發(fā)布時間：2020-10-31 21:53

　　 B型煙粉虱是重要的外來入侵害蟲,溫室白粉虱和煙蚜也是重要的農(nóng)業(yè)害蟲,它們均是韌皮部取食昆蟲,且有多重共同的寄主植物。我們前期研究發(fā)現(xiàn)B型煙粉虱若蟲能夠誘導(dǎo)煙草系統(tǒng)葉對煙蚜的防御反應(yīng),而不能誘導(dǎo)局部葉對煙蚜的防御反應(yīng),且其誘導(dǎo)的對煙蚜的防御與誘導(dǎo)寄主的SA信號途徑有關(guān)。本文通過比較研究B型煙粉虱、溫室白粉虱和煙蚜三種刺吸式口器昆蟲及不同蟲態(tài)取食誘導(dǎo)煙草對煙蚜防御反應(yīng)差異的基礎(chǔ)上,測定分析煙草生化指標(biāo)的變化差異,尋找B型煙粉虱若蟲誘導(dǎo)煙草特異性表達(dá)的次生代謝產(chǎn)物和防御酶,并通過其時空效應(yīng)和在Nah G煙草上的表達(dá)特點,結(jié)合對煙蚜防御反應(yīng)的結(jié)果進行比較分析,進一步篩選出與防御煙蚜相關(guān)的防御產(chǎn)物。本研究結(jié)果對于進一步揭示B型煙粉虱對于土著昆蟲種間競爭優(yōu)勢的機制具有重要的意義。主要研究結(jié)果如下:1.B型煙粉虱若蟲誘導(dǎo)了煙草系統(tǒng)葉對煙蚜強烈的防御反應(yīng),溫室白粉虱若蟲誘導(dǎo)的次之,兩種粉虱成蟲與煙蚜為害的煙草對后為害的煙蚜沒有明顯的防御反應(yīng)。與對照相比較,在B型煙粉虱若蟲為害植株的系統(tǒng)葉上,煙蚜的存活率降低了64.4%,平均繁殖力降低9.9頭/雌,發(fā)育歷期延長了1.6天,平均蟲重降低0.23mg/頭,均與對照差異顯著;溫室白粉虱若蟲為害的系統(tǒng)葉上煙蚜的存活率降低了16.7%,平均蟲重降低0.13mg/頭,也與對照差異顯著,但煙蚜的繁殖力和發(fā)育歷期與對照相比無明顯差異;兩種粉虱成蟲與煙蚜為害的植株對后為害煙蚜的上述指標(biāo)較對照沒有明顯的變化;兩種粉虱若蟲為害也不能誘導(dǎo)煙草局部葉位對后為害煙蚜的防御反應(yīng)。2.B型煙粉虱和溫室白粉虱的成蟲、若蟲與煙蚜均能為害誘導(dǎo)煙草SA含量較對照明顯升高,但其誘導(dǎo)程度存在明顯差異,其中B型煙粉虱若蟲誘導(dǎo)的程度最為強烈。B型煙粉虱若蟲為害誘導(dǎo)的煙草局部和系統(tǒng)葉位SA含量分別比對照升高19.1和10.2倍;溫室白粉虱若蟲誘導(dǎo)的分別比對照升高4.4和2.3倍。兩種粉虱成蟲為害對SA含量的影響均低于各自的若蟲,B型煙粉虱成蟲為害誘導(dǎo)的局部葉和系統(tǒng)葉較對照升高4.8和1.0倍;溫室白粉虱成蟲誘導(dǎo)局部葉位比對照升高1.5倍,系統(tǒng)葉位SA含量與對照無明顯差異。煙蚜為害誘導(dǎo)煙草局部葉和系統(tǒng)葉SA含量分別比對照僅升高3.0和1.2倍。B型煙粉虱若蟲為害煙草對SA含量的影響具有明顯的時間和空間效應(yīng):1齡、2齡、3齡和4齡若蟲分別取食誘導(dǎo)煙草系統(tǒng)葉位SA含量較對照升高0.2、10.2、1.1和0.2倍,3齡若蟲對SA含量誘導(dǎo)程度最強;3齡若蟲誘導(dǎo)煙草局部葉、系統(tǒng)葉和心葉SA含量分別較對照顯著升高19.1、10.2和3.7倍,由下向上逐漸降低。結(jié)合對煙蚜的防御生測結(jié)果分析,發(fā)現(xiàn)三種昆蟲為害誘導(dǎo)煙草SA含量的變化程度與對煙蚜的防御程度有關(guān)。3.