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黄瓜品种对瓜蚜的抗性机制研究

作　者: 任佳
导　师: 周福才
学　校: 扬州大学
专　业: 农业昆虫与害虫防治
关键词: 黄瓜瓜蚜种群动态营养物质次生物质抗蚜性
分类号: S436.421
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

瓜蚜(Aphis gossypii Glover)是为害黄瓜的世界性害虫。以成、若虫聚集在黄瓜叶背、嫩梢、嫩茎上刺吸维管束汁液,排泄蜜露诱发霉污病,影响植株的光合作用。此外,瓜蚜还可以传播病毒病,给黄瓜的生产造成了较大的经济损失。长期以来对瓜蚜的防治主要采用化学防治的方法,大量、不合理的使用化学农药不仅污染环境,而且造成了瓜蚜抗药性的产生,使瓜蚜的为害日趋严重。黄瓜抗虫品种的培育与选用,使黄瓜通过本身的抗虫机理免于受害,是通过改变植物本身特性来影响害虫、控制害虫的最佳措施,是害虫综合治理系统中的重要组成部分。因此,通过选育抗蚜性较强的黄瓜品种来抵御瓜蚜的为害已成为控制瓜蚜为害的有效途径之一。本研究利用不同品种的黄瓜为试材,以瓜蚜为生物刺激因子,在室内测试的基础上,结合温室大棚实验,比较系统地研究了瓜蚜对不同品种黄瓜的选择性及抗生性及其相关机制,为进一步选育黄瓜抗蚜品种及抗蚜性鉴定提供了一定理论据。主要研究结果如下：1.不同品种黄瓜上瓜蚜种群动态变化趋势基本一致,但抗性品种较感虫品种为害轻；瓜蚜对叶片的颜色选择性试验表明,不同品种黄瓜的叶片颜色对瓜蚜寄主选择性的影响不显著；应用蚜量比值法对13个供试黄瓜品种进行抗蚜性评价。结果显示,抗蚜品种上瓜蚜的发育历期长于感蚜品种,取食抗性黄瓜品种代号为4的瓜蚜全若虫期历期最长(8.71±0.64d),取食感虫黄瓜品种代号为9的瓜蚜全若虫期最短(5.67±0.14d),前者为后者的1.54倍,且抗虫品种黄瓜上瓜蚜的存活率及产仔量显著低于感虫品种；抗虫品种黄瓜的叶片表面茸毛密度小于感虫品种,蜡质含量高于感虫品种,且抗性品种黄瓜的叶片维管束埋深较感虫品种叶片维管束埋深更深。相关性分析及多元逐步回归表明,瓜蚜种群数量与黄瓜叶片表面茸毛密度呈显著的正相关关系。从瓜蚜的种群趋势指数看,叶片表面茸毛密度每增加1个单位瓜蚜种群趋势指数就上升0.8114。可见,黄瓜叶片表面茸毛密度是影响黄瓜品种抗蚜性的主要物理性状之一。2.嗅觉选择性试验表明,瓜蚜对抗性品种黄瓜叶片气味的选择性显著低于感虫品种；抗虫黄瓜品种的可溶性糖、游离脯氨酸含量显著低于感虫品种；叶绿素、酚类化合物、黄酮类化合物含量显著高于感虫品种,但可溶性蛋白含量在感、抗品种间没有显著的规律。相关性分析结果表明：瓜蚜种群趋势指数与酚类化合物、叶绿素呈极显著地负相关；与黄酮类化合物呈的显著的负相关,在可溶性糖、酚类化合物、叶绿素及可溶性蛋白含量不变的情况下,黄酮类化合物含量增加1个单位,种群趋势指数可以减少0.0165个单位；与游离脯氨酸的相关性关系不显著,而与可溶性糖含量呈显著的正相关。在酚类化合物、黄酮类化合物不变的情况下,可溶性糖每增加1个单位,种群趋势指数可以增加0.1574。3.通过对不同品种黄瓜接种瓜蚜前后,叶片中过氧化物酶(Peroxidase isozyme,POD)、多酚氧化酶(Polyhenoloxidase,PPO)及苯丙氨酸解氨酶(Phenyalanine ammonialyase,PAL)活性的测定。结果表明,与感蚜品种相比,抗蚜品种酶活上升快,峰值高,防御反应及时有效。如,200头／叶接种瓜蚜,瓜蚜为害24h后,代号为6和8的品种的PPO活性分别为73.09U/(g·min)和57.74U/(g·min),较对照分别上升了1.89倍和2.69倍。在试验期内,抗、感品种黄瓜叶片中,POD活性在瓜蚜取食后随着时间的增加而升高,且抗虫品种的酶活性始终高于感虫品种；PPO活性随接虫时间的增加呈先上升后下降的趋势,且抗虫品种持续上升时间长于感虫品种；抗、感品种的黄瓜叶片PAL活性变化趋势一致,且抗虫品种低于感虫品种,PAL活性先上升后下降后又小幅回升,且均在接虫后的第二天达到最大值。由此可见,在瓜蚜刺吸为害过程中,POD、PPO及PAL活性变化与黄瓜抗蚜性密切相关,这些指标均可作为黄瓜抗蚜性鉴定的生理指标。4.受瓜蚜侵染诱导,抗、感黄瓜品种叶片中次生代谢物质含量均呈现不同程度的变化。抗虫品种的可溶性糖、游离脯氨酸含量低于感虫品种,酚类化合物及黄酮类化合物的含量始终高于感虫品种,且随瓜蚜为害时间的增加各化合物含量呈先上升后下降的趋势,为害密度越高变化趋势越明显。如,200头/叶接种瓜蚜,为害48h时,代号为6和8的品种的可溶性糖含量分别较对照上升了0.24倍和0.11倍；游离脯氨酸含量分别较对照上升了0.32倍和0.34倍；酚类化合物分别较对照上升了0.22倍和0.26倍；黄酮类化合物含量分别较对照上升了0.34倍和0.14倍。由此可见,在瓜蚜刺吸为害过程中,可溶性糖、游离脯氨酸、酚类化合物、黄酮类化合物含量的变化与黄瓜抗蚜性密切相关。

