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玉米诱导抗虫性对甜菜夜蛾和淡足侧沟茧蜂相关生理行为的影响

2020-11-23阅读(205)

玉米诱导抗虫性对甜菜夜蛾和淡足侧沟茧蜂相关生理行为的影响

论文摘要

诱导抗虫性是植物应对植食性昆虫为害的一种重要防卫反应,它不仅能影响植食昆虫的寄主选择性、生长发育、繁殖,而且还能影响寄生天敌的寄主搜索、寄主选择和生长发育。因此,揭示植物诱导抗虫性形成的机理,明确诱导抗虫性对植食和天敌昆虫的影响作用,对于阐明植物—害虫—天敌之间的相互关系和害虫大发生机理以及开辟新的防治途径都具有十分重要的意义。甜菜夜蛾Spodoptera exigua(Hubner)(Beet armyworm,BAW)是我国农牧业生产的一种重要害虫,在20世纪末曾多次严重成灾。为更好地阐明BAW发生为害规律,改善和提高BAW的防治技术,本文在认真分析和总结了前人已有工作的基础上,从生态学、生理学和分子生物学层面开展了以下几方面的系统研究:BAW重要寄主植物玉米Zea maizes诱导抗虫性形成的机理,诱导抗性对BAW产卵选择、幼虫生长发育与死亡、幼虫中肠蛋白酶活性的影响,玉米诱导抗性对BAW天敌淡足侧沟茧蜂Microplitis pallidipes Szepligeti的寄主选择、生长发育、蛹重和存活的影响。主要研究结果总结如下: 研究明确了玉米诱导抗性的主要诱导因子包含BAW幼虫直接取食为害(虫害)、口腔分泌物(BAWOS)和不同浓度的茉莉酸(JA)诱导的玉米苗对BAW成虫产卵、幼虫取食选择性以及幼虫生长发育均有显著的影响:BAWOS诱导的幼苗与虫害植株都可以排斥成虫产卵,即对成虫产卵有明显的驱避作用,机械损伤则没有这种作用,说明BAW幼虫的口腔分泌物中含有诱导植物产生抗虫性的诱导因子。JA诱导的玉米苗对成虫产卵的影响作用因JA诱导浓度的不同而异:0.01μM/株JA诱导的玉米幼苗对成虫产卵有明显的驱避作用,而5μM,株的JA诱导的对成虫产卵有明显的引诱作用,表明JA浓度的不同,诱导植株的生理特征或挥发性化合物的成分发生不同的变化。虫害植株、BAWOS植株、0.01μM/株的JA诱导植株有排斥幼虫取食的作用,而5μM,株和10μM/株的JA诱导幼苗对幼虫的取食没有影响。2日龄开始取食0.01μM/株JA诱导玉米幼苗的BAW幼虫的生长量受到明显的抑制,而5日龄开始取食JA诱导植株的BAW幼虫的生长量不受影响:取食JA诱导植株幼虫的死亡率比对照高74.36%。这些结果表明,BAW幼虫为害、口腔分泌物及一定浓度的JA均可以诱导玉米形成对BAW成虫产卵和幼虫取食为害的抗性,并对BAW幼虫的为害产生抵抗作用。 系统的研究发现:诱导玉米叶片中蛋白酶抑制剂(PIs)含量的差异是导致BAW幼虫取食选择性和生长量产生差异的主要原因之一,明确了诱导抗性植株对BAW幼虫中肠蛋白酶活性的影响作用。BAWOS和BAW直接取食为害后,玉米叶片中的PIs含量分别是对照的1.62和1.54倍;0.01μM/株JA诱导的玉米叶片中PIs的含量是对照的1.22倍;0.1、0.5、1、5、10μM/株JA诱导的玉米叶片中PIs的含量与对照相比变化较小。BAWOS、虫害以及0.01μM/株JA诱导的玉米叶片PIs提取液对幼虫中肠蛋白酶活性都有显著的抑制作用,并与诱导植株PIs的含量相对应。取食0.01μM/株JA诱导植株的BAW幼虫不同龄期中肠蛋白酶活性的最适PH值没有明显的变化,但是中肠蛋白酶活性与对照有显著差异:取食诱导植株的3龄幼虫中肠蛋白酶活性显著低于对照幼虫的,幼虫中肠强碱性类胰蛋白酶活性、类胰凝乳蛋白酶活性和弱碱性类胰蛋白酶的活性都显著降低。表明这些蛋白酶活性都受到了显著抑制:而取食0.01μM/株JA诱导植株的5龄幼虫中肠蛋白酶活性则显著高于对照或者是没有显著差异。这些结果与诱导植株对BAW不同龄期幼虫生长发育的影响相

