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水杨酸、茉莉酸甲酯诱导黄瓜对西花蓟马（缨翅目：蓟马科）的抗性

作　者: 杨帆
导　师: 张国安；刘万学
学　校: 华中农业大学
专　业: 昆虫生态学
关键词: 黄瓜西花蓟马次生物质酶挥发物发育
分类号: S433
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着世界性检疫害虫西花蓟马Western flower thrips(Frankliniella occidentalis)成功入侵我国,其对我国农作物和经济作物带来的严重经济损失和潜在巨大威胁正引起越来越广泛的关注。为了更好的预防和控制该种入侵生物,本文以常见经济作物黄瓜cucumber (Sativus Linn)为寄主植物,采用试验生态学和生理生化等相结合的研究方法,比较研究了不同外源诱导因子茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate, MeJA)和水杨酸(Salicylicacid, SA)等处理后,寄主黄瓜直接抗虫性对西花蓟马生存发育适合度的影响和间接抗虫性对西花蓟马取食选择性的影响,并从诱导后黄瓜体内物质变化和挥发性物质的差异探讨或解析外源因子诱导黄瓜抗虫性的机理,为利用植物抗性角度进行预防和控制西花蓟马提供一定的理论基础。主要的结果或结论如下：(1)水杨酸、茉莉酸甲酯诱导黄瓜对西花蓟马生存适合度影响比较了不同浓度(5mmol.mL-1, 0.5mmol.mL-1, 0.05mmol.mL-1) SA、不同浓度(1mmol.mL-1, 0.1mmol.mL-1,0.01mmol.mL-1)MeJA、虫伤(Damage by thrips’feeding, DTF)、机械损伤(Mechanical damage, MD)和对照(健康植株)(Control, CK)9种不同处理下寄主植物黄瓜对西花蓟马的生存适合度度的影响,结果表明相比对照CK,SA和MeJA处理能够有效诱导黄瓜产生抗虫性,显著性延长西花蓟马发育时间,抑制蛹期体重,降低西花蓟马的生存适合度；MD处理相比对照CK产生的抗虫性,对于西花蓟马的生长发育则没有明显影响,只是蛹重增加,因此说明MD处理的黄瓜能够部分提高昆虫的生存适合度；但是DTF相比对照CK,诱导的抗虫性效果最好,抑制西花蓟马生长发育最明显；MeJA处理相比SA处理,若虫发育时间平均长1d,蛹重减少0.01mg以上,说明MeJA诱导更能有效提高植物的抗虫性；另外几种诱导因子对于西花蓟马的性比影响不明显。(2)水杨酸、茉莉酸甲酯诱导黄瓜产生抗虫性的体内部分物质基础比较了不同浓度SA、MeJA、DTF、MD和CK9种不同处理下寄主植物黄瓜体内的生理类营养物质(蛋白、氨基酸、游离脂肪酸、果糖、含水量和叶绿素),次生物质(单宁和黄酮)和防御相关酶[(过氧化物酶(Peroxidae, POD)、多酚氧化酶(Polyphenol oxidase, PPO)、苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia-lyase, PAL)和蛋白酶抑制素(Proteinase inhibitor, PI)]活力的不同,分析它们对于植物抗虫性的作用,结果表明植物抗虫性受到这三个方面物质的共同影响。其中生理营养类物质整体含量越低越不利于西花蓟马的生长发育,并不是由某一种决定,并且MeJA和SA处理相比对照CK都降低了植物营养类物质的含量；次生类物质中,黄酮含量相比单宁与寄主植物的抗虫性关系更加密切,相关系数0.67,相比对照CK和SA,MeJA处理能够明显提高黄酮和单宁的含量；防御酶中,PPO和PI相对酶活力对于黄瓜的抗虫性更为重要,而POD和PAL酶活力抗虫效果不明显,其中SA主要能够诱导POD和PAL酶活力的提高,MeJA则主要能够提高PPO和PI。因此SA抗虫的主要作用物质基础可能是由寄主植物黄瓜体内生理物质的下降起主导作用造成的；而MeJA抗虫性的物质基础作用可能三者之间没有明显差异。(3)水杨酸、茉莉酸甲酯诱导黄瓜对西花蓟马取食选择性的影响比较了西花蓟马对于水杨酸(0.5mmol.mL-1)、茉莉酸甲酯(0.1mmol.mL-1)、虫伤、机械损伤和清洁对照5种不同处理类型寄主植物黄瓜的取食趋性,以及不同寄主植物挥发性化合物的差异。结果表明饥饿状态下西花蓟马依次对于虫伤、茉莉酸甲酯和水杨酸处理选择性逐步增加,对清洁苗表现的最为嗜好；另外5种处理寄主植物黄瓜的挥发性物质含量和组成最多的是虫伤处理,而后依次是茉莉酸甲酯、水杨酸、机械损伤和清洁苗对照,其中清洁苗对照和机械损伤挥发性物质组分含量85%以上是绿叶性成分,虫伤和茉莉酸甲酯处理挥发性物质75%以上都为萜烯类,主要是(E)-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯,D-二戊烯,类萜、法尼烯和罗勒烯等,其中可能存在对西花蓟马具有趋避性的物质。

