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本论文在总结以往大量文献研究的基础上,从小麦与蚜虫的互作关系出发,探究小麦抗蚜的生化机制。主要内容包括小麦不同抗性品种(系)次生化合物的测定;小麦不同抗性品种(系)对蚜虫解毒酶活性的影响:不同浓度小麦次生化合物对蚜虫解毒酶活性的影响;以及蚜虫取食对小麦不同抗性品种(系)防御酶活性的影响。
KOK1679、Li、洛10、北京837和北京411苗期、旗叶和穗部的对羟基苯甲酸、咖啡酸和阿魏酸的含量测定结果表明,小麦不同品种(系)苗期对羟基苯甲酸、咖啡酸和阿魏酸含量存在显著性差异。对羟基苯甲酸含量Li>洛10>北京837>北京411>KOK1679;咖啡酸含量北京411>洛10>北京837>-KOK1679>Li:阿魏酸含量洛10>Li>KOK1679>北京837>北京411。在旗叶中,对羟基苯甲酸和阿魏酸含量不同品种(系)间有显著性差异。对羟基苯甲酸含量KOK1679>洛10>北京837>Li>北京411;阿魏酸含量KOK1679>洛10>Li>北京411>北京837;而咖啡酸含量不同品种(系)间却没有显著性差异。在不同品种(系)穗部,对羟基苯甲酸、咖啡酸和阿魏酸含量存在显著性差异。对羟基苯甲酸含量北京411>北京837>KOK1679>洛10>Li;咖啡酸含量Li>KOK1679>北京411>北京837>9洛10;阿魏酸含量KOK1679>洛10>Li>北京837>北京411。高抗品种(系)旗叶和穗部阿魏酸含量均高于感虫品种(系)。
小麦抗虫和感虫品种(系)能影响麦长管蚜体内解毒酶的活性,研究结果表明,取食小麦抗虫品种(系)的蚜虫,体内谷胱甘肽S.转移酶和酯酶活性均显著高于取食感虫品种(系)的蚜虫。
为了了解小麦体内酚类化合物、生物碱和非蛋白氨基酸等3类次生化合物对麦长管蚜的影响差异,研究中使用了儿茶酚、芦竹碱和鸟氨酸盐酸盐,通过人工饲料饲养麦长管蚜,研究3类化合物对麦长管蚜体内谷胱甘肽S.转移酶、羧酸酯酶、过氧化物酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶等解毒酶活性的影响。结果表明,麦长管蚜体内谷胱甘肽S.转移酶、羧酸酯酶活性与3种次生化合物浓度呈显著相关,浓度为0.1mM和0.2mM时,谷胱甘肽S-转移酶活性高低顺序为芦竹碱>鸟氨酸盐酸盐>儿茶酚;在所有浓度下,芦竹碱对羧酸酯酶活性的影响显著高于儿茶酚和鸟氨酸盐酸盐。虽然3种化合物都对蚜虫体内过氧化物酶活性有显著的影响,但其活性只与儿茶酚和芦竹碱的浓度有显著的相关性。多酚氧化酶的活性只受儿茶酚和芦竹碱的显著影响,而且酶的活性与这2种化合物的浓度呈显著的相关。尽管3种化合物对蚜虫体内过氧化氢酶有显著影响,但随着浓度的增加,它们均表现出对该酶的抑制作用。
蚜虫感染能够诱导KOK1679、Li、北京837和北京411旗叶和穗部苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶和过氧化物酶的活性,但表现出品种特性和组织间的差异。蚜虫诱导后,抗蚜品种(系)旗叶和穗部苯丙氨酸解氨酶活性显著高于感蚜品种(系);感虫品种(系)的旗叶和穗部过氧化物酶则均显著高于抗虫品种(系);然而,旗叶中的多酚氧化酶抗虫和感虫品种(系)间没有显著差异,但在穗部,只有KOK1679多酚氧化酶活性与感虫品种(系)间有显著差异。蚜虫取食对小麦不同抗性品种(系)旗叶和穗部的过氧化氢酶活性影响较小,甚至有抑制酶活性的作用。