全文目录

目录  2-6
中文摘要  6-8
Abstracts  8-11
第一章植物抗虫性研究概述  11-21
  1 植物抗虫性  11-16
    1.1 植物抗虫性的定义  11-12
    1.2 植物抗虫性分类  12-16
      1.2.1 组成性抗性  12-14
        1.2.1.1 叶片厚度、表面蜡质及叶色  12-13
        1.2.1.2 叶表茸毛  13
        1.2.1.3 植物叶片组织结构  13
        1.2.1.4 营养物质  13-14
        1.2.1.5 特异抗虫性物质  14
      1.2.2 诱导性抗性  14-16
        1.2.2.1 初级代谢产物的改变  15
        1.2.2.2 产生次生代谢产物  15-16
        1.2.2.3 抗虫性次生代谢相关酶活性的变化  16
  2 植物抗虫性机制  16-19
    2.1 非选择性  17
    2.2 抗生性  17-18
    2.3 耐害性  18-19
  3 黄瓜抗虫性研究进展  19-21
    3.1 排趋性  19
    3.2 抗生性  19-21
第二章黄瓜品种对瓜蚜寄主选择性的影响  21-32
  1 材料与方法  21-23
    1.1 试验材料  21
      1.1.1 供试植物  21
      1.1.2 供试虫源  21
    1.2 试验方法  21-23
      1.2.1 田间瓜蚜种群动态调查  21-22
      1.2.2 黄瓜抗蚜性的测定  22
      1.2.3 黄瓜品种对瓜蚜生长发育、存活和繁殖的影响  22
      1.2.4 黄瓜品种对瓜蚜种群的影响  22
      1.2.5 叶片茸毛密度和维管束埋深测定  22
      1.2.6 叶片蜡质含量的测定  22-23
      1.2.7 瓜蚜对叶片颜色的选择性测定  23
        1.2.7.1 选择性试验  23
        1.2.7.2 非选择性试验  23
      1.2.8 叶片挥发物对瓜蚜寄主选择性的影响  23
    1.3 数据处理  23
  2 结果与分析  23-30
    2.1 不同品种黄瓜上瓜蚜的种群动态  23-24
    2.2 不同品种黄瓜抗蚜性鉴定  24-25
    2.3 黄瓜品种对瓜蚜生长发育和繁殖的影响  25-27
    2.4 黄瓜品种对瓜蚜存活率的影响  27
    2.5 黄瓜品种对瓜蚜种群的影响  27-28
    2.6 叶片物理性状对黄瓜抗蚜性的影响  28-30
      2.6.1 黄瓜叶片毛密度对抗蚜性的影响  28
      2.6.2 黄瓜叶片维管束埋对抗蚜性的影响  28
      2.6.3 叶片蜡质含量对黄瓜抗蚜性的影响  28-30
    2.7 叶片颜色和挥发性气味对瓜蚜选择性的影响  30
      2.7.1 瓜蚜对黄瓜叶片颜色的选择性  30
      2.7.2 瓜蚜对黄瓜叶片挥发性气味的选择性  30
  3 小结与讨论  30-32
第三章黄瓜品种对瓜蚜的抗生性  32-40
  1 材料与方法  32-34
    1.1 试验材料  32
    1.2 试验方法  32-34