通過比較測定3種刺吸式口器昆蟲為害對煙草6種防御酶活性影響的差異發(fā)現(xiàn),B型煙粉虱若蟲特異性的誘導(dǎo)了POD、β-1,3葡聚糖酶、CAT和幾丁質(zhì)酶4種防御酶活性的顯著升高,其中β-1,3葡聚糖酶、CAT和幾丁質(zhì)酶與煙蚜的防御有關(guān)。B型煙粉虱若蟲特異性誘導(dǎo)系統(tǒng)葉位β-1,3葡聚糖酶、CAT和幾丁質(zhì)酶活性最顯著的升高,分別為對照的1.91、1.46和1.46倍,也明顯高于局部葉位;溫室白粉虱若蟲為害誘導(dǎo)的,分別為對照的1.30、1.30和1.09倍,明顯低于B型煙粉虱若蟲;煙蚜為害未引起3種酶活性的明顯升高。APX、PPO和POD在溫室白粉虱若蟲和煙蚜為害植株上的最大升高幅度高于B型煙粉虱若蟲為害植株的系統(tǒng)葉位。以上結(jié)果與3種刺吸式昆蟲為害誘導(dǎo)的煙草不同葉位對煙蚜防御的結(jié)果比較分析,發(fā)現(xiàn)β-1,3葡聚糖酶、CAT和幾丁質(zhì)酶與對煙蚜的防御呈正相關(guān)。進一步研究發(fā)現(xiàn),B型煙粉虱若蟲為害Nah G煙,可抑制β-1,3葡聚糖酶、CAT和幾丁質(zhì)酶活性的升高;B型煙粉虱若蟲為害野生型煙草,對β-1,3葡聚糖酶、CAT和幾丁質(zhì)酶活性的誘導(dǎo)具有明顯的時間和空間效應(yīng),在3齡若蟲為害的植株上升高最為顯著;3齡若蟲為害植株的局部葉、中間葉、系統(tǒng)葉和心葉4個葉位中,系統(tǒng)葉位上3種酶活性的升高最為顯著。以上的測定結(jié)果與B型煙粉虱若蟲為害誘導(dǎo)的煙草對煙蚜的防御反應(yīng)結(jié)合分析,β-1,3葡聚糖酶、CAT和幾丁質(zhì)酶與煙蚜防御密切相關(guān),而PPO、POD和APX與其關(guān)系不大。4.液質(zhì)普掃檢測結(jié)果顯示,與對照相比,B型煙粉虱若蟲為害煙草誘導(dǎo)系統(tǒng)葉上變化的物質(zhì)總數(shù)為3597種,其中上調(diào)和下調(diào)的物質(zhì)分別有2442種和1155種。在上調(diào)的這2442種物質(zhì)中,與溫室白粉虱若蟲為害的相比,其特異性誘導(dǎo)上調(diào)的物質(zhì)有44種,升高5倍以上的物質(zhì)有26種。結(jié)合兩種粉虱若蟲為害煙草誘導(dǎo)的不同葉位對煙蚜的防御活性分析,有11種物質(zhì)可能與防御煙蚜相關(guān)。進一步比較B型煙粉虱若蟲為害野生型和Nah G煙草對這11種物質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn),B型煙粉虱若蟲為害Nah G煙抑制了這11種物質(zhì)含量的升高,結(jié)合煙蚜的生測試驗分析,推測它們可能在B型煙粉虱若蟲為害誘導(dǎo)的煙草對煙蚜的防御反應(yīng)中起作用。5.通過比較測定3種刺吸式口器昆蟲為害對煙草主要次生物質(zhì)含量影響的差異,發(fā)現(xiàn)B型煙粉虱若蟲特異性誘導(dǎo)了綠原酸、兒茶酸、咖啡酸、對香豆酸、蕓香苷、莨菪亭、阿魏酸和槲皮素8種次生物質(zhì)含量的顯著升高,其中綠原酸、兒茶酸、咖啡酸和蕓香苷與對煙蚜的防御有關(guān)。B型煙粉虱若蟲特異性誘導(dǎo)了煙草系統(tǒng)葉位綠原酸、兒茶酸、咖啡酸和蕓香苷含量最顯著的升高,分別為對照的4.00、2.84、1.87和3.81倍,明顯高于局部葉位;溫室白粉虱若蟲為害誘導(dǎo)的,分別為對照的2.27、2.13、1.32和3.19倍,明顯低于B型煙粉虱若蟲;煙蚜為害未引起4種物質(zhì)含量的明顯升高。