论文目录

  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 甜菜夜蛾诱导的植物挥发物
  • 1.2.1 诱导植物挥发物的volicitin
  • 1.2.2 虫害诱导的植物挥发物的主要成分
  • 1.2.3 虫害诱导的植物挥发物的释放节律
  • 1.2.4 与虫害诱导的植物挥发物相关的信号传导途径
  • 1.3 虫害诱导的植物次生物质对甜菜夜蛾的作用
  • 1.3.1 植物挥发性化合物对甜菜夜蛾的影响
  • 1.3.2 诱导的植物蛋白酶抑制剂对甜菜夜蛾的影响
  • 1.4 茉莉酸对植株的诱导作用
  • 1.4.1 植物体内茉莉酸类化合物的合成途径
  • 1.4.2 茉莉酸类化合物的功能
  • 1.5 甜菜夜蛾的天敌及植物诱导抗性对寄生蜂的影响
  • 1.5.1 甜菜夜蛾的天敌及其控制作用
  • 1.5.2 淡足侧沟茧蜂研究概况
  • 1.5.3 植物诱导抗性对寄生蜂的影响
  • 1.6 昆虫的化学感受器研究
  • 1.6.1 寄生蜂化学感受器的种类及特性
  • 1.6.2 寄生蜂触角感受器的分布及功能
  • 1.7 研究的目的和意义
  • 1.8 研究内容和方法
  • 第二章 玉米诱导抗性对甜菜夜蛾的影响作用
  • 2.1 引言
  • 2.2 材料和方法
  • 2.2.1 供试材料
  • 2.2.2 试验方法
  • 2.2.3 数据分析
  • 2.3 结果与分析
  • 2.3.1 诱导玉米对成虫产卵选择性的影响
  • 2.3.2 诱导玉米对幼虫取食选择和体重的影响
  • 2.3.3 诱导后玉米蛋白酶抑制剂的含量和活性测定
  • 2.3.4 取食诱导玉米对幼虫蛋白酶活性的影响
  • 2.4 讨论
  • 第三章 诱导的玉米LOX、AOS和WIPI的定量分析
  • 3.1 引言
  • 3.2 材料与方法
  • 3.2.1 实验材料
  • 3.2.2 实验方法
  • 3.2.3 数据分析
  • 3.3 结果与分析
  • 3.3.1 RNA质量的评估
  • 3.3.2 目的基因的序列测定及其分析
  • 3.3.3 不同诱导方法对玉米AOS、LOX、WIPI表达的诱导作用
  • 3.3.4 WIPI的荧光定量分析
  • 3.3.5 WIPI的原核表达
  • 3.4 讨论
  • 第四章 玉米诱导抗性对淡足侧沟茧蜂的影响作用
  • 4.1 引言
  • 4.2 材料方法
  • 4.2.1 供试虫源
  • 4.2.2 实验方法
  • 4.2.3 数据分析
  • 4.3 结果与分析
  • 4.3.1 淡足侧沟茧蜂的繁殖和生物学
  • 4.3.2 寄主幼虫对淡足侧沟茧蜂生长发育的影响
  • 4.3.3 淡足侧沟茧蜂对寄主幼虫取食量的影响
  • 4.3.4 诱导玉米对淡足侧沟茧蜂寄主选择的影响
  • 4.3.5 JA和BAWOS诱导玉米对淡足侧沟茧蜂发育历期的影响
  • 4.3.6 JA和BAWOS诱导玉米对淡足侧沟茧蜂寄生率的影响
  • 4.4 讨论
  • 第五章 淡足侧沟茧蜂感受器的超微结构研究
  • 5.1 引言
  • 5.2 材料与方法
  • 5.2.1 供试虫源
  • 5.2.2 样品处理
  • 5.2.3 数据分析
  • 5.3 结果与分析
  • 5.3.1 触角的形态和结构
  • 5.3.2 触角感受器的形态和分布
  • 5.3.3 产卵器的形态
  • 5.3.4 产卵器上的感受器
  • 5.4 讨论
  • 5.4.1 触角上的感受器
  • 5.4.2 产卵器的形态和感受器
  • 第六章 结论
  • 6.1 玉米诱导抗性对甜菜夜蛾的作用
  • 6.2 玉米损伤诱导相关基因的克隆
  • 6.3 玉米损伤诱导蛋白酶抑制剂基因的定量检测和原核表达
  • 6.4 诱导植株对淡足侧沟茧蜂的影响
  • 6.5 玉米诱导抗性形成的机理
  • 6.6 淡足侧沟茧蜂感觉器的超微结构研究
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 作者简历

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