全文目录

摘要  7-9
Abstract  9-12
第一章绪论  12-22
  1.1 西花蓟马的危害及防治  12-15
    1.1.1 西花蓟马的危害  12-13
    1.1.2 西花蓟马的防治  13-15
  1.2 茉莉酸及其甲酯和水杨酸诱导植物抗性  15-19
    1.2.1 茉莉酸和茉莉酸甲酯诱导的植物抗虫性  15-18
    1.2.2 水杨酸对植物防御抗性的诱导作用  18-19
    1.2.3 水杨酸和茉莉酸在植物抗性反应中的关系  19
  1.3 本研究的总体思路、主要内容及技术路线  19-22
    1.3.1 研究总体思路  19-20
    1.3.2 试验具体研究内容  20-21
    1.3.3 技术路线  21-22
第二章水杨酸、茉莉酸甲酯诱导黄瓜对西花蓟马生存适合度影响  22-31
  2.1 材料与方法  22-25
    2.1.1 供试寄主植物和昆虫  22-23
    2.1.2 主要设备及仪器  23
    2.1.3 化学试剂及其配制  23-24
    2.1.4 9种不同诱导因子影响的处理设置  24-25
    2.1.5 9种不同处理黄瓜对西花蓟马生长发育适合度的影响  25
    2.1.6 数据处理及分析方法  25
  2.2 结果与分析  25-29
    2.2.1 9种不同处理黄瓜对西花蓟马发育历期和蛹重的影响  25-29
  2.3 讨论  29-31
第三章水杨酸、茉莉酸甲酯诱导黄瓜抗性的体内物质基础  31-53
  3.1 材料与方法  31-36
    3.1.1 供试寄主植物和昆虫  31
    3.1.2 主要设备及仪器  31
    3.1.3 化学试剂及其配制  31-32
    3.1.4 9种不同诱导因子影响的处理设置  32
    3.1.5 9种不同处理寄主植物黄瓜体内生理物质的测定  32-33
    3.1.6 9种不同处理寄主植物黄瓜体内主要次生物质的测定  33-34
    3.1.7 9种不同处理寄主植物黄瓜体内相关酶系的测定  34-35
    3.1.8 9种不同处理寄主植物黄瓜体内其他物质含量的测定  35
    3.1.9 数据处理及分析方法  35-36
  3.2 结果与分析  36-48
    3.2.1 9种不同处理寄主植物黄瓜体内部分生理物质的影响  36-41
    3.2.2 9种不同处理对寄主植物黄瓜体内次生物质单宁和黄酮的影响  41-43
    3.2.3 9种不同处理对寄主植物黄瓜体内酶活力的影响  43-46
    3.2.4 9种不同处理对寄主植物黄瓜体内含水量和叶绿素含量的影响  46-48
  3.3 讨论  48-53
    3.3.1 不同处理对寄主植物黄瓜体内营养类物质的影响  48-49
    3.3.2 9种不同处理对寄主植物黄瓜体内次生物质的影响  49
    3.3.3 9种不同处理对寄主植物黄瓜体内酶的影响  49-52
    3.3.4 5种不同类型处理寄主植物黄瓜抗虫性的物质基础比较  52-53
第四章水杨酸、茉莉酸甲酯诱导黄瓜对西花蓟马取食选择性的影响  53-63
  4.1 材料与方法  53-55
    4.1.1 供试寄主植物和昆虫  53
    4.1.2 主要设备及仪器  53
    4.1.3 化学试剂及其配制  53-54
    4.1.4 不同诱导因子影响的处理设置  54
    4.1.5 西花蓟马成虫对不同寄主植物黄瓜的趋性行为测定  54-55
    4.1.6 不同处理类型寄主植物黄瓜挥发物结构的鉴定  55
    4.1.7 数据处理及分析方法  55
  4.2 结果与分析  55-61
    4.2.1 西花蓟马成虫对不同处理寄主植物的趋性行为测定  55-57
    4.2.2 不同处理寄主植物黄瓜挥发性化合物的测定及分析  57-61
  4.3 讨论  61-63
第五章结论与展望  63-66
  5.1 直接防御反应的物质基础关系  63-64
  5.2 间接防御反应的物质基础关系  64
  5.3 有待进一步研究的几个问题  64
  5.4 本论文的创新点  64-66
参考文献  66-77
致谢  77

水杨酸、茉莉酸甲酯诱导黄瓜对西花蓟马（缨翅目：蓟马科）的抗性

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