论文部分内容阅读
植物在与植食性昆虫长期的协同进化过程中形成了有效的防御机制。其中,诱导型防御作为植物抗虫机制的重要组成部分,在抵御害虫取食中发挥着至关重要的作用。害虫在取食过程中导致的伤口以及分泌的激发子能够激活植物的防御系统。植物诱导抗性通常表现为植物一系列次生代谢物质含量的变化,从而改变了寄主植物的生理生化特性,影响害虫的取食行为。有研究表明,植物诱导防御不仅可以抵御害虫的进一步为害,还能对后续害虫产生非对称影响,植物诱导防御介导不同昆虫种间的相互作用。烟粉虱Bemisia tabaci Gennadius是一种重要的世界性害虫,其寄主广泛,通过直接取食和传播病毒为害大多数农业和园艺作物。行为学和分子生物学证实烟粉虱是一个复合种,至少包括形态上相似的36个隐种组成。其中,引起人们关注的是B(MEAM1)和Q(MED)两种外来入侵性极强的烟粉虱。为了方便,我们仍以B和Q型烟粉虱称之。在我国,Q型烟粉虱逐渐取代B型烟粉虱,成为我国主要危害生物型。烟粉虱也是我国设施辣椒的重要害虫之一,为害严重时可以造成大面积减产,甚至绝产。本研究拟用四个品种的辣椒(千红、中椒、杭椒和中华红),两种外来入侵性烟粉虱(B型和Q型)为实验材料,首先测定四个品种辣椒的主要次生抗虫物质(总酚、类黄酮)和营养物质(总氨基酸、游离蛋白、N、P、K、还原性糖、总糖)的含量差异;其次,比较B和Q型烟粉虱对四个品种辣椒的取食和产卵选择偏好;最后,探讨B和Q型烟粉虱前期侵染对后续B和Q型烟粉虱取食和产卵行为、若虫生长发育和繁殖的影响。本实验主要结果如下:1.根据四个品种辣椒抗虫化合物和营养成分含量的测定结果,发现中华红抗虫物质总酚和类黄酮的含量显著高于其他三个品种,而营养物质游离蛋白、总氨基酸和P含量相对较低。中椒4号抗虫物质总酚的含量显著低于其他三个品种,营养物质游离蛋白、总氨基酸和P含量显著高于其它三个品种。在B型和Q型烟粉虱对四个品种辣椒的取食与产卵选择偏好实验中发现,Q型烟粉虱对四个品种的辣椒未表现取食和产卵偏好;而B型烟粉虱则更喜好在质量较低的“中华红”上取食和产卵。2.比较分别受B型和Q型烟粉虱侵染后的杭椒主要次生抗虫物质差异,发现B型烟粉虱的取食显著提高杭椒总酚含量,而Q型烟粉虱的取食没有引起总酚含量的显著升高。3.B型烟粉虱偏好选择在被Q型烟粉虱前期侵染过的杭椒上取食和产卵,而回避在被B型烟粉虱侵染过的杭椒上取食和产卵;而Q型烟粉虱则更倾向于在未被烟粉虱侵染过的杭椒上取食,而回避在被B型烟粉虱侵染过的杭椒上产卵。4.B型和Q型烟粉虱在被Q型烟粉虱前期侵染过的杭椒上存活率最高,均显著大于被B型烟粉虱前期侵染过和未被侵染的杭椒。然而,B型和Q型烟粉虱在三种不同侵染处理的杭椒上的日均产卵量、卵发育至成虫的比率均没有显著差异。总之,B型烟粉虱对不同品种辣椒的质量差异更敏感,更容易受到植物防御物质的干扰。同时,B型烟粉虱的前期取食恶化寄主质量,不利于后续同种个体的生长发育和繁殖;而Q型烟粉虱对不同品种辣椒的质量差异不敏感,适应能力更强,不容易受到诱导抗性的影响。此外,Q型烟粉虱的取食能显著提高后续同种或异种烟粉虱的生物学表现。本实验比较了四个品种辣椒的主要次生抗虫物质和营养成分差异,测定其对B型和Q型烟粉虱取食和产卵选择的影响,探讨了诱导防御在辣椒对烟粉虱防御反应中的作用,研究了B型和Q型烟粉虱对由同种或异种烟粉虱前期侵染的辣椒的行为及生理适应性差异,以期明确辣椒响应烟粉虱为害后的诱导防御特点,探究不同品种辣椒对烟粉虱的抗性机制。本实验在一定程度上说明了Q型烟粉虱可能在自然生境下比B型烟粉虱更具优势,拟为植物诱导抗性介导的植食性害虫之间的相互作用提供理论支持,为植物的诱导抗性育种提供理论依据,同时也为综合治理外来入侵性烟粉虱提供新的方法与手段。