對-香豆酸、阿魏酸、莨菪亭、山奈酚和槲皮素在B型煙粉虱若蟲為害植株局部葉位上的升高程度均高于系統(tǒng)葉位;溫室白粉虱為害僅誘導(dǎo)山奈酚和槲皮素在局部葉位上的升高;而煙蚜為害未對這5種次生物質(zhì)的含量產(chǎn)生明顯影響。三種刺吸式昆蟲為害煙草均未引起沒食子酸和肉桂酸含量的明顯變化。與3種刺吸式昆蟲為害誘導(dǎo)的不同葉位對煙蚜防御的差異結(jié)合分析,綠原酸、兒茶酸、咖啡酸和蕓香苷與煙蚜防御呈正相關(guān)。進一步研究發(fā)現(xiàn),B型煙粉虱若蟲為害Nah G煙,可阻斷綠原酸、兒茶酸、咖啡酸和蕓香苷含量的升高;而B型煙粉虱若蟲為害野生型煙草,綠原酸、兒茶酸、咖啡酸和蕓香苷含量變化具有明顯的時間和空間效應(yīng),3齡若蟲為害對綠原酸、兒茶酸、咖啡酸和蕓香苷含量的誘導(dǎo)最為顯著;3齡若蟲為害植株的局部葉、中間葉、系統(tǒng)葉和心葉4個葉位中,系統(tǒng)葉位上4種次生物質(zhì)含量的升高最為顯著。以上的測定結(jié)果與B型煙粉虱若蟲為害誘導(dǎo)的煙草對煙蚜的防御反應(yīng)結(jié)果結(jié)合進行分析,發(fā)現(xiàn)綠原酸、兒茶酸、咖啡酸和蕓香苷與煙蚜的防御密切相關(guān);對香豆酸、莨菪亭、阿魏酸、槲皮素與其無明顯的相關(guān)性。
【學(xué)位單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：S433.39
【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
1 前言
    1.1 昆蟲取食誘導(dǎo)的寄主防御反應(yīng)
    1.2 不同昆蟲取食誘導(dǎo)寄主防御反應(yīng)間的差異
        1.2.1 不同口器昆蟲取食誘導(dǎo)寄主防御反應(yīng)間的差異
        1.2.2 刺吸式口器昆蟲取食誘導(dǎo)寄主防御反應(yīng)間的差異
    1.3 誘導(dǎo)防御在刺吸式口器昆蟲種間競爭中的作用
        1.3.1 刺吸式口器昆蟲誘導(dǎo)的寄主防御
            1.3.1.1 對寄主防御蛋白的誘導(dǎo)
            1.3.1.2 對寄主次生代謝產(chǎn)物的誘導(dǎo)
        1.3.2 誘導(dǎo)防御對刺吸式口器昆蟲種間競爭的調(diào)節(jié)
    1.4 B型煙粉虱誘導(dǎo)的寄主防御反應(yīng)
        1.4.1 對寄主生理生化的影響
        1.4.2 對寄主信號途徑的影響
        1.4.3 對寄主基因表達(dá)的影響
        1.4.4 誘導(dǎo)防御在其種間競爭中的作用
    1.5 立項依據(jù)和研究的目的意義、設(shè)計思路
        1.5.1 立項依據(jù)和研究的目的意義
        1.5.2 設(shè)計思路
2. 材料和方法
    2.1 試驗材料
    2.2 三種刺吸式口器昆蟲前侵染的煙草對煙蚜防御反應(yīng)測定
        2.2.1 粉虱成蟲前侵染煙草對煙蚜防御反應(yīng)的測定
        2.2.2 粉虱若蟲前侵染煙草對煙蚜防御反應(yīng)的測定
