菊花和除虫菊腺体特征及与其抗蚜性关系的比较研究

论文摘要

本文通过运用多种显微技术手段对抗虫性存在显著差异的除虫菊及栽培菊花上共同存在的两种毛状体——T-型毛及盾状腺体进行了观察比较,依其形态特点对不同类型腺体和T-型毛细化分类,对其超微结构也进行了描述和讨论;同时分别研究了腺体或T-型毛在菊花或除虫菊上不同部位的分布规律及特点,并对各器官腺体分布密度进行排序比较,最后对除虫菊和菊花毛状体分布的总体情况进行了对比分析;在大田优势菊花资源的基础上,在菊花花期对其蚜虫危害情况进行了调查分析,初步制定了花期菊花蚜虫抗性评价标准,对部分菊花的蚜害程度进行了分级,并结合其花器官腺体分布信息进行了蚜抗性与腺体密度间关系的研究。本文致力于从腺体水平上分析菊花和除虫菊的蚜虫抗性差异,为以后进一步弄清腺体功用,研究菊花与除虫菊的抗虫规律和作用机制等奠定基础,主要研究结果如下:（1）关于毛状体的类型和结构:菊花和除虫菊上的毛状体主要分为两种:盾状腺体和T-型毛,依其形态,前者又可分为扇贝状、花生型等;后者有发状、纺锤状等类型;菊花和除虫菊上T-型毛类型略有差异。两者叶片上的腺体大小相近,但除虫菊花冠上的腺体较菊花稍长。成熟的盾状腺体可观察到8-10个细胞的完整结构,基细胞液泡较大,而顶端细胞胞质稠密,而T-型毛则有3-5个柄细胞连接支持头状细胞。在同一器官的成熟阶段,不同发育阶段的腺体共存。每一时期,发育成熟度不同的腺体在器官上的分布比例不同。激发光下,不同荧光颜色的腺体规律也是如此。随着器官的发育,腺体的内部也产生了化学物质的变化,经历了从原始阶段到成熟期再到衰败期的发育历程。（2）关于毛状体的分布特点:菊花和除虫菊T-型毛主要分布于茎和叶上,除虫菊上的T-型毛的密度比菊花上高,背面尤为明显。不同激发光条件下的T-型毛不因分布部位或发育阶段的不同荧光颜色有所变化,可进一步确定T-型毛为非腺毛状体,主要发挥物理抗虫作用。除虫菊T-型毛的分布特点使其在物理抗虫方面强于菊花。至于腺体的分布,除虫菊在子房、叶片两面、管花花冠、舌花花冠背面等部位的腺体数目均高于前者,尤以子房上的腺体差异最大。大部分菊花品种的子房上没有发现腺体的存在,而除虫菊子房为其腺体分布最为集中的部位。说明两者的保护后代机制及抗虫物质基础的差异性。另外,大部分菊花与除虫菊的舌状花花冠近轴面都没有发现腺体。腺体密集程度顺序从大到小为:菊花:管状花花冠＞叶背面＞叶正面＞舌状花花冠背面＞茎＞舌状花花冠正面=子房;除虫菊:子房＞管状花花冠＞叶正面,叶背面＞舌状花花冠背面＞茎＞舌状花花冠正面。腺体在紫外光激发下呈现多种颜色,据我们的观察推测,红色为幼嫩腺体,而灰白色为衰老的腺体。在花器官发育初期和末期,红色腺体偏高,而在衰老种子或花器官末期,很容易发现灰白色的腺体。（3）关于花期菊花蚜虫抗性评价标准的制定及栽培菊花抗蚜分级:我们以花序平均蚜口密度为指标,将抗蚜等级划为6个等级,分别为高感、感、中感、中抗、抗、高抗。在田间无任何处理的自然条件下,高感蚜虫的菊花品种几乎占到调查菊花品种的1/3。没有对蚜虫完全免疫的品种。‘散花献洞’为高感蚜虫的菊花品种,观赏价值严重降低,其它感蚜品种也有不同程度的危害症状。蚜抗品种为‘浣水明珠’、‘黄鹤蝶’、‘金銮宝殿’。经过分析后我们推测,各菊花的抗蚜性分布可能与其腺体内含物、密度及花色、瓣型等有一定的联系。同时,我们还对除虫菊和野生菊类进行了评价,前者为高抗蚜级,后者也都在蚜抗级,较菊花抗虫。（4）关于蚜抗性与腺体密度间关系的探索:我们将各菊属植物的花序平均蚜口密度与对应的管状花花冠及舌状花花冠离轴面腺体密度的分布趋势图进行了比较分析,发现两者没有明显的相关性。我们推测,这可能是由于植物蚜虫抗性机制的复杂性所决定,是多种因素综合作用的结果,非单一指标可以衡量,需要后人作进一步的探索和研究。（5）关于除虫菊自身杀虫物质与腺体密度间关系的探索:我们通过分别比较除虫菊叶片除虫菊素Ⅰ和除虫菊酯Ⅰ的含量分布图与对应的腺体密度的分布趋势图发现,除虫菊叶片腺体密度与对应杀虫物质含量间的分布变化趋势一致,极有可能相关。至于腺体密度与除虫菊素Ⅱ和除虫菊酯Ⅱ的联系比较还有待进一步的研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩写词表
