丁香害虫调查及其对柳蛎盾蚧化学抗性机理研究

论文摘要

丁香属植物（Syringa spp.）为园林绿化的优良树种,其很多种类又兼具良好的药用功能,长期以来人们一直认为其少虫害、耐瘠薄。但笔者的调查却发现,危害丁香属植物的昆虫至少有11种,且致使其树势衰弱、甚至死亡的有2-3种。研究这些害虫的危害规律,抗虫机理,是保护丁香属植物资源和进一步挖掘丁香属植物利用潜能的必要前提。为此,笔者细致调查了从丁香展叶至其落叶过程中的害虫种类,并从化学生态学的角度分析了丁香对柳蛎盾蚧的抗性机理,深入探讨了丁香单宁、酚酸以及各种防御蛋白在丁香抗柳蛎盾蚧方面的作用,为更好地保护和利用丁香资源及抗虫品种的选育提供基础资料,也为柳蛎盾蚧的防治提供理论依据。调查发现,在哈尔滨地区至少有11种昆虫危害丁香属植物,除柳蝙蛾和饰棍蓟马外,其余9种均为首次报道。其中：蛀干类昆虫柳蝙蛾（Phassus excrescens Butler）危害紫丁香（Syringa oblata Lindl.）、红丁香（Syringa villosa Vahl.）、西南丁香（Syringa emodi Wall. ex G. Don）、小叶丁香（Syringa microphylla Diels）、洋丁香（Syringa vulgaris Linn.）、关东丁香（Syringa velutina Kom.）、大花重瓣洋丁香（Syringa vulgaris ’dahua’）、暴马丁香（Syringa reticulata （Blume） Hara var. mandshurica （Maxim.） Hara.）、朝鲜丁香（Syringa dilatata Nakai）,寄主范围较广；食叶类昆虫丁香天蛾（Psilogramma increta （Walker,[1865]））为黑龙江省新纪录种,危害紫丁香、红丁香、西南丁香、小叶丁香、关东丁香、紫叶重瓣洋丁香（Syringa vulgaris’zihong’）;刺吸性昆虫黑龙江粒粉蚧（Coccurra ussuriensis （Borchs））只在暴马丁香上被发现；康氏粉蚧（Pseudococcus comstocki （Kuwana,1902））危害暴马丁香及小叶丁香；柳蛎盾蚧（Lepidosaphes salicina Borchsenius）对紫丁香、红丁香、西南丁香、白丁香（Syringa oblata var. alba Hort. ex Rehd.）、朝鲜丁香、洋丁香及其变种危害较重。此外,还有危害紫丁香叶部的饰棍蓟马（Dendrothrips ornatus （Jablonowsky,1894））、梨剑纹夜蛾（Acronicta rumicis Linnaeus）及1种毒蛾科幼虫,危害暴马丁香叶部的2种蓟马及1种蚜虫。根据柳蛎盾蚧在丁香上的虫口密度,应用聚类分析法将13种（品种）丁香分为高抗类（什锦丁香等7种）、中抗类（西南丁香等3种）、易感类（紫丁香等2种）、高感类（红丁香）。分别在柳蛎盾蚧的未危害期（5月末）、危害盛期（6月末）、危害弱期（7月术）、危害末期（8月末）采集其叶片,用香兰素盐酸法、高效液相色谱法测定其内的单宁、酚酸含量,分析了丁香叶中单宁、总酚酸含量、酚酸种类等与柳蛎盾蚧危害的关系。结果表明：高抗类中不感虫丁香叶中的酚酸种类齐全,除小叶丁香外其总酚酸含量均显著高于其余种（品种）（p<0.05）。而高抗类中的感虫丁香,未危害期,朝鲜丁香单宁含量显著高于其余感虫丁香（p<0.05）；在危害盛期,除朝鲜丁香单宁增幅不显著外,其余种单宁、总酚酸含量均显著高于中抗、易感和高感类丁香,其增幅为81.75%-888.43%。中抗类丁香,在危害盛期其总酚酸含量增幅显著高于易感和高感类丁香,其单宁含量显著高于易感类丁香。