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《中国农业科学院》 2006年
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玉米诱导抗虫性对甜菜夜蛾和淡足侧沟茧蜂相关生理行为的影响

高艳  
【摘要】:诱导抗虫性是植物应对植食性昆虫为害的一种重要防卫反应,它不仅能影响植食昆虫的寄主选择性、生长发育、繁殖,而且还能影响寄生天敌的寄主搜索、寄主选择和生长发育。因此,揭示植物诱导抗虫性形成的机理,明确诱导抗虫性对植食和天敌昆虫的影响作用,对于阐明植物—害虫—天敌之间的相互关系和害虫大发生机理以及开辟新的防治途径都具有十分重要的意义。甜菜夜蛾Spodoptera exigua(Hubner)(Beet armyworm,BAW)是我国农牧业生产的一种重要害虫,在20世纪末曾多次严重成灾。为更好地阐明BAW发生为害规律,改善和提高BAW的防治技术,本文在认真分析和总结了前人已有工作的基础上,从生态学、生理学和分子生物学层面开展了以下几方面的系统研究:BAW重要寄主植物玉米Zea maizes诱导抗虫性形成的机理,诱导抗性对BAW产卵选择、幼虫生长发育与死亡、幼虫中肠蛋白酶活性的影响,玉米诱导抗性对BAW天敌淡足侧沟茧蜂Microplitis pallidipes Szepligeti的寄主选择、生长发育、蛹重和存活的影响。主要研究结果总结如下: 研究明确了玉米诱导抗性的主要诱导因子包含BAW幼虫直接取食为害(虫害)、口腔分泌物(BAWOS)和不同浓度的茉莉酸(JA)诱导的玉米苗对BAW成虫产卵、幼虫取食选择性以及幼虫生长发育均有显著的影响:BAWOS诱导的幼苗与虫害植株都可以排斥成虫产卵,即对成虫产卵有明显的驱避作用,机械损伤则没有这种作用,说明BAW幼虫的口腔分泌物中含有诱导植物产生抗虫性的诱导因子。JA诱导的玉米苗对成虫产卵的影响作用因JA诱导浓度的不同而异:0.01μM/株JA诱导的玉米幼苗对成虫产卵有明显的驱避作用,而5μM,株的JA诱导的对成虫产卵有明显的引诱作用,表明JA浓度的不同,诱导植株的生理特征或挥发性化合物的成分发生不同的变化。虫害植株、BAWOS植株、0.01μM/株的JA诱导植株有排斥幼虫取食的作用,而5μM,株和10μM/株的JA诱导幼苗对幼虫的取食没有影响。2日龄开始取食0.01μM/株JA诱导玉米幼苗的BAW幼虫的生长量受到明显的抑制,而5日龄开始取食JA诱导植株的BAW幼虫的生长量不受影响:取食JA诱导植株幼虫的死亡率比对照高74.36%。这些结果表明,BAW幼虫为害、口腔分泌物及一定浓度的JA均可以诱导玉米形成对BAW成虫产卵和幼虫取食为害的抗性,并对BAW幼虫的为害产生抵抗作用。 系统的研究发现:诱导玉米叶片中蛋白酶抑制剂(PIs)含量的差异是导致BAW幼虫取食选择性和生长量产生差异的主要原因之一,明确了诱导抗性植株对BAW幼虫中肠蛋白酶活性的影响作用。BAWOS和BAW直接取食为害后,玉米叶片中的PIs含量分别是对照的1.62和1.54倍;0.01μM/株JA诱导的玉米叶片中PIs的含量是对照的1.22倍;0.1、0.5、1、5、10μM/株JA诱导的玉米叶片中PIs的含量与对照相比变化较小。BAWOS、虫害以及0.01μM/株JA诱导的玉米叶片PIs提取液对幼虫中肠蛋白酶活性都有显著的抑制作用,并与诱导植株PIs的含量相对应。取食0.01μM/株JA诱导植株的BAW幼虫不同龄期中肠蛋白酶活性的最适PH值没有明显的变化,但是中肠蛋白酶活性与对照有显著差异:取食诱导植株的3龄幼虫中肠蛋白酶活性显著低于对照幼虫的,幼虫中肠强碱性类胰蛋白酶活性、类胰凝乳蛋白酶活性和弱碱性类胰蛋白酶的活性都显著降低。表明这些蛋白酶活性都受到了显著抑制:而取食0.01μM/株JA诱导植株的5龄幼虫中肠蛋白酶活性则显著高于对照或者是没有显著差异。这些结果与诱导植株对BAW不同龄期幼虫生长发育的影响相
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:S435.13

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【引证文献】
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