含量显著高于EA和DH201-2，EA与DH201-2叶片C含量则无显著差异。N含量表现为DH201-2 > EA > G9，C/N比则表现为DH201-2 < EA < G9(图 2)。

叶片总酚 (F_{2, 57}=37.965，P < 0.001) 和缩合单宁含量 (F_{2, 57}=5.788，P=0.005) 在品系间表现出显著差异。其中，总酚含量表现为G9 > EA > DH201-2；而G9叶片缩合单宁含量显著高于EA和DH201-2，但EA与DH201-2叶片缩合单宁含量则无显著差异 (图 3)。

图 3 (Fig. 3)

不同小写字母表示在P < 0.05水平差异显著 Different small letters indicate significant differences at P < 0.05 图 3 桉树品系间叶片总酚和单宁含量差异 Fig.3 Differences in the concentrations of total phenolics and tannins among Eucalyptus species

逐步回归分析法是按照各变量对因变量作用的显著程度大小来决定是否引入或剔除，可以自动从众多变量中选择重要变量，并建立最优回归方程。通过对8个自变量因子进行逐步回归分析，首先剔除了对抗虫性影响不显著的总酚 (X₁)、N含量 (X₄)、C/N比 (X₅)、叶片厚度 (X₆)、叶片含水率 (X₇) 及比叶面积 (X₈) 等6个自变量，最后进入模型的是缩合单宁 (X₂) 和C含量 (X₃)。逐步回归分析的步骤见表 1和表 2。

表 1(Table 1)

表 1 多元回归方程的方差分析 Table 1 Analysis of variance of multiple regression equation 自变量个数 No.of variables 变异来源 Variable source 方差 SS 自由度 df 均方 MS F 1 回归 Regression 50.085 1 50.085 51.041*** 残差 Residual 56.915 58 0.981 总计 Total 107.000 59 2 回归 Regression 63.364 2 31.682 41.386*** 残差 Residual 43.636 57 0.766 总计 Total 107.000 59 注：***表示差异极显著 (P < 0.001) Note：*** shows very significant difference (P < 0.001)

表 1 多元回归方程的方差分析 Table 1 Analysis of variance of multiple regression equation

表 2(Table 2)

表 2 偏回归系数的显著性检验与标准化偏回归系数 Table 2 Significant test of partial regression coefficients and standardized coefficients 回归步骤 Regression step 变量 Variables 非标准化系数 Unstandardized coefficients 标准化系数β Standardized coefficients β t Sig. B 标准误Std.error 第一步 Step 1 回归常数 Constant -1.555 0.582 - -2.672 < 0.001 单宁 Tannins (X2) 2.908 0.407 0.684 7.144 < 0.001 第二步 Step 2 回归常数 Constant -20.671 4.619 - -4.476 < 0.001 单宁 Tannins (X2) 2.095 0.409 0.493 5.122 < 0.001 碳含量 C content (X3) 0.433 0.104 0.401 4.165 < 0.001 注：在P < 0.05水平差异显著的结果以加粗表示 Note:Significant results with P value < 0.05 are shown in bold

表 2 偏回归系数的显著性检验与标准化偏回归系数 Table 2 Significant test of partial regression coefficients and standardized coefficients

最终得到抗性得分 (Y) 与缩合单宁 (X₂)、碳含量 (X₃) 的回归方程：Y=-20.671+2.095X₂+0.433X₃。经多元回归分析显著性检验和各个标准偏回归系数显著性检验表明，回归常数和所有标准偏回归系数均达到极显著水平 (P < 0.001)(表 1，表 2)，说明该方程可以很好地预测桉树抗虫性与2个化学指标间的相关关系。

由表 3可知，2个自变量与抗性得分间的复相关系数R为0.770，校正相关指数为0.578。误差概率P < 0.001，达到了极显著水平，进一步说明缩合单宁与碳含量是影响桉树对桉树枝瘿姬小蜂抗性强弱的主要因子。

表 3(Table 3)

表 3 桉树2个指标与桉树枝瘿姬小蜂抗性间的复相关分析 Table 3 The multiple-correlation coefficients of two traits of Eucalyptus to resistance against L.invasa 复相关分析 Analysis of multiple-correlation 1个自变量 1 Variable 2个自变量 2 Variables 复相关系数Multiple R 0.684 0.770 相关指数R2 0.468 0.592 校正相关指数Adjusted R2 0.459 0.578 标准误Standard error 0.991 0.875 误差概率Error probability < 0.001 < 0.001
	表 3 桉树2个指标与桉树枝瘿姬小蜂抗性间的复相关分析 Table 3 The multiple-correlation coefficients of two traits of Eucalyptus to resistance against L.invasa

