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黄瓜对南美斑潜蝇为害的生理生化响应

作　者: 孙兴华
导　师: 庞保平
学　校: 内蒙古农业大学
专　业: 农业昆虫与害虫防治
关键词: 黄瓜南美斑潜蝇生化防御物质水杨酸茉莉酸诱导抗性
分类号: S436.421.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

为探索黄瓜对南美斑潜蝇Liriomyza huidobrensis (Blanchard)为害的生理生化响应及机制,本文测定了南美斑潜蝇幼虫持续为害对黄瓜叶片组织中苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia-lyase, PAL)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase, PPO)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)、蛋白酶抑制剂(Proteinase inhibitors, PIs)、可溶性总糖(soluble sugar)、可溶性蛋白质(soluble protein)、叶绿素(chlorophyll)、单宁(tannin)、黄酮(flavone)、葫芦素B (Cucurbitacin B, CuB)、内源水杨酸(Salicylic acid, SA)和内源茉莉酸(Jasmonic acid, JA)含量的变化。主要研究结果如下：1.南美斑潜蝇幼虫持续为害后,黄瓜叶片中可溶性糖、可溶性蛋白质和叶绿素的含量随着为害程度的增强而显著降低,在轻度受害叶片中,其达到最小值的时间分别在第7d、5d和7d；重度受害叶片中,其达到最小值的时间分别在第5d、5d和7d。2.南美斑潜蝇幼虫持续为害后,黄瓜叶片中单宁、黄酮和葫芦素B的含量随着为害程度的增强而显著上升,在轻度受害叶片中,其达到最大值的时间分别在第7d、5d和3d；重度受害叶片中,其达到最大值的时间分别在第5d、3d和5d；轻度系统受害叶片中,其达到最大值的时间分别在第5d、3d和3d；重度系统受害叶片中,其达到最大值的时间分别在第3d、3d和1d。南美斑潜蝇幼虫为害对黄瓜叶片中单宁和黄酮含量的诱导产生了系统性影响,并且在为害初期对叶片中葫芦素B含量的诱导具有系统性影响。3.南美斑潜蝇幼虫持续为害后,黄瓜叶片中PAL、PPO、POD和SOD4种酶活性随受害程度的加重而显著上升,即重度受害>轻度受害>系统对照>健康对照。在轻度受害黄瓜叶片中,上述4种酶活性最大值分别在第5d、7d、5d和7d；在重度受害黄瓜叶片中,4种酶活性最大值分别在第3d、5d、3d和3d；在轻度系统处理黄瓜叶片中,4种酶活性最大值分别在第3d、7d、3d和5d；在重度系统处理黄瓜叶片中,4种酶活性最大值分别在第3d、5d、3d和3d。南美斑潜蝇幼虫为害对黄瓜叶片中PAL和PPO活性具有系统诱导作用。4.南美斑潜蝇幼虫持续为害后,黄瓜叶片中胰蛋白酶抑制剂和胰凝乳蛋白酶抑制剂的活性随着为害程度的增强而显著升高。对胰蛋白酶抑制剂,其变化趋势基本为虫害处理>系统对照>健康对照,轻度受害、重度受害、轻度受害系统对照和重度受害系统对照处理达到最大值的时间分别在第7d,5d,5d和5d；4种受害处理对胰凝乳蛋白酶抑制剂活性的诱导在不同受害时间均高于健康对照,轻度受害、重度受害、轻度受害系统对照和重度受害系统对照处理达到最大值的时间分别在第7d,7d,5d和7d,并且具有系统性影响。5.南美斑潜蝇幼虫持续为害后,黄瓜叶片中的SA含量均有了不同程度的升高,且随着受害时间的延续,4种受害处理中SA含量呈现了先升高后降低再升高的变化趋势。轻度受害、重度受害、轻度受害系统对照和重度受害系统对照叶片中SA含量达到最大值的时间分别为第3d、7d、3d和3d；在为害诱导的第3d和第9d时,南美斑潜蝇幼虫严重为害会对其邻近未被为害的黄瓜叶片中SA含量产生系统性影响。6.南美斑潜蝇幼虫持续为害后,黄瓜叶片中的JA含量均有了不同程度的升高,且随着受害时间的延续,轻度受害、轻度受害系统对照和重度受害系统对照处理中JA含量呈现了先升高后降低再升高的变化趋势,而重度受害处理中JA含量则呈现了先降低后升高再降低的变化趋势。轻度受害、重度受害、轻度受害系统对照和重度受害系统对照叶片中JA含量达到最大值的时间分别为第3d、5d、3d和7d；在为害诱导的第3d和第7d时,南美斑潜蝇幼虫为害会对其邻近未被为害的黄瓜叶片中JA含量产生系统性影响。综上所述,南美斑潜蝇幼虫为害导致黄瓜叶片内叶绿素、可溶性糖及可溶性蛋白质含量显著降低,而黄瓜叶片中水杨酸和茉莉酸2种信号物质含量上升,从而诱导4种防御酶和2种蛋白酶抑制剂活性以及单宁、黄酮和葫芦素B等次生化学物质含量显著升高,并且南美斑潜蝇幼虫为害对邻近未受害黄瓜叶片中叶绿素、单宁、黄酮、葫芦素B、SA和JA含量及PAL、PPO、CI活性具有系统性的诱导作用。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-8
目录  8-11
插图和附表清单  11-13
1 引言  13-20
  1.1 植物的诱导防御反应  13
  1.2 植物的直接防御反应  13-15
    1.2.1 改变初级代谢物质  13
    1.2.2 产生次级代谢物质  13-14
    1.2.3 产生相关防御蛋白  14-15
  1.3 昆虫取食诱导植物间接防御反应  15
  1.4 植物的系统诱导反应  15-16
  1.5 植物营养物质、次生代谢物质及叶绿素在植物诱导抗虫性中的作用  16-17
    1.5.1 植物营养物质与植物诱导抗虫性的关系  16
    1.5.2 植物次生代谢物质与植物诱导抗虫性的关系  16-17
