甲醇及其氧化产物对棉铃虫及寄主玉米的影响

论文摘要

在自然界中,甲醇主要由新鲜和腐烂植物释放,介导昆虫-寄主植物的相互关系。本文以棉铃虫及其寄主植物玉米为对象,研究甲醇及其氧化产物对它们的影响,以评估甲醇在棉铃虫-玉米互作系统中的作用。1.甲醇及其氧化产物对棉铃虫幼虫影响甲醇、甲醛和甲酸对棉铃虫幼虫具有明显的毒性。它们对3龄幼虫的致死中浓度分别为0.051、0.081、0.033 g/g饲料,对4龄幼虫的致死中浓度分别为0.050、0.083、0.041 g/g饲料。甲醇、甲醛和甲酸的摄入显著降低了棉铃虫的蛹重,它们在有效浓度分别为0.032、0.054、0.041 g/g饲料时喂食幼虫1天,使蛹重从正常条件时的0.35g分别下降到0.28g、0.27g、0.26g。用0.054g/g饲料的甲醛饲料一直喂食幼虫至化蛹,蛹重从正常条件时的0.35g下降到0.19g。2.棉铃虫成虫对甲醇代谢产物的感受豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸及其甲酯均能激发已交配棉铃虫雌蛾和雄蛾触角明显的EAG电位;其中棕榈酸激发的EAG值最大,硬脂酸激发的EAG值最小。已交配的棉铃虫对棕榈酸、硬脂酸、油酸、豆蔻酸甲酯和硬脂酸甲酯的EAG反应在雌蛾和雄蛾之间差异显著,而对豆蔻酸、棕榈酸甲酯和油酸甲酯EAG反应在雌蛾和雄蛾之间差异不显著。棉铃虫成虫对棕榈酸甲酯和豆蔻酸甲酯的EAG值在暗期和光期之间差异显著,而对油酸甲酯和硬脂酸甲酯的EAG值在光期和暗期之间差异不显著。以上结果说明棉铃虫成虫可以通过触角感受源于甲醇的代谢物质。3.甲醇对玉米植株及其棉铃虫幼虫取食的影响甲醇对玉米株高影响不大,采用1%、5%和10%甲醇水溶液连续15次叶面喷雾或根部浇灌处理玉米植株,略微降低了玉米的株高,但与空白玉米株高没有显著差异。叶施甲醇水溶液的玉米叶片明显刺激了棉铃虫3龄和4龄幼虫的取食,增加了棉铃虫幼虫的体重。4.甲醇及其氧化产物对玉米发芽的影响甲醇、甲醛和甲酸溶液对玉米种子发芽具有明显的影响。（1）0.005%甲醇溶液明显促进了玉米种子的发芽率和发芽指数,加快了胚根和胚芽的生长,提高了种子活力。随着甲醇溶液浓度的增加,种子发芽受到抑制。（2）甲醛和甲酸溶液的浓度在0.005%以上抑制玉米种子的发芽。5.低浓度甲醇促进玉米发芽的机制研究使用0.5%次氯酸钠溶液杀灭玉米种子表生微生物,不管是否用清水反复清洗,均明显抑制玉米种子发芽率,减弱了胚根和胚芽生长,降低了种子活力。无菌玉米种子采用0.005%的甲醇溶液处理,与对照相比,胚根、胚芽长度、发芽率、发芽指数、种子活力均无显著差异。分别用赤霉素和生长素处理玉米种子,可明显加快种子的吸水过程,提高它们的发芽率、发芽指数以及胚根和胚芽的生长,增加了种子活力。赤霉素或生长素溶液处理无菌玉米种子,胚根、胚芽长度、发芽率、发芽指数、种子活力均无显著影响。以上结果表明,低浓度甲醇溶液激发了浅粉色兼性甲基营养菌的生长和增殖,后者产生大量植物生长激素刺激玉米种子的萌发。赤霉素或生长素不能完全替代浅粉色兼性甲基营养菌对玉米种子萌发的刺激作用。6.甲醇及其氧化产物影响玉米发芽的机制单独使用甲醇、甲醛和甲酸溶液延缓了种子的吸水,而赤霉素的加入部分补偿了甲醇及其氧化代谢产物对玉米种子吸水的延缓作用,表明对玉米种子吸水速率的影响是甲醇及其氧化代谢产物抑制玉米种子萌发的机制之一。甲醇、甲醛和甲酸单独使用抑制胚根和胚芽的生长,降低种子活力,外加赤霉素可部分补偿甲醇、甲醛和甲酸对玉米种子发芽的不良影响。表明甲醇及其氧化代谢产物使赤霉素失活应该是抑制种子萌发的另一重要机制。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 甲醇的产生
• 1.1 植物产生甲醇的途径
• 1.1.1 植物叶产生甲醇的途径
• 1.1.2 植物果实产生甲醇的途径
• 1.2 微生物分解植物产生甲醇
• 1.3 人类活动产生甲醇
• 1.4 甲醇在大气中的存在