易感和高感类丁香在未危害期其单宁和总酚酸含量相对较低,危害盛期其单宁或总酚酸含量存在诱导滞后性,其酚酸种数只是高抗和中抗类丁香的1/2。此外,一些特定酚酸种类的有无及其含量的多少也与丁香的抗性相关,如：高抗类及中抗类丁香在5—8月份均检测到肉桂酸,易感和高感类丁香5—8月均未检测到肉桂酸。对不同危害期内13种丁香叶中的POD、SOD、CAT、PPO、 PAL、TI CI共7种防御蛋白活性的测定结果表明：危害时期、丁香种（品种）对丁香防御蛋白活力有极显著影响（p<0.01）。 POD活性,在危害盛期,高抗、中抗类丁香均显著升高（p<0.05）,易感、高感类应激滞后,分别在危害弱期和危害末期升高。CAT在易感类和高感类丁香防御上起主导作用,其活性在危害盛期显著升高,中抗和高抗类未见明显变化。SOD活性,高抗类丁香危害盛期无显著性变化,而其余3类则显著降低。PPO活性,未危害期的高低与抗性相关,虫害盛期诱导表达的强弱也与抗性相关；PAL活性未能反映抗性品种间的差异。TI和CI活性,在未危害期的高低与其抗虫性无明显相关性,在危害盛期的升高幅度与抗虫性成正相关。综上所述,丁香中酚酸种类多、总酚酸或单宁含量高,或者其单宁和总酚酸含量能在虫害后迅速升高、增幅大的种类,对柳蛎盾蚧的抗性就强,反之则弱。PPO未危害期活性的高低可作为筛选丁香抗虫品种的指标,危害盛期POD、PPO、TI和CI活性升高的幅度与丁香抗虫性水平呈正相关。因此,在抗性品种的选育上丁香酚酸种类数、总酚酸和单宁含量、PPO活性可作为选育指标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 丁香属植物的利用现状
• 1.2.1 园林绿化方面的应用
• 1.2.2 药用价值的开发与利用
• 1.3 危害丁香属植物的昆虫
• 1.4 次生代谢物与植物抗虫性的关系
• 1.4.1 单宁与抗虫性
• 1.4.2 酚酸与抗虫性
• 1.5 防御蛋白与植物抗虫性的关系
• 1.5.1 保护性酶（SOD、CAT、POD）与抗虫性
• 1.5.2 防御性酶（PAL、PPO）与抗虫性
• 1.5.3 蛋白酶抑制剂（Cl、Tl）与抗虫性
• 1.6 研究目的
• 1.7 研究的主要内容
• 1.8 技术路线
• 2 危害丁香属植物的昆虫种类
• 2.1 调查地点与方法
• 2.2 结果
• 2.2.1 哈尔滨市主栽丁香的生物学特性
• 2.2.2 危害丁香属植物的蛀干类昆虫
• 2.2.3 危害丁香属植物的食叶类昆虫
• 2.2.4 危害丁香属植物的刺吸类昆虫
• 2.3 讨论
• 2.4 本章小结
• 3 丁香属植物对柳蛎盾蚧抗性的差异
• 3.1 调查方法
• 3.2 数据处理
• 3.3 结果
• 3.4 讨论
• 3.5 本章小结
• 4 丁香次生代谢物与柳蛎盾蚧危害的关系
• 4.1 丁香单宁与柳蛎盾蚧危害的关系
• 4.1.1 材料和方法
• 4.1.2 结果
• 4.2 丁香酚酸与柳蛎盾蚧危害的关系
• 4.2.1 材料和方法
• 4.2.2 结果
• 4.3 讨论
• 4.4 本章小结
• 5 丁香防御蛋白活力与柳蛎盾蚧危害的关系
• 5.1 丁香保护酶活性与柳蛎盾蚧危害的关系
• 5.1.1 材料与方法
• 5.1.2 结果
• 5.2 丁香防御酶活性与柳蛎盾蚧危害的关系
• 5.2.1 材料与方法
• 5.2.2 结果
• 5.3 丁香蛋白酶抑制剂活性与柳蛎盾蚧危害的关系
• 5.3.1 材料与方法
• 5.3.2 结果
• 5.4 讨论
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