论文摘要
随着大气CO2浓度升高及随之而来的全球气候变暖,其对不同作物抗性的影响已经受到国内外的极大关注。CO2浓度升高不但影响抗性品种植物的生长发育,而且还改变其体内的化学成分的组成与含量,从而间接地影响到植食性昆虫,进而通过食物链影响到以之为食的天敌。目前,国内外对这种“联级效应”研究较少。本论文以自行设计、组装的开顶式气室（Open-top chamber,OTC）为基础,以“棉花品种-棉蚜-棉蚜茧蜂”系统为主线,系统而深入地研究了抗性棉花、棉蚜及其寄生性天敌三级营养关系对大气CO2浓度升高的响应,并取得了如下成果:1、大气CO2浓度升高对不同棉花品种棉叶化学成分的影响CO2浓度、棉花品种（高棉酚:美9101:中棉酚:华中401;低棉酚:中棉所13号）以及二者的交互作用均显著影响了各品种棉花棉叶化学成分的含量。大气CO2浓度升高环境下,高酚棉叶的碳氮比显著增加,含水量和游离氨基酸含量显著降低;中酚棉叶的非结构性糖含量、碳氮比显著增加,含氮量和可溶性蛋白含量显著降低;而低酚棉叶的各营养物质含量变化没有显著差异。同时,各品种棉花的棉酚和单宁含量均增加。此外,高CO2浓度下,低酚棉叶中可溶性蛋白含量显著高于高酚棉和中酚棉,而游离氨基酸含量显著降低。显示,CO2浓度升高环境下,高酚棉的抗性及其控害作用将增强。2、大气CO2浓度升高对取食不同棉花品种的棉蚜体内解毒酶活性的影响大气CO2浓度升高对取食不同含酚棉花的棉蚜（Aphis gossypii Glover）体内的过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）和乙酰胆碱酯酶（AChE）活性的影响不同。棉蚜取食高酚棉后,其体内的过氧化氢酶和乙酰胆碱酯酶活性显著提高,而超氧化物歧化酶活性显著降低;取食中酚棉后,棉蚜体内三种酶的活性均显著提高,而取食低酚棉其体内三种酶的活性显著降低。此外,高CO2浓度下,取食中酚棉的棉蚜体内三种酶的活性较取食高酚棉和低酚棉显著提高,且对于过氧化氢酶活性,取食高酚棉显著高于取食低酚棉。3、大气CO2浓度升高对连续多代取食不同棉花品种的棉蚜生长发育、繁殖及其种群生命表参数的影响大气CO2浓度升高显著缩短了取食不同含酚棉花的第一代棉蚜的发育历期,但随着处理世代的增加,棉蚜响应不同。高CO2浓度下,取食高酚棉的第二代棉蚜较第一代发育历期延长,成蚜寿命缩短,繁殖力降低。CO2浓度升高并未随着处理世代的增加对棉蚜的发育和繁殖起到积极的作用。然而,取食低酚棉的棉蚜随着处理世代的增加发育明显加快。此外,通过对棉蚜种群生命表参数的分析表明,取食高酚棉的第二代棉蚜的内禀增长率rm较第一代显著降低,即说明第二代棉蚜的适合度降低。棉花品种间,取食高酚棉的第二代棉蚜的发育历期较取食低酚棉显著延长,棉蚜种群的世代周期T亦显著延长,但内禀增长率rm显著降低。本试验结果表明,CO2浓度升高使得棉蚜的发育历期显著缩短。同时,随着处理世代的增加,高棉酚棉花对棉蚜表现出了较强的抗性,使得棉蚜的发育历期延长、繁殖力降低,适合度降低,不利于其种群的发生。4、大气CO2浓度升高条件下,不同棉花品种通过食物链对棉蚜茧蜂发育历期和寄生力的影响随着大气CO2浓度的增加,寄生危害不同含酚棉花的棉蚜的棉蚜茧蜂（Lysiphlebiajaponica Ashmead）的发育历期显著缩短。同时,寄生危害高酚棉的棉蚜的棉蚜茧蜂的寄生率、雌蜂比以及每百蚜出蜂数和雌蜂数均提高,羽化率降低;寄生危害中酚棉的棉蚜的棉蚜茧蜂的寄生率亦提高,其他寄生力指标均降低,而寄生危害低酚棉的棉蚜的棉蚜茧蜂的寄生力指标均降低,且种群出蜂后的雌蜂比和每百蚜出蜂后的雌蜂数差异显著。此外,寄生危害高酚棉的棉蚜的棉蚜茧蜂的每百蚜出蜂后的雌蜂数较寄生危害低酚棉的棉蚜显著提高。显示,未来CO2浓度增加有利于寄生性天敌棉蚜茧蜂的生长发育,同时,高棉酚品种将提高其控害作用。我们的结果表明,未来大气CO2浓度升高环境下,高棉酚品种（美9101）的抗性加强,危害它的棉蚜种群下降,有利于寄生性天敌的生长发育,使其寄生能力提高,即大气CO2浓度升高有利于增强高棉酚品种的控害作用。