  1.6 植物相关防御酶类在植物诱导抗虫性中的作用  17-18
  1.7 植物蛋白酶抑制剂在植物诱导抗虫性中的作用  18
  1.8 植物内源水杨酸和茉莉酸在植物诱导抗虫性中的作用  18-19
    1.8.1 植物内源水杨酸与植物诱导抗虫性的关系  18-19
    1.8.2 植物内源茉莉酸与植物诱导抗虫性的关系  19
  1.9 本论文研究的目的、意义和内容  19-20
    1.9.1 研究目的和意义  19-20
    1.9.2 研究内容  20
2 材料及方法  20-31
  2.1 供试植物  20-21
  2.2 供试虫源  21
  2.3 实验仪器及药品  21-22
    2.3.1 供试仪器  21
    2.3.2 供试药品  21-22
  2.4 试验方法  22
    2.4.1 南美斑潜蝇幼虫为害不同受害程度黄瓜叶片的获得  22
    2.4.2 南美斑潜蝇为害程度的划分  22
  2.5 黄瓜叶片中各生化指标的测定方法  22-31
    2.5.1 黄瓜叶片中营养物质及叶绿素含量的测定  22-24
      2.5.1.1 可溶性总糖含量的测定  22-23
      2.5.1.2 可溶性蛋白质含量的测定  23-24
      2.5.1.3 叶绿素含量的测定  24
    2.5.2 黄瓜叶片中次生代谢物质含量的测定  24-26
      2.5.2.1 单宁含量的测定  24-25
      2.5.2.2 黄酮含量的测定  25-26
      2.5.2.3 葫芦素B(CuB)含量的测定  26
    2.5.3 黄瓜叶片中4种防御酶活性的测定  26-28
      2.5.3.1 苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的测定  26-27
      2.5.3.2 多酚氧化酶(PPO)活性的测定  27
      2.5.3.3 过氧化物酶(POD)活性的测定  27
      2.5.3.4 超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定  27-28
    2.5.4 黄瓜叶片中蛋白酶抑制剂活性的测定  28-30
      2.5.4.1 胰凝乳蛋白酶抑制剂活性的测定  28-29
      2.5.4.2 胰蛋白酶抑制剂活性的测定  29-30
    2.5.5 黄瓜叶片中内源水杨酸和茉莉酸含量的测定  30-31
      2.5.5.1 水杨酸(SA)含量的测定  30
      2.5.5.2 茉莉酸(JA)含量的测定  30-31
  2.6 数据处理  31
3 结果与分析  31-53
  3.1 南美斑潜蝇为害对黄瓜叶片中营养物质和叶绿素含量的影响  31-36
    3.1.1 南美斑潜蝇为害对黄瓜叶片可溶性糖含量的影响  31-33
    3.1.2 南美斑潜蝇为害对黄瓜叶片可溶性蛋白质含量的影响  33-34
    3.1.3 南美斑潜蝇为害对黄瓜叶片叶绿素含量的影响  34-36
  3.2 南美斑潜蝇为害对黄瓜叶片中次生代谢物质含量的影响  36-40
    3.2.1 南美斑潜蝇为害对黄瓜叶片单宁含量的影响  36-37
    3.2.2 南美斑潜蝇为害对黄瓜叶片黄酮含量的影响  37-38
    3.2.3 南美斑潜蝇为害对黄瓜叶片中葫芦素B(CuB)含量的影响  38-40
  3.3 南美斑潜蝇为害对黄瓜叶片中4种防御酶活性的影响  40-46
    3.3.1 南美斑潜蝇为害对黄瓜叶片苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的影响  40-42
    3.3.2 南美斑潜蝇为害对黄瓜叶片多酚氧化酶(PPO)活性的影响  42-43
    3.3.3 南美斑潜蝇为害对黄瓜叶片过氧化物酶(POD)活性的影响  43-44
    3.3.4 南美斑潜蝇为害对黄瓜叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响  44-46
  3.4 南美斑潜蝇为害对黄瓜叶片中蛋白酶抑制剂活性的影响  46-48
    3.4.1 南美斑潜蝇为害对黄瓜叶片胰凝乳蛋白酶抑制剂(CI)活性的影响  46-47
    3.4.2 南美斑潜蝇为害对黄瓜叶片胰蛋白酶抑制剂(TI)活性的影响  47-48
  3.5 南美斑潜蝇为害对黄瓜叶片中内源水杨酸和茉莉酸含量的影响  48-53
    3.5.1 南美斑潜蝇为害对黄瓜叶片水杨酸(SA)含量的影响  48-50
    3.5.2 南美斑潜蝇为害对黄瓜叶片茉莉酸(JA)含量的影响  50-53
4 结果与讨论  53-59
  4.1 植食性昆虫为害对寄主植物体内主要营养物质及叶绿素含量的影响  53
  4.2 植食性昆虫为害对寄主植物体内主要次生代谢物质含量的影响  53-55
  4.3 植食性昆虫为害对寄主植物体内主要防御酶活性的影响  55-56
  4.4 植食性昆虫为害对寄主植物体内蛋白酶抑制剂活性的影响  56-57
  4.5 植食性昆虫为害对寄主植物体内水杨酸含量的影响  57-58
  4.6 植食性昆虫为害对寄主植物体内茉莉酸含量的影响  58-59
5 结论  59
6 今后的研究方向  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-73
作者简介  73

黄瓜对南美斑潜蝇为害的生理生化响应

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