        2.2.3 煙蚜前侵染煙草對煙蚜防御反應(yīng)的測定
    2.3 三種刺吸式口器昆蟲為害對煙草SA含量的影響
        2.3.1 粉虱成蟲為害對煙草SA含量影響的前處理
        2.3.2 粉虱若蟲為害對煙草SA含量影響的前處理
        2.3.3 煙蚜為害對煙草SA含量影響的前處理
        2.3.4 SA含量測定方法
    2.4 三種刺吸式口器昆蟲為害對煙草防御酶活性的影響
        2.4.1 粉虱若蟲和煙蚜為害對煙草防御酶活性影響的前處理
        2.4.2 防御酶活性的測定方法
    2.5 三種刺吸式口器昆蟲為害對煙草次生物質(zhì)含量的影響
        2.5.1 粉虱若蟲和煙蚜為害對煙草次生物質(zhì)含量影響的前處理
        2.5.2 次生物質(zhì)含量測定
    2.6 數(shù)據(jù)處理
3. 結(jié)果與分析
    3.1 三種刺吸式口器昆蟲前侵染的煙草對煙蚜防御反應(yīng)的差異比較
        3.1.1 三種刺吸式口器昆蟲前侵染的煙草對煙蚜存活率影響的差異
            3.1.1.1 兩種粉虱成蟲和若蟲前侵染對煙草局部和系統(tǒng)葉位煙蚜存活率的影響
            3.1.1.2 煙蚜前侵染對煙草局部和系統(tǒng)葉煙蚜存活率的影響
        3.1.2 三種昆蟲前侵染的煙草對煙蚜生長發(fā)育和繁殖影響的差異
            3.1.2.1 兩種粉虱成蟲、若蟲和煙蚜前侵染對煙草系統(tǒng)葉煙蚜生長發(fā)育和繁殖的影響
            3.1.2.2 兩種粉虱成蟲、若蟲和煙蚜前侵染對煙草局部葉煙蚜生長發(fā)育和繁殖的影響
    3.2 三種刺吸式口器昆蟲為害對煙草 SA 含量影響的差異比較
        3.2.1 B型煙粉虱若蟲、成蟲為害對煙草局部和系統(tǒng)葉位SA含量的影響
        3.2.2 溫室白粉虱若蟲、成蟲為害對煙草局部和系統(tǒng)葉位SA含量的影響
        3.2.3 蚜蟲為害對煙草局部和系統(tǒng)葉位SA含量的影響
        3.2.4 B型煙粉虱若蟲為害對煙草SA含量影響的時空效應(yīng)
    3.3 B型煙粉虱若蟲為害煙草特異性誘導(dǎo)的防御酶的篩選及其與防御煙蚜的關(guān)系
        3.3.1 B型煙粉虱若蟲為害煙草特異性誘導(dǎo)的防御酶的篩選
            3.3.1.1 兩種粉虱若蟲和煙蚜為害對煙草多酚氧化酶PPO活性影響的比較
            3.3.1.2 兩種粉虱若蟲和煙蚜為害對煙草過氧化物酶POD活性影響的比較
            3.3.1.3 兩種粉虱若蟲和煙蚜為害對煙草β-1,3 葡聚糖酶活性影響的比較
            3.3.1.4 兩種粉虱若蟲和煙蚜為害對煙草過氧化氫酶CAT活性影響的比較
            3.3.1.5 兩種粉虱若蟲和煙蚜為害對煙草抗壞血酸過氧化物酶APX活性影響的比較
            3.3.1.6 兩種粉虱若蟲和煙蚜為害對煙草幾丁質(zhì)酶活性影響的比較
        3.3.2 B型煙粉虱若蟲為害煙草特異性誘導(dǎo)的防御酶與防御煙蚜的關(guān)系
            3.3.2.1 B型煙粉虱若蟲為害野生型和Nah G煙草對防御酶活性影響的比較
