茉莉酸甲酯诱导金橘和柿树对蚧虫的防御反应研究

来源 :山西大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:firemourne
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蚧虫属于昆虫纲半翅目(Hemiptera)蚧总科(Coccoidae),是世界范围的农林业重大害虫。它们以剌吸式口器刺吸植物汁液,造成直接危害,多数蚧虫能分泌蜜露,诱发植物霉污病,造成二次危害。大多数蚧虫的虫体被有较厚的蜡壳,起到保护作用,使一般的化学防治很难奏效,反而会大量杀伤蚧虫的天敌并造成环境污染。同时,蚧虫具有很高的生殖能力,种群增长很快,极易成灾。茉莉酸(JA)及茉莉酸甲酯(MeJA)是一种植物激素,是植物抗性诱导剂。外源施用可以有效地诱导植物防御性酶类活性增加、次级代谢产物含量上升以及挥发性物质的改变,产生针对植食性昆虫的直接防御和间接防御,增强植物的抗虫性。因其是一种植物激素,不会对环境造成污染,因此作为防治蚧虫的植物外源信号诱导剂,具有良好的应用前景。为了研究MeJA应用于蚧虫防治的可行性,本文分别以金橘和柿树为实验材料,研究了MeJA处理对金橘和柿树抗虫性的诱导效果。本研究主要分为两部分:1、MeJA处理对金橘—蚧虫—寄生蜂三营养层次关系的影响研究了MeJA作为外源信号分子处理植物,对金橘—蚧虫—黑色软蚧蚜小蜂三营养层次的影响和在蚧虫生物防治上的意义。结果显示,褐软蚧危害后,会明显诱导寄主植物金橘叶片内胰凝乳蛋白酶抑制剂(Chym PI)增加和多酚氧化酶(PPO)活性的上升。与健康植株相比,轻微受害的金橘叶片ChymPI增加了3.48倍、PPO活性上升了1.11倍,而严重受害的金橘叶片ChymPI增加了6.93倍、PPO活性上升了1.33倍。应用MeJA处理进一步提高了两种物质的含量和活性,其中,轻微受害的金橘叶片ChymPI提高73.4%、PPO活性上升了28.4%,严重受害的金橘叶片ChymPI增加了2.8%、PPO活性上升了3.1%。健康植株用MeJA处理后,其PI值在1-7d内始终处于较高的水平,与未处理的健康植株相比PI值增加了4.17-5.89倍,其中第5天PI值达到最高的4.83,其PPO活性在1-7d内只有第1天的变化达到显著水平(P<0.05),增幅为52.6%。试验发现,褐软蚧初孵化若虫更倾向选择在未经过MeJA处理的金橘叶片上固定取食(63.8%),在处理植株叶片上仅为22.6%,说明MeJA处理的金橘叶片对该虫产生了明显的拒避作用。在对草履蚧1龄和2龄若虫的趋性试验中发现MeJA处理后的金橘会对草履蚧产生拒避效果使其趋向于未处理植株。与此相反,黑色软蚧蚜小蜂趋向MeJA处理金橘叶片气味源的比例为59.6%,比未处理的高出1倍。说明MeJA处理后金橘叶片挥发性气味对小蜂产生了明显的招引效果。2、MeJA对柿树抗虫性的诱导效应研究了在6-7月份蚧虫危害的关键时期,应用浓度分别为0.05%、0.1%、0.25%的MeJA溶液处理柿树,对处理后1-7d柿树的脂氧合酶(LOX)、多酚氧化酶(PPO)的活性、单宁含量作了测定比较,另外在9月份,利用圆周法测定1 mLMeJA诱导柿树后其挥发物成分的变化。并在林间对MeJA处理后的柿树对瓢虫的吸引效果进行测定。结果表明,MeJA可以诱导柿树的LOX、PPO活性及单宁含量的增加。其中LOX在处理后的第1天酶活显著上升,浓度为0.05%和0.1%的处理组酶活分别为144.6 U.g-1和129.6 U.g-1。浓度为0.25%的处理组酶活增加的持续时间长,在第5天酶活达到了145.1 U.g-1。PPO变化与LOX有相似特点,在处理后第1天浓度为0.05%和0.1%处理组的酶活达到最大值,分别为146.3U.g-1和149.4 U.g-1,浓度为0.25%的处理组在第3天酶活增加最大,达到了133.8U.g-1,与对照比较差异都达到显著水平。单宁变化呈现先升高后下降再升高的变化趋势。利用味源熏蒸的方法用1mL的MeJA处理柿树,并对距离味源0m、5m、10m,3个不同距离上的柿树挥发性物质进行了测定,发现在10m范围内,MeJA均可以诱导柿树的挥发性物质的变化,特别是与引诱害虫天敌相关的萜烯类物质得到了明显的增加,同时还发现在这3个距离点上,MeJA的诱导效果不尽相同,其中5m距离上的柿树诱导效果最好,而在中心位置和10m位置的柿树诱导效果相对5m组的柿树诱导效果较低。利用喷雾法用MeJA处理受害柿树与未经过MeJA处理的相应柿树相比,对异色瓢虫的吸引效果都有明显的增加,林间处理可以发现经过喷雾法处理,处理后的日本龟蜡蚧危害的柿树上瓢虫数量增加了84.4%。
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