寄主植物-植食性昆虫的协同进化过程中,植食性昆虫生存的关键是找到合适的寄主植物来完成生活史,以柳树-柳蓝叶甲的互作系统为例,在该系统中,柳蓝叶甲是一种可以寄生于绝大部分柳树的食叶害虫,其中,包括广泛分布于江苏北部地区,且有很大经济价值的簸箕柳。但是,南京林业大学林木遗传与生物技术实验室对我国的柳树资源开展了收集和研究,在常年的野外调查中发现一种柳树——三蕊柳,在野外极少受到柳蓝叶甲的为害,表现出了较强的抗虫性。本论文通过大田试验和室内调查比较两种柳树在抗柳蓝叶甲性状方面的差异,并以视觉和嗅觉两种生物测定手段评估柳蓝叶甲成虫的植物识别机制,利用固相微萃取联用气相色谱质谱(SPME-GC-MS)的手段对两种柳树的挥发物做了比较代谢组的分析,并通过23种挥发物标准品模拟柳树气味信号进行嗅觉生物测定,以此探究与柳蓝叶甲选择行为有关的柳树挥发物活性组分,为柳树的害虫综合管理和抗虫育种提供新的思路。研究得到的主要结果如下:1.统计柳树的野外虫害等级和室内取食率,本研究发现三蕊柳对柳蓝叶甲表现出高抗,且柳蓝叶甲对三蕊柳平均取食率为0%,从而确定三蕊柳为非寄主植物;簸箕柳对柳蓝叶甲的抗性等级为感,且柳蓝叶甲对簸箕柳平均取食率为37.1%±6.2%,存在明显的取食偏好,从而确定簸箕柳为寄主植物。2.综合视觉与嗅觉生物测定中所有视觉信号和气味信号的甲虫选择数量和引诱指数。结果表明,两种柳树的图像均显著吸引甲虫;三蕊柳挥发物使柳蓝叶甲产生趋避反应,而簸箕柳挥发物对柳蓝叶甲无趋避作用,说明三蕊柳的高抗性状是因为释放的挥发物趋避柳蓝叶甲,而簸箕柳的寄主定位机制有待进一步研究。3.进行固相微萃取联用气相色谱质谱(SPME-GC-MS)在两种柳树中共鉴定出23种挥发物组分(相对含量≥0.5%),其中20种通过至少两条线索确定了名称。同时,对各个组分的定量分析显示22种挥发物组分在释放量方面有显著差异(P<0.05)。比较代谢组分析可知两种柳树的挥发性代谢物的组分在质量和数量上均有明显区别。4.为了确定柳树代谢组中具有影响柳蓝叶甲选择行为效应的活性物质。购买了15种挥发物组分的标准品,通过挥发物的质量和数量信号配置了23组待测挥发物,用来验证柳蓝叶甲对两种柳树挥发物单一组分和复合组分的反应,结果显示三蕊柳人工合成挥发物趋避甲虫,其中的功效成分为较高释放量(1796.69ng/g/h)的乙酸叶醇酯;簸箕柳人工合成挥发物对甲虫寄主选择行为无影响,但是,原因是同时存在引诱剂邻伞花烃,释放量为293.05 ng/g/h,和较低释放量(290.62 ng/g/h)的乙酸叶醇酯。5.确定了两种对柳蓝叶甲选择行为产生影响的效应剂。其中,两种柳树共有的乙酸叶醇酯为柳蓝叶甲的趋避剂,且具有浓度效应,具体体现为:浓度高的乙酸叶醇酯趋避效率显著高于浓度低的乙酸叶醇酯;簸箕柳的种内特异组分邻伞花烃为柳蓝叶甲的引诱剂。