钾对蚜虫取食诱导的小麦抗蚜反应的影响

论文摘要

本试验采用水培试验，其中酶活性测定试验设置K0mM、K2mM两个钾水平，六个时间节点，挥发物和信号物质含量测定试验设置K0mM、K0.01mM、K2mM三个钾水平，均进行接虫和不接虫处理，采用完全随机排列。本试验一方面探索钾对蚜虫取食后防御关键酶活性及信号物质含量的影响，另一方面探讨了钾对蚜虫取食后小麦挥发性物质的影响；旨在补充完善钾的抗蚜机理，为合理施肥措施改善植物抗虫性提供理论与实践依据。结果表明：1.测定时间段内（接虫后0h-96h），K0mM水平的过氧化物酶（POD）、脂氧合酶（LOX）活性始终极显著高于K2mM水平的POD、LOX活性。但是K0mM水平的多酚氧化酶（PPO）（12h除外）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性与K2mM水平的PPO（12h除外）、PAL活性没有显著差异。K0mM水平接种蚜虫后，POD活性短暂升高后就显著下降，LOX活性短暂升高后趋于平稳状态，而PPO与PAL活性没有显著变化。K2mM水平接种蚜虫后，POD活性均极显著高于未接虫处理，LOX活性均显著高于未接虫处理（24h除外），PPO活性在72h时显著高于未接虫处理，PAL活性在24h显著高于未接虫处理。蚜虫侵害后，K0mM水平诱导增加的POD、LOX活性很短暂，但是K2mM水平却能够诱导POD、LOX活性增加持续较长时间，PAL活性和PPO活性诱导也有短暂的显著增加，从而更有利于抵抗蚜虫的侵害。2.小麦茉莉酸含量随着施钾量的增加而显著增加。接虫后，在K0mM水平和K0.01mM水平，茉莉酸含量与不接虫处理相比均没有差异；K2mM水平茉莉酸含量较不接虫处理显著增加。这说明了适度缺钾会诱导茉莉酸含量的增加，但是过度缺钾即不施钾时，茉莉酸含量没有诱导。虫害48h后，K0mM水平和K0.01mM水平茉莉酸含量均没有明显地变化；K2mM水平茉莉酸含量显著增加，对蚜虫的侵害起到了积极的防御作用。因此，适量施钾增强了小麦的抗蚜性。小麦水扬酸含量随着施钾量的增加而增加。无论施钾还是不施钾，虫害48h后，水扬酸含量较不接虫处理均没有显著差异，这说明了蚜虫取食没有诱导水杨酸含量的增加，对小麦抗虫能力的影响不明显。3.随着施钾量的增加，小麦α-蒎烯释放速率先显著增加后极显著降低，小麦β-蒎烯、萜品油烯、柠檬烯、长叶烯、石竹烯、壬醛、癸醛释放速率均先极显著增加后极显著降低。虫害48h后，K0.01mM水平，小麦主要通过调控单萜和部分醛的释放速率的变化来改变其化学指纹图谱，通过这种间接防御机制来干扰蚜虫的选择；K2mM水平下的小麦主要通过调控倍半萜释放速率的变化来改变其化学指纹图谱，通过这种间接防御机制来影响蚜虫的选择。4. K2mM水平下，蚜虫取食后，主要是LOX诱导活性增加，茉莉酸含量也显著增加，对蚜虫的侵害起到积极的防御作用；蚜虫取食后，PAL诱导活性显著增加，但是没有诱导水杨酸含量的增加。所以，本试验一方面说明了K2mM水平有助于启动小麦诱导防御中的茉莉酸信号传导途径，通过促进茉莉酸信号传导途径中相关抗性物质的合成，以此来增强小麦的抗蚜性；另一方面说明了施钾可通过调控小麦挥发物中单萜、部分醛和倍半萜含量的变化来改变其化学指纹图谱，可能通过这种间接防御机制来干扰蚜虫的选择，对蚜虫的侵害起到积极的防御作用。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1 文献综述
• 1.1 麦蚜的种类分布与危害
• 1.2 作物对虫害的防御途径
• 1.2.1 虫害诱导的植物防御信号传导途径
• 1.2.1.1 茉莉酸（JA）信号传导途径
• 1.2.1.2 水杨酸（SA）信号传导途径
• 1.2.1.3 活性氧信号传导途径
• 1.2.1.4 不同信号传导途径的相互作用
• 1.2.2 挥发性次生物质间接防御途径
• 1.3 钾素对作物蚜虫发生的影响
• 1.4 钾的抗虫机理研究
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 研究材料
• 3.2 技术路线与试验设计
• 3.3 研究方法及技术
• 3.3.1 酶活性的测定方法
• 3.3.1.1 过氧化物酶（POD）活性测定
• 3.3.1.2 脂氧合酶（LOX）活性测定
• 3.3.1.3 多酚氧化酶（PPO）活性测定
• 3.3.1.4 苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性测定
• 3.3.2 茉莉酸的测定方法
• 3.3.2.1 茉莉酸样品的制备
• 3.3.2.2 茉莉酸提取所用试剂
• 3.3.2.3 茉莉酸的定性分析
• 3.3.2.4 茉莉酸的定量分析
• 3.3.3 水杨酸测定方法
• 3.3.3.1 水杨酸样品的制备
• 3.3.3.2 水杨酸的定量分析
• 3.3.4 挥发性物质的测定方法
• 3.3.4.1 挥发性物质的收集
• 3.3.4.2 挥发性物质的洗脱
• 3.3.4.3 挥发性物质的定性分析
• 4 结果与分析
• 4.1 钾对蚜虫取食后小麦防御关键酶活性的影响
• 4.1.1 钾对蚜虫取食后小麦叶 LOX 酶活性的影响
• 4.1.2 钾对蚜虫取食后小麦叶 PPO 酶活性的影响
• 4.1.3 钾对蚜虫取食后小麦叶 PAL 酶活性的影响
• 4.1.4 钾对蚜虫取食后小麦叶 POD 酶活性的影响
• 4.2 钾对蚜虫取食后信号物质含量的影响
• 4.2.1 钾对蚜虫取食后茉莉酸含量的影响
• 4.2.2 钾对蚜虫取食后水杨酸含量的影响
• 4.3 钾对蚜虫取食后小麦挥发性物质释放速率的影响
• 4.3.1 钾对蚜虫取食后单萜类物质释放速率的影响
• 4.3.2 钾对蚜虫取食后倍半萜类物质释放速率的影响
• 4.3.3 钾对蚜虫取食后醛类物质释放速率的影响
• 5 结论与讨论
• 5.1 钾与蚜虫取食后小麦防御酶活性的关系
• 5.2 钾与蚜虫取食后小麦信号物质含量的关系
• 5.3 钾与蚜虫取食后小麦挥发性物质释放速率的关系
• 5.4 钾与蚜虫取食后小麦防御酶活性、信号物质含量及挥发物释放速率的关系
• 参考文献
• 英文摘要