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麦长管蚜取食诱导山羊草的几种保护性酶及虫体解毒酶活性变化

2020-12-02阅读(83)

麦长管蚜取食诱导山羊草的几种保护性酶及虫体解毒酶活性变化

论文摘要

麦长管蚜（Sitobion avenae Fabricius）,属同翅目Homoptera蚜科Aphidiae,是小麦的主要害虫之一。本文通过5种山羊草对麦长管蚜取食产生的抗性研究,测定山羊草保护性酶及虫体解毒酶活性变化,探索诱导抗性机制及规律及时间阈值和虫口阈值,为害虫防治打下基础。同时分子育种中可以进行该几种酶的基因钓取。为抗蚜育种及转基因抗虫育种提供理论依据。以下为本研究所取得的结果:1、以多年选定的抗感差异的Aegilops biuncialis（保存号为AS48）、A.crassa（保存号为AS97）、A.vavilovii（保存号为AS104）、Aegilops ovata（保存号为AS5）、A.juvenalis（保存号为AS123）5种山羊草为试材,用蚜量比值法进行了抗性鉴定比较。得出Aegilops biuncialis高抗（HR）、A.juvenalis中抗（MR）、A.ovata低感（LS）、A.crassa高感（HS）、A.vavilovii高感（HS）。2、在成株期和苗期分别分析了麦长管蚜取食诱导5种山羊草的诱导抗性:在成株期在感蚜后,其体内的过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）等酶活性比感蚜前均具有不同程度的提高,其超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）等酶活性提高率随物种抗性水平的提高而提高,且与蚜量比值的简单相关系数R2分别为0.9993、0.8692;三种酶活提高率的提高可能与蚜虫的取食诱导有关,且诱导性大小随物种抗性水平提高而提高。蚜虫酶羧酸酯酶（CarE）、谷胱甘肽-S-转移酶（GST）、蛋白酶等酶活性比感蚜前均具有不同程度的降低,其酶活降低率随物种抗性水平的提高而降低,且与蚜量比值的简单相关系数R2分别为0.7858、0.9102、0.8017;三种酶活降低率的提高可能与蚜虫的取食诱导有关,且诱导性大小随物种抗性水平提高而降低。3、在苗期在感蚜后,其体内的过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）等酶活性比感蚜前均具有不同程度的提高,其超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）等酶活提高率随物种抗性水平的提高而提高,且与蚜量比值的简单相关系数R2分别为0.8633、0.777;三种酶活提高率的提高可能与蚜虫的取食诱导有关,且诱导性大小随物种抗性水平提高而提高。蚜虫酶羧酸酯酶（CarE）、谷胱甘肽-S-转移酶（GST）、蛋白酶等酶活性比感蚜前均具有不同程度的降低,其酶活降低率随物种抗性水平的提高而降低,且与蚜量比值的简单相关系数R2分别为0.9255、0.7435、0.9435;三种酶活降低率的提高可能与蚜虫的取食诱导有关,且诱导性大小随物种抗性水平提高而降低。4、分析了取食诱导山羊草产生诱导抗性的虫口数阈值:高抗材料A.juvenalis（保存号为AS123）对麦长管蚜的取食比较敏感,诱导植株产生抗性强烈,CAT提高倍数为2.81,SOD为提高倍数2.83。高感材料A.vavilovii（保存号为AS104）对蚜虫的取食比较不敏感,CAT提高倍数为1.38,SOD为提高倍数1.42。最佳诱导虫口为30头/株。5、分析了蚜虫取食诱导山羊草产生抗性的时间阈值:高抗材料A.biuncialis（AS48）对麦长管蚜的取食比较敏感,诱导植株产生抗性强烈,CAT最高提高倍数为3.93,SOD最高提高倍数3.15。高感材料A.vavilovii（保存号为AS104）对蚜虫的取食刺探反应不明显CAT最高提高倍数为1.32,SOD最高提高倍数1.22。最佳诱导时间为24小时。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 前言