      1.2.1 可溶性糖含量的测定  32
      1.2.2 游离脯氨酸含量的测定  32-33
      1.2.3 酚类化合物含量的测定  33
      1.2.4 黄酮类化合物含量的测定  33
      1.2.5 叶绿素含量的测定  33-34
      1.2.6 可溶性蛋白含量的测定  34
    1.3 数据处理  34
  2 结果与分析  34-38
    2.1 不同品种黄瓜叶片主要生化物质对黄瓜抗蚜性的影响  34-38
      2.1.1 不同品种黄瓜叶片可溶性糖含量  34-35
      2.1.2 不同品种黄瓜叶片游离脯氨酸含量  35
      2.1.3 不同品种黄瓜叶片酚类化合物含量  35-36
      2.1.4 不同品种黄瓜叶片叶绿素含量  36-37
      2.1.5 不同品种黄瓜叶片黄酮类化合物含量  37
      2.1.6 不同品种黄瓜叶片可溶性蛋白含量  37-38
    2.2 黄瓜叶片主要生化物质含量与瓜蚜种群趋势指数的关系  38
  3 结论与讨论  38-40
第四章瓜蚜为害对黄瓜抗蚜性的诱导  40-55
  1 材料与方法  40-41
    1.1 试验材料  40
    1.2 试验方法  40-41
      1.2.1 植株样品前处理  40
      1.2.2 酶活性的测定  40-41
        1.2.2.1 过氧化物酶(POD)活性测定  40-41
        1.2.2.2 多酚氧化酶(PPO)活性测定  41
        1.2.2.3 苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性测定  41
      1.2.3 主要生化物质含量的测定  41
        1.2.3.1 可溶性糖含量的测定  41
        1.2.3.2 游离脯氨酸含量的测定  41
        1.2.3.3 酚类化合物含量的测定  41
        1.2.3.4 黄酮类化合物含量的测定  41
    1.3 数据处理  41
  2 结果与分析  41-53
    2.1 瓜蚜为害后黄瓜叶片防御酶活性的变化  41-46
      2.1.1 黄瓜叶片POD活性的变化  41-43
      2.1.2 瓜蚜为害对黄瓜叶片PPO活性的影响  43-45
      2.1.3 瓜蚜为害对黄瓜叶片PAL活性的影响  45-46
    2.2 不同品种黄瓜受瓜蚜为害后体内主要生化物质含量的变化  46-53
      2.2.1 可溶性糖含量的变化  46-48
      2.2.2 游离脯氨酸含量的变化  48-49
      2.2.3 酚类化合物含量的变化  49-51
      2.2.4 黄酮类化合物含量的变化  51-53
  3 小结与讨论  53-55
    3.1 瓜蚜为害与黄瓜叶片PAL、PPO和POD活性的关系  53
    3.2 瓜蚜为害与黄瓜叶片营养物质及次生代谢产物的关系  53-55
第五章结论与总讨论  55-57
参考文献  57-65
致谢  65-66
攻读硕士学位期间发表的学术论文  66-67

黄瓜品种对瓜蚜的抗性机制研究

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