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葡萄根瘤蚜（Daktulosphaira vitifoliae Fitch）曾给欧洲葡萄园造成过毁灭性危害。2005年我国再次发现根瘤蚜，严重威胁我国自根扦插繁殖的葡萄产业，我国葡萄产业正面临着19世纪末欧洲葡萄曾面临的严峻考验。因此，在国内关于根瘤蚜研究尚为薄弱的情况下开展相关研究尤为重要。为此，本文从葡萄资源抗根瘤蚜能力鉴定及葡萄与根瘤蚜互作机制两方面进行了研究。主要研究结果如下：
1.葡萄种质资源的抗根瘤蚜能力鉴定
采用离体根培养皿接种鉴定法对11个欧亚种葡萄，8个欧美杂交种葡萄，12个野生种及其杂交种、10种砧木进行了抗根瘤蚜能力鉴定，通过测定根瘤蚜存活率、发育历期、产卵量、种群龄期结构指数和成虫大小等指标发现：供试的欧亚种、欧美杂交种和野生种及其杂交种葡萄均对根瘤蚜敏感，按照Boublas抗性分级均为3级，其中毛葡萄、山葡萄、北醇以及康拜尔和卡它巴为2级，康可为1级；在我国当作抗寒砧木推广使用的贝达对根瘤蚜敏感，为3级；目前世界葡萄生产上推广应用的砧木对根瘤蚜有较高抗性，其中S04、5BB、1103P和420A对根瘤蚜免疫，为0级；Lot、101-14MG，、3309C、140Ru和110R对根瘤蚜高抗，抗性级别为1级。
2.根瘤蚜对不同抗性寄主的选择性及取食研究
采用离体根段培养皿自由选择法测定了根瘤蚜对砧木5BB，140Ru及栽培品种巨峰的选择性，同时测定了5BB和巨峰的挥发性物质，并采用EPG技术对根瘤蚜在砧木5BB及敏感品种达米娜上的取食行为进行监测，发现：1）根瘤蚜优先选择栽培品种巨峰根段，至接种后3 d，67.13％的根瘤蚜优先选择巨峰，而较少选择5BB和140Ru，分别为15.29％和17.58％。选择后的根瘤蚜在巨峰上的生长发育速度最快。2）砧木5BB和巨峰根系的挥发物独有组分数量均较高，巨峰独有组分为23个，占总成分个数的48.94％，5BB的独有组分为32个，占总成分个数的57.14％。5BB和巨峰的共有组分为21个，主要成分均为亚油酸甲酯和反油酸甲酯，但含量有所不同。3）根瘤蚜取食达米娜的电位波形主要是2波和3波，取食140Ru的电位波形主要是2波和4波，取食5BB的电位波形主要是1波和4波。综合认为葡萄根瘤蚜对不同抗性水平砧木及品种的选择性和取食行为存在差异，根系的挥发性物质可能在不同程度上对根瘤蚜起吸引或驱避作用。
3.葡萄根瘤蚜侵染不同抗性水平葡萄对根系超微结构的影响
以抗性砧木140Ru及敏感品种赤霞珠葡萄根系为试材，通过透射电镜观察发现：1）140Ru周皮层细胞扁平状，紧密排列，6～7层，细胞壁厚，紧靠周皮层细胞下的薄壁细胞中富含多酚类物质；而赤霞珠根系周皮层细胞较窄而高，排列疏松，仅3～4层，细胞壁薄，紧挨周皮层细胞的薄壁细胞中富含淀粉粒。2）140Ru被根瘤蚜侵染后周皮层的第3层以下的细胞形状发生改变，并且细胞中充满了大量的多酚类物质，细胞壁加厚；而赤霞珠粗根薄壁细胞及新根皮层细胞中积聚了大量的淀粉粒，线粒体、高尔基体及内质网等细胞器数量增加。
4.外源水杨酸和茉莉酸诱导葡萄抗根瘤蚜分析
1）施用水杨酸和茉莉酸后降低了根瘤蚜在巨峰葡萄新根及粗根上的产卵量，在新根上的产卵量分别比未经诱导处理的减少了44.49％和47.65％，在粗根上的产卵量分别比未经处理的减少了41.34％和50％，但对根瘤蚜的存活率没有显著影响；2）经茉莉酸和水杨酸诱导处理后葡萄根系的抗氧化能力提高，表现为POD和CAT活性在各测定时期均高于未经处理植株，而MDA含量低于未经处理；3）荣莉酸和水杨酸诱导处理减缓了植株生长的衰退，表现为光合能力及枝条生长量高于未经处理植株。
5.根结形成及其对营养物质的积聚作用
采用盆栽方式对不同抗性水平葡萄接种根瘤蚜，通过测定根结质量、数量、可溶性糖和脯氨酸含量发现：1）砧木5BB、1103P、S04、3309C、101-14Mgt被根瘤蚜侵染后均不形成根结；140Ru、Lot和110R仅形成少量根结而不能形成根瘤；贝达、赤霞珠、巨峰和达米娜不仅能够形成根结和根瘤，而且根系腐烂程度严重。2）越敏感的品种形成的根结数量和体积越大，达米娜、巨峰和赤霞珠百个根结质量分别是140Ru的4.4，3.5和4.3倍。3个形成根结的砧木的枝条生长量平均减少16.5％，而4个高感品种的生长量平均减少43％。3）根结质量与根结内的营养积聚呈正相关，其中根结质量与淀粉含量、可溶性糖含量及脯氨酸含量增加量的相关系数分别为0.94，0.81和0.93。
6.根瘤蚜侵染对植株内源激素及根系活力的影响
对根瘤蚜侵染后期的葡萄叶片及根结形成过程中的激素和根系活力测定发现：1）根瘤蚜侵染后期葡萄叶片中各种激素含量均下降，上部叶片及中部叶片IAA/ABA值分别比对照降低50.76％和32.38％。2）根结形成过程中各种激素含量均有所升高，新根的GA3和ZT在根瘤蚜侵染整个时期均表现为升高趋势，并且最高值分别是初始值的2.32和1.98倍；KT，IAA，ABA和IAA/ABA表现为先升高后降低的趋势。3）形成根结的新根根系活力大幅度提高，是对照的4.85倍。
7.根瘤蚜侵染对植株13C及15N营养吸收、分配及转运的影响
葡萄全部根接种根瘤蚜及一半根接种根瘤蚜后进行13C和15N示踪发现：1）根瘤蚜侵染后根结根中的δ13C值及Ndff％均高于对照，而上部新梢叶片的δ13C值及Ndff％均低于对照，说明根瘤蚜侵染促进了碳、氮营养向根部运转却降低了向新梢及上部叶片的运输；2）同一植株上，接种一侧的根中δ13C值及Ndff％显著高于未接种侧，说明根结根及根瘤根对碳水化合物及氮素营养有较强的征调能力。
8.根瘤蚜侵染抗/感品种新根的基因芯片图谱分析
采用基因芯片技术检测了根瘤蚜侵染敏感克瑞森及抗性砧木140Ru的基因表达谱，在P-value<0.01时，克瑞森差异表达的基因有205个（110上调，95个下调），进行功能分类发现，差异表达基因主要参与糖和淀粉代谢，氨基酸代谢，蛋白质卸载及核苷酸代谢（11个上调，1个下调），说明有利于为根瘤蚜生长发育提供能量物质；抗性砧木140Ru差异表达基因有2253个（1315个上调，920个下调）。进行功能分类发现差异表达基因涵盖了克瑞森参与的代谢外还参与了与抗性相关的类黄酮代谢（5个上调，3个下调）及DDT降解（2个上调）。