外源茉莉酸甲酯增强辣椒对烟粉虱抗性的作用研究

【摘要】：烟粉虱Bemisiatabaci(Gennadius)是设施蔬菜上的重要害虫。近十多年来,烟粉虱在江苏各地普遍发生,特别是设施蔬菜上发生为害严重,局部田块出现绝收,给蔬菜生产造成了严重的损失。辣椒是江苏的主要蔬菜品种之一,近几年辣椒烟粉虱发生为害逐年加重,已成为设施辣椒上最主要的害虫,对产量和品质造成了严重影响。茉莉酸甲酯(MeJA)是一种重要的植物生长调节物质,目前MeJA在植物生理、植物品质调控等方面研究和应用较多,但在蔬菜植物的抗性诱导研究和应用方面报道较少。本研究以苏椒15号(感性品种)和新苏椒五号(抗性品种)为试材,通过对辣椒喷施茉莉酸甲酯,研究外源茉莉酸甲酯对辣椒叶片中与抗虫性相关的营养物质、次生代谢产物、消化酶、保护酶活性的影响,以及对烟粉虱寄主选择和生长发育的影响,探讨外源茉莉酸甲酯对烟粉虱种群的影响,以期为蔬菜烟粉虱的绿色防控提供新的技术。主要结果如下:(1)以苏椒15号和新苏椒五号辣椒为对象,喷施10-5 mol/L的茉莉酸甲酯48h后,测定烟粉虱的寄主选择性、发育历期及存活率;对大田辣椒喷施茉莉酸甲酯后调查田间烟粉虱的种群动态。研究发现,辣椒上喷施10-5 mol/L的茉莉酸甲酯48 h后,烟粉虱的选择率显著降低,其中感性品种和抗性品种的选择率分别下降64.84%和75.41%,抗性品种比感性品种选择率的下降幅度大10.57个百分点。取食茉莉酸甲酯处理的辣椒,烟粉虱的发育历期显著延长、存活率明显下降,其中感性品种和抗性品种发育历期分别延长了 7.66 d和9.66 d,存活率分别下降10.5%和9.89%;对于感虫品种苏椒15号,茉莉酸甲酯处理主要是延长了烟粉虱卵、4龄若虫和伪蛹期,而对于抗虫品种新苏椒五号,诱导作用贯穿于发育的全过程。大田辣椒上喷施茉莉酸甲酯后,烟粉虱的种群数量迅速下降,并且随着处理时间的延长,种群数量持续下降。(2)利用茉莉酸甲酯溶液10-4 mol/L、10-5 mol/L、10-6 mol/L3个浓度喷施辣椒,处理后1d、2d、3d分别测定辣椒体内抗性相关的营养物质、次生代谢物质含量,以及抗性相关酶活性。研究发现,喷施外源茉莉酸甲酯后,辣椒叶片中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总含量、可溶性糖、脯氨酸以及总酚含量随着茉莉酸甲酯浓度的升高呈现上升趋势;类黄酮的含量有所下降。茉莉酸甲酯处理后,辣椒叶片中POD、CAT的活性显著增强,并且POD、CAT的活性与茉莉酸甲酯浓度和处理时间呈正相关;但时间对SOD活性没有明显影响。烟粉虱取食茉莉酸甲酯处理的辣椒后,体内的胰蛋白酶、糜蛋白酶活力均明显下降;取食感性品种48h后两种消化酶的活性均比24h的强,但取食抗性品种后24h和48 h两种消化酶的活性没有明显的差异。(3)采用固相微萃取的方法收集辣椒挥发物,用GC/MS分析测定挥发物成分。研究发现,茉莉酸甲酯处理后,苏椒15号和新苏椒五号挥发性物质种类分别增加了 8种和5种。苏椒15号经外源茉莉酸甲酯处理后,挥发物较未处理的多13种,同时有5种挥发性物质在未处理的苏椒15号辣椒中测出,但茉莉酸甲酯处理后的辣椒中未测出;新苏椒五号经外源茉莉酸甲酯处理后,挥发物较未处理的多7种,同时有2种挥发性物质在未处理的新苏椒五号辣椒中测出,但茉莉酸甲酯处理后的辣椒中未测出。外源茉莉酸甲酯处理后,对烟粉虱有较强驱避作用的己烯醛和(E)-β-罗勒烯含量明显增加,其中感虫辣椒品种苏椒15号中己烯醛上升了74.67%。研究结果表明,外源茉莉酸甲酯主要通过诱导辣椒体内驱虫挥发物的上调,降低烟粉虱对辣椒的选择性;诱导辣椒体内抗烟粉虱相关的营养物质和次生代谢物质的上调,抑制烟粉虱的消化酶活性,降低烟粉虱的生长发育速率和存活率。外源茉莉酸甲酯通过提高辣椒对烟粉虱的抗选择性和抗生性,实现对烟粉虱种群的控制。