棉铃虫和烟夜蛾在4个辣椒品种上的寄主适合度差异研究

论文摘要

棉铃虫Helicoverpa armigera （Hübner）和烟夜蛾Helicoverpa assulta （Guenée）均为重要的农业害虫,同属于鳞翅目铃夜蛾属,二者具有相似的生物学和生态学习性.甚至杂交可育,但寄主范围却截然不同。棉铃虫是典型的多食性昆虫,而烟夜蛾寄主范围较窄,为寡食性昆虫。辣椒Capsicum annuum L.是重要的经济作物,在中国栽培历史悠久,品种资源丰富,种植面积较大,是河南省重要的经济作物。棉铃虫和烟夜蛾均为害辣椒,田间调查发现烟夜蛾比棉铃虫更嗜好取食辣椒,但也有文献报道辣椒不是棉铃虫的寄主植物。为了探明辣椒是否为两种夜蛾的寄主或适宜寄主,明确不同辣椒品种上棉铃虫和烟夜蛾寄主适合度的差异,为筛选抗棉铃虫和烟夜蛾的辣椒品种提供理论依据,本文选取4个辣味程度不同的辣椒品种进行研究。主要研究结果如下:1.不同辣椒品种中辣味物质组分和含量分析:通过GC-MS分析发现,辣椒中的辣味物质主要有5种,分别为去甲二氢辣椒碱、辣椒碱、二氢辣椒碱、高辣椒碱和高二氢辣椒碱。4个辣椒品种中,豫优鲜辣2号中的5种辣味物质含量均最高,豫艺绿冠、豫艺墨秀大椒和豫甜椒12号次之。辣椒碱是辣椒中辣味物质的主要成分,其在豫优鲜辣2号中的含量最高,豫艺绿冠和豫艺墨秀大椒次之,豫甜椒12号中最低。2.棉铃虫和烟夜蛾在4个辣椒品种上的取食行为:在室内条件下,采用果碟法比较了棉铃虫和烟夜蛾幼虫对辣椒碱含量依次下降的豫优鲜辣2号、豫艺绿冠、豫艺墨秀大椒和豫甜椒12号4个辣椒品种果实的嗜食性。结果表明:（1）随着4个辣椒品种中辣椒碱含量的降低,两种夜蛾初孵、3龄和5龄幼虫对其的选择性均依次增强,取食量比率依次增加,且烟夜蛾对辣椒的选择性高于棉铃虫。（2）随着辣椒碱含量的降低,两种夜蛾的取食时间和休息时间增长,取食量增加,活动时间减短。烟夜蛾在4个辣椒品种上的取食时间和休息时间均长于棉铃虫,活动时间则短于棉铃虫。其中,两种夜蛾的取食时间在极辣的豫优鲜辣2号和微辣的豫艺墨秀大椒上差异显著,休息时间在微辣的豫艺墨秀大椒上差异显著,活动时间在辣的豫艺绿冠上差异显著,在微辣的豫艺墨秀大椒上差异极显著。烟夜蛾对4个辣椒品种的取食量均高于棉铃虫,其中两者对豫甜椒12号的取食量之间存在显著差异。3.棉铃虫和烟夜蛾6龄幼虫对4个辣椒品种的代谢能力:（1）棉铃虫对食物的近似消化率和利用率在4个辣椒品种之间存在明显差异,其中在豫甜椒12号与豫优鲜辣2号和豫艺绿冠之间差异达显著水平。（2）烟夜蛾对豫甜椒12号品种的食物利用率和转化率均显著高于其他3个品种,但取食量却显著低于豫艺绿冠和豫优鲜辣2号,与豫艺墨秀大椒之间差异不显著。（3）烟夜蛾对豫甜椒12号的食物转化率显著高于棉铃虫,但其它4项指标二者之间差异均不显著。4.棉铃虫和烟夜蛾在4个辣椒品种上的生长发育和生命表参数:用不同辣椒品种果实饲喂棉铃虫和烟夜蛾,构建相应品种上的实验种群生命表,比较了不同品种对棉铃虫和烟夜蛾生长发育和繁殖的影响。结果表明:（1）棉铃虫在4个辣椒品种上均能完成其世代周期,但随着辣椒碱含量的增加,其发育历期延长,幼虫的存活率降低,从而导致其在豫优鲜辣2号上的种群净增殖率和内禀增长率最低。（2）烟夜蛾在4个辣椒品种上的发育历期、存活和繁殖情况与棉铃虫基本一致。（3）烟夜蛾生长发育和存活情况较棉铃虫差,且产卵量低,致使其种群增长速率低于棉铃虫。5.棉铃虫和烟夜蛾在4个辣椒品种上的落卵量和为害程度:采用田间笼罩试验,比较了棉铃虫和烟夜蛾在4个辣味程度不同的辣椒品种上的落卵量和为害程度。结果表明:（1）棉铃虫的平均百株落卵量在4个辣椒品种之间无显著差异,但其在豫甜椒12号上的平均单株累计落卵量却显著高于豫优鲜辣2号和豫艺绿冠;烟夜蛾在豫甜椒12号上的平均百株落卵量和平均单株累计落卵量均显著高于豫优鲜辣2号;烟夜蛾在4个辣椒品种上的平均百株落卵量和平均单株累计落卵量均多于棉铃虫。（2）豫甜椒12号的虫果率和其上的幼虫成活率最高,豫艺墨秀大椒、豫艺绿冠和豫优鲜辣2号则依次降低;取食豫艺墨秀大椒的幼虫化蛹率最高、羽化的成虫数量也最多,豫甜椒12号次之,其它两个品种相对较低。随着4个辣椒品种中辣椒碱含量的增加,两种夜蛾在其上的落卵量和为害程度有降低的趋势。6.棉铃虫唾液腺内消化酶含量:用含有4个辣椒品种果实成分的人工饲料饲喂棉铃虫,利用2-DE技术对其下唇腺中的蛋白质进行分析。结果表明:取食含有不同辣椒品种果实成分的人工饲料后,棉铃虫下唇腺中蛋白质的表达差异明显。从中鉴定出了20种表达量不同的蛋白点,通过MS-MS分析,其中明确了15个蛋白点的蛋白名称。