• 2 甲醇介导昆虫-植物的互作
• 2.1 昆虫取食引起寄主植物甲醇释放量的增加
• 2.2 诱导甲醇释放的激发因子
• 2.3 甲醇释放量增加对植食者的影响
• 2.4 植食性昆虫反胃液的碱性性质
• 2.5 昆虫耐受甲醇和乙醇的能力
• 3 甲醇对植物的影响
• 3.1 甲醇对藻类的影响
• 3植物的影响'>3.2 甲醇对C₃植物的影响
• 4植物的影响'>3.3 甲醇对C₄植物的影响
• 3.4 植物对甲醇的耐受能力
• 3.5 甲醇刺激植物生长的机制
• 3.5.1 碳源假说
• 3.5.2 增加光合作用和抑制光呼吸假说
• 3.5.3 细胞分裂素介导假说
• 4 甲醇的代谢途径
• 1化合物的代谢'>4.1 C₁化合物的代谢
• 4.2 甲醇的代谢途径
• 5 浅粉色兼性甲基营养菌及植物的利用
• 6 甲醇毒性
• 6.1 甲醇对植物的毒性
• 6.2 甲醇对高等动物的影响
• 7 甲醛的毒害作用
• 8 本文研究目的
• 第二章 甲醇及其氧化产物对棉铃虫幼虫的影响
• 1. 材料和方法
• 1.1 昆虫
• 1.2 试剂
• 1.3 实验方法
• 1.3.1 甲醇对棉铃虫初孵幼虫的影响
• 1.3.2 甲醇及其氧化产物对棉铃虫幼虫的影响
• 1.3.3 甲醇及其氧化产物对棉铃虫蛹重的影响
• 1.4 数据统计与处理
• 2 结果与分析
• 2.1 甲醇对棉铃虫初孵幼虫的影响
• 2.2 甲醇及其氧化产物对棉铃虫3、4龄幼虫的影响
• 2.3 甲醇及其氧化产物对棉铃虫蛹重的影响
• 3 讨论
• 第三章 棉铃虫成虫对甲醇代谢产物的感受
• 1. 材料和方法
• 1.1 昆虫
• 1.2 实验材料
• 1.3 EAG测定
• 1.4 数据分析
• 2. 结果与分析
• 2.1 棉铃虫雄蛾和雌蛾触角对8种化合物的EAG反应
• 2.2 棉铃虫雄蛾和雌蛾EAG值的差异
• 2.3 光周期对棉铃虫成虫EAG值的影响
• 3 讨论
• 第四章 甲醇对玉米植株及棉铃虫幼虫取食的影响
• 1 材料和方法
• 1.1 昆虫
• 1.2 试剂
• 1.3 实验方法
• 1.3.1 甲醇对玉米株高的影响
• 1.3.2 棉铃虫幼虫取食甲醇处理植株的影响
• 1.4 数据统计与处理
• 2 结果与分析
• 2.1 甲醇处理对玉米株高的影响
• 2.2 叶施甲醇对棉铃虫幼虫取食的影响
• 3 讨论
• 第五章 甲醇及其氧化产物对玉米发芽的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.1.1 种子
• 1.1.2 滤纸和沙子
• 1.1.3 培养皿
• 1.1.4 试剂
• 1.2 实验方法
• 1.3 测定项目和测定方法
• 1.4 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 纸床培养时甲醇溶液对玉米发芽的影响
• 2.2 纸床培养时甲醛和甲酸对玉米发芽的影响
• 2.3 沙床培养时甲醇、甲醛和甲酸溶液对玉米发芽的影响
• 3 讨论
• 第六章 低浓度甲醇促进玉米发芽的机制研究
• 1 材料与方法
• 1.1 化学试剂
• 1.2 实验方法
• 1.3 测定项目和测定方法
• 1.4 数据分析
• 2 实验结果
• 2.1 无菌玉米种子的发芽
• 2.2 甲醇对无菌玉米种子发芽的影响
• 2.3 植物激素对玉米种子的影响
• 2.4 植物激素对消毒后的玉米种子的影响
• 3 讨论
• 第七章 高浓度甲醇及其氧化产物影响玉米发芽的机制
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 实验方法
• 1.3 种子萌发期间吸胀能力
• 1.4 数据分析
• 2 实验结果与分析
• 2.1 不同处理的玉米种子含水量的变化
• 2.2 赤霉素对玉米种子发芽的影响
• 3 讨论
• 全文总结
• 参考文献
• 致谢
• 附录: 攻读硕士学位期间已发表的研究论文