• 1 前言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究进展
• 1.2.1 毛状体结构与功能的研究状况
• 1.2.1.1 毛状体结构分类及分布
• 1.2.1.2 菊花腺体结构及发育进展
• 1.2.1.3 毛状体功能研究进展
• 1.2.1.4 毛状体研究中所应用的显微技术和研究方法
• 1.2.2 植物抗虫性的研究状况
• 1.2.2.1 植物抗虫性研究的重要性
• 1.2.2.2 植物抗虫性物质基础及抗性分类
• 1.2.2.3 抗虫性鉴定及研究方法
• 1.2.2.4 菊花蚜害研究国内进展
• 1.2.3 毛状体与植物抗虫性关系的研究状况
• 1.2.4 腺体辐射诱变的研究状况
• 1.3 研究目的与意义
• 2 菊花、除虫菊毛状体的类型和结构
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 显微设备及观察条件
• 2.1.2.1 自然光观察
• 2.1.2.2 荧光观察
• 2.1.2.3 扫描电镜处理
• 2.1.2.4 激光扫描共聚焦显微镜处理
• 2.2 观察结果与分析
• 2.2.1 毛状体类型
• 2.2.1.1 毛状体类型
• 2.2.2 毛状体结构
• 3 腺体分布比较研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 叶片腺体分布情况观察及密度测算
• 3.1.1.1 试材及观察方法
• 3.1.1.2 密度统计
• 3.1.2 花器官腺体分布情况观察及密度测算
• 3.1.2.1 试材及观察方法
• 3.1.2.2 密度统计
• 3.1.3 其他组织器官腺体分布情况观察及密度测算
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 不同类型毛状体分布特点
• 3.2.2 不同荧光颜色腺体分布特点及分布规律
• 3.2.3 菊花各器官的腺体分布
• 3.2.3.1 叶片和茎上腺体分布
• 3.2.3.2 花器官腺体分布
• 3.2.3.3 菊花各部位腺体分布比较
• 3.2.4 除虫菊各器官的腺体分布
• 3.2.4.1 叶片和茎上腺体分布
• 3.2.4.2 花器官腺体分布
• 3.2.5 野菊、毛华菊及栽培菊花的叶片腺体分布比较
• 3.2.5.1 叶片腺体分布
• 3.2.5.2 花器官腺体分布
• 3.2.6 菊花、除虫菊腺体分布比较
• 4 腺体密度与菊花抗蚜性关系的初步研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 材料
• 4.1.2 大田栽培菊花及野生菊类的抗蚜性调查
• 4.1.2.1 数据获取与统计方法
• 4.1.3 腺体观察及其密度的统计方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 大田栽培菊花及野生菊类的蚜虫危害情况
• 4.2.1.1 大田栽培菊花菊花花期蚜虫为害症状及范围
• 4.2.1.2 自然条件下菊花花期抗蚜性评价标准的制定
• 4.2.1.3 栽培菊花的抗蚜性等级划分
• 4.2.1.4 除虫菊及野生菊类的抗蚜性等级划分
• 4.2.2 各菊科植物与其花器官腺体密度间的关系比较
• 5 除虫菊腺体密度与自身抗虫成分的关系
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 实验材料
• 5.1.2 观察统计方法
• 5.2 结果与分析
• 6 问题与讨论
• 6.1 腺体显微观察
• 6.1.1 腺体荧光碎灭现象
• 6.1.2 腺体的几种显微观察效果比较
• 6.1.3 腺体结构观察中的一些现象
• 6.2 腺体内含物研究意义及其分泌结构的观察
• 6.2.1 腺体内含物研究的意义
• 6.2.2 腺体与其他组织细胞的联系
• 6.3 栽培菊花花期蚜虫抗性评价标准的意义及局限性
• 6.4 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录