论文目录

• 摘要
• 1 文献综述
• 1.1 昆虫对植物的行为反应
• 1.1.1 植物挥发物
• 1.1.2 植物挥发物在昆虫寄主识别和寄主定向中的作用
• 1.1.3 植物挥发物对昆虫产卵的影响
• 1.1.4 植物挥发物对昆虫取食行为的影响
• 1.2 昆虫对植物的生理适应
• 1.2.1 昆虫的取食行为
• 1.2.2 寄主植物对昆虫的营养效应
• 1.2.2.1 昆虫中肠对寄主植物的消化利用能力
• 1.2.2.2 昆虫消化酶含量的变化
• 1.2.2.3 昆虫中肠解毒酶含量的变化
• 1.3 昆虫与植物的协同进化
• 1.3.1 昆虫与植物的协同进化方式
• 1.3.1.1 对抗性协同进化
• 1.3.1.2 互惠性协同进化
• 1.3.2 协同进化的研究方法
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 供试材料
• 3.1.1 供试辣椒品种及种植
• 3.1.2 供试昆虫
• 3.1.3 仪器设备
• 3.1.4 等电聚焦（ IEF）试剂
• 3.1.5 SDS-PAGE 电泳试剂
• 3.1.6 其他溶液
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 4 个辣椒品种中辣味物质含量的分析
• 3.2.2 初孵、3 龄和5 龄幼虫对4 个辣椒品种的选择性取食试验
• 3.2.3 幼虫在4 个辣椒品种上的非选择性取食试验
• 3.2.4 6 龄幼虫对4 个辣椒品种的利用与转化
• 3.2.5 实验种群生命表的组建
• 3.2.5.1 幼虫的发育历期与存活率
• 3.2.5.2 蛹的发育历期、重量与存活率
• 3.2.5.3 成虫的寿命和产卵量
• 3.2.5.4 4 个辣椒品种上棉铃虫的种群增长情况
• 3.2.6 不同辣椒品种对棉铃虫和烟夜蛾产卵和为害的影响
• 3.2.7 棉铃虫下唇腺内蛋白质的电泳分析
• 3.2.7.1 蛋白质的双向电泳（2-DE）
• 3.2.7.2 2-DE 图像分析
• 4 结果与分析
• 4.1 4 个辣椒品种中辣味物质的成分及含量
• 4.2 棉铃虫和烟夜蛾幼虫对4 个辣椒品种的选择性取食比较
• 4.3 棉铃虫和烟夜蛾在4 个辣椒品种上的非选择性取食行为
• 4.4 棉铃虫和烟夜蛾对4 个辣椒品种的利用和转化
• 4.5 4 个辣椒品种对两种夜蛾实验种群的影响
• 4.5.1 对棉铃虫实验种群的影响
• 4.5.1.1 对棉铃虫发育历期和蛹重的影响
• 4.5.1.2 对棉铃虫存活率的影响
• 4.5.1.3 对棉铃虫实验种群增长参数的影响
• 4.5.2 对烟夜蛾实验种群的影响
• 4.5.2.1 对烟夜蛾生长发育和蛹重的影响
• 4.5.2.2 对烟夜蛾存活率的影响
• 4.5.2.3 对烟夜蛾实验种群增长参数的影响
• 4.6 4 个辣椒品种对两种夜蛾产卵的影响
• 4.7 两种夜蛾对4 个辣椒品种的为害程度
• 4.8 4 个辣椒品种果实成分对棉铃虫下唇腺中消化酶的影响
• 4.8.1 棉铃虫下唇腺中差异蛋白的分析
• 4.8.2 差异蛋白的质谱分析
• 5 结论与讨论
• 5.1 辣椒中辣味物质的差异分析
• 5.2 4 个辣椒品种对两种夜蛾取食行为和代谢能力的影响
• 5.3 4 个辣椒品种对两种夜蛾实验种群的影响
• 5.4 4 个辣椒品种对两种夜蛾产卵和为害程度的影响
• 5.5 4 个辣椒品种对棉铃虫下唇腺内消化酶的影响
• 参考文献
• ABSTRACT