  • 1 文献综述
  • 1.1 小麦抗蚜机制研究
  • 1.1.1 组成性抗性
  • 1.1.2 非酶诱导性抗性
  • 1.1.3 植物体代谢酶与抗虫的关系
  • 1.2 昆虫解毒酶CARE、GST、蛋白酶与植物抗虫性的关系
  • 2 材料与方法
  • 2.1 麦长管蚜取食成株山羊草保护性酶及虫体解毒酶变化试验设计
  • 2.1.1 试验材料
  • 2.1.2 试验方法
  • 2.2 麦长管蚜取食苗期山羊草保护性酶及虫体解毒酶变化试验设计
  • 2.2.1 试验材料
  • 2.2.2 试验方法
  • 2.3 酶活性测定
  • 2.3.1 山羊草保护性酶
  • 2.3.2 麦长管蚜酶活性测定
  • 2.4 试验化学试剂的配制
  • 2.5 吸光度的测定和数据处理
  • 3 结果与分析
  • 3.1 麦长管蚜取食成株山羊草的保护性酶活性变化
  • 3.1.1 CAT活性变化及与山羊草抗麦长管蚜之间关系
  • 3.1.2 SOD活性变化及与山羊草抗麦长管蚜之间的关系
  • 3.1.3 抗坏血酸过氧化物酶活性变化
  • 3.2 不同抗性水平山羊草对麦长管蚜解毒酶系活性影响
  • 3.2.1 山羊草对麦长管蚜CarE活性影响
  • 3.2.2 山羊草对麦长管蚜GST活性变化影响
  • 3.2.3 山羊草对麦长管蚜蛋白酶活性变化的影响
  • 3.3 山羊草抗性水平、保护性酶活性和麦长管蚜解毒酶之间关系
  • 3.4 时间域值和虫口域值的研究
  • 3.4.1 时间域值的生化标记
  • 3.4.2 虫口域值的生化标记
  • 3.5 麦长管蚜与山羊草的对应拮抗关系
  • 3.5.1 山羊草保护性酶的时间段对应拮抗和多虫口对应拮抗
  • 3.6 不同虫口和时间情况下蚜虫和植物酶活的对比分析
  • 3.6.1 瓦维洛夫山羊草（A.vavilovii）在不同时间情况下蚜虫和植物酶活的对比分析
  • 3.6.2 欧山羊草（Aegilops biuncialis）在不同时间情况下蚜虫和山羊草酶活的对比分析
  • 3.6.3 瓦维洛夫山羊草（A.vavilovii）在不同蚜虫虫口密度下及山羊草酶活的对比分析
  • 3.6.4 株凡那里山羊草（A.juvenalis）在不同蚜虫虫口密度下山羊草酶活性
  • 3.7 苗期麦长管蚜的取食诱导与山羊草保护性酶活性关系
  • 3.7.1 CAT活性变化及与山羊草抗禾谷缢管蚜之间关系的分析
  • 3.7.2 SOD活性变化及与山羊草抗麦长管蚜之间的关系
  • 3.7.3 抗坏血酸过氧化物酶活性变化
  • 3.8 苗期不同山羊草对麦长管蚜几种解毒酶活性变化的影响
  • 3.8.1 对麦长管蚜CarE活性变化影响
  • 3.8.2 对麦长管蚜GST活性影响
  • 3.8.3 对麦长管蚜蛋白酶活性影响
  • 3.9 山羊草成株期与苗期的对比研究
  • 4 结论与讨论
  • 4.1 CAT、SOD、APX、GST、CARE及蛋白酶的抗蚜机制
  • 4.2 在苗期与成株期昆虫酶活性的降低倍数植物酶升高倍数与抗性正相关
  • 4.3 苗期与成株期的最佳诱导组合为诱导时间12h和30头/株蚜虫)
  • 4.4 苗期的抗性及诱导抗性与成株期关系
  • 4.5 昆虫解毒酶系和植物抗氧酶系的诱导酶活关系
  • 5 展望
  • 6 参考文献
  • 7 致谢
  • 8 论文发表情况

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