本研究中，桉树枝瘿姬小蜂不能在G9上产生虫瘿，但能在DH201-2和EA上产生虫瘿，且在DH201-2上的虫瘿数显著高于EA。根据抗性分级标准^[12]，G9属于抗虫品系，DH201-2和EA属于感虫品系，且DH201-2属于高感，EA属于低感。王伟^[16]、张华峰等^[11-12]都报道DH201-2是高感品系。诸多文献表明，不同桉树品系对桉树枝瘿姬小蜂的抗性差异很大^{[9-10, 23]}，因此，从中筛选出若干高抗优良品系用于大面积推广，是预防桉树枝瘿姬小蜂大面积发生、降低虫害损失的有效措施之一。

植物抗虫性与叶片性状 (如叶片厚度、叶面积、含水率、硬度等) 紧密相关^[24]。孙艳丽等^[25]报道马尾松针叶长度与其对松突圆蚧的抗性成反比，马尾松针叶容重与其对松突圆蚧的抗性成正比，叶鞘长、叶鞘松紧度与抗虫性不相关。本研究发现3个桉树品系的抗虫性虽然不同，但叶片厚度则无明显差异。陈汉章等^[13]研究发现桉树对桉树枝瘿姬小蜂的抗性与叶柄厚度呈正相关。本研究中，DH201-2叶片含水率显著高于EA和G9。张华峰等^[12]、陈汉章等^[13]也发现，相对于含水率较低的叶片，桉树枝瘿姬小蜂更喜欢在含水率较高的叶柄部位寄生，认为桉树抗虫性与叶片含水率负相关。比叶面积可以反映植物获取资源的能力及植物对不同生境的适应特征^[26-27]。本研究发现，EA叶片比叶面积显著低于DH201-2和G9，而DH201-2和G9叶片比叶面积则无显著差异，说明比叶面积并不是决定桉树抗虫性的关键因素。

植物营养物质及次生代谢产物含量直接影响昆虫取食、生长发育和生殖^[28]。N含量高的植物组织营养价值较高，更易被昆虫取食。N含量高的锥栗品种具有较高的栗瘿蜂虫害指数^[29]。亚洲小车蝗对羊草或针茅的取食能随发育阶段、性别和草的N含量变化进行调整^[30]。叶片C含量及C/N比与叶片硬度正相关，而叶片硬度也是植物的一种重要防御指标^[31]。本研究中3个桉树品系叶片N含量表现为DH201-2 > EA > G9，G9叶片C含量显著高于EA和DH201-2，C/N比则为DH201-2 < EA < G9。因此，叶片N含量、C含量及其比值能影响桉树抗虫性及桉树枝瘿姬小蜂的生长发育。同时，植物次生代谢物也是植物应对害虫取食危害的一种化学防御手段^[32-33]。酚类物质 (包括单宁) 是桉树抵御天敌的重要防御物质，其含量在品系间差别很大^[34-35]。本研究中，G9叶片总酚和缩合单宁含量均高于EA和DH201-2，说明酚类物质与桉树对桉树枝瘿姬小蜂的抗性紧密相关，这与王伟^[16]、张华峰等^[12]的研究结果一致。

植物抗虫策略包括物理抗性和化学抗性，且受诸多环境因子影响，是一个复杂的物理化学过程^[36]。虽然已有一些文章研究桉树对桉树枝瘿姬小蜂的抗虫机制^{[9, 12, 14-15]}，但大多是定性描述或单一理化指标的简单相关分析，并不能很好地解释导致桉树抗虫性差异的复杂机制。多元回归分析通过剔除与因变量无显著关联或存在共线性的理化因子，筛选出影响因变量的关键因子，已广泛运用到动植物性状与环境因子相关分析及目标性状选育等方面^[37-38]。本研究多元回归分析结果表明，缩合单宁和碳含量是影响桉树抗虫性的关键因子，通过这两个指标能较好地反映桉树抗虫性与众多理化指标间的关联性。

本研究选用3个桉树品系 (DH201-2、EA和G9)，比较了品系间对桉树枝瘿姬小蜂的抗性及叶片性状、营养物质和次生代谢物质含量等8个理化指标差异，最后通过逐步多元回归分析了抗虫性与桉树多个理化因子间的关系。结果表明，影响桉树抗虫性的主要因子是缩合单宁和碳含量，且二者均与抗虫性正相关。以上化学指标将能为桉树抗虫性选育指标的确定提供理论依据。目前，桉树枝瘿姬小蜂在全球分布越来越广^{[9, 39]}，给桉树产业带来严重威胁^[39-40]。因此，在未来我们应加强对桉树抗虫性机制研究，为选育高抗品系及桉树产业可持续发展提供理论支撑。