            3.3.2.2 B型煙粉虱若蟲為害野生型煙草對防御酶活性影響的時空效應(yīng)
    3.4 B型煙粉虱若蟲為害煙草特異性誘導(dǎo)的次生物質(zhì)的篩選及其與防御煙蚜的關(guān)系
        3.4.1 B型煙粉虱誘導(dǎo)的煙草特異性次生物質(zhì)的普篩
        3.4.2 B型煙粉虱若蟲為害煙草特異性誘導(dǎo)的次生物質(zhì)的篩選
            3.4.2.1 兩種粉虱若蟲和煙蚜為害對煙草沒食子酸含量的影響
            3.4.2.2 兩種粉虱若蟲和煙蚜為害對煙草綠原酸含量的影響
            3.4.2.3 兩種粉虱若蟲和煙蚜為害對煙草兒茶酸含量的影響
            3.4.2.4 兩種粉虱若蟲和煙蚜為害對煙草咖啡酸含量的影響
            3.4.2.5 兩種粉虱若蟲和煙蚜為害對煙草對香豆酸含量的影響
            3.4.2.6 兩種粉虱若蟲和煙蚜為害對煙草蕓香苷含量的影響
            3.4.2.7 兩種粉虱若蟲和煙蚜為害對煙草莨菪亭含量的影響
            3.4.2.8 兩種粉虱若蟲和煙蚜為害對煙草阿魏酸含量的影響
            3.4.2.9 兩種粉虱若蟲和煙蚜為害對煙草槲皮素含量的影響
            3.4.2.10兩種粉虱若蟲和煙蚜為害對煙草肉桂酸含量的影響
            3.4.2.11兩種粉虱若蟲和煙蚜為害對煙草山萘酚含量的影響
        3.4.3 B型煙粉虱若蟲為害煙草特異性誘導(dǎo)的次生物質(zhì)與防御煙蚜的關(guān)系
            3.4.3.1 B型煙粉虱若蟲為害對野生型和Nah G煙草主要次生物質(zhì)含量影響的比較
            3.4.3.2 B型煙粉虱若蟲為害對野生型煙草主要次生物質(zhì)含量影響的時空效應(yīng)
4.討論
    4.1 三種刺吸式口器昆蟲及不同蟲態(tài)誘導(dǎo)煙草防御反應(yīng)的差異
        4.1.1 B型煙粉虱為害誘導(dǎo)寄主響應(yīng)的特異性
        4.1.2 B型煙粉虱為害誘導(dǎo)寄主特異性的防御反應(yīng)在其與其它昆蟲種間競爭中的作用
    4.2 B型煙粉虱若蟲為害煙草特異性誘導(dǎo)的防御物質(zhì)在對煙蚜防御中的作用
        4.2.1 B型煙粉虱為害煙草誘導(dǎo)SA含量特異性的升高在對煙蚜防御中的作用
        4.2.2 B型煙粉虱為害煙草誘導(dǎo)的防御酶在對煙蚜防御中的作用
        4.2.3 B型煙粉虱為害煙草誘導(dǎo)的次生物質(zhì)在對煙蚜防御中的作用
5.結(jié)論
創(chuàng)新點
參考文獻
附錄
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文情況

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 陳建明,俞曉平,呂仲賢,鄭許松,徐紅星,程家安,劉光杰;水稻品種對白背飛虱的耐蟲性反應(yīng)及稻株營養(yǎng)成分的變化[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報;2003年12期

本文編號：2864549