植物对昆虫取食的防御响应,使植物能够更灵活地实现防御-生长繁殖的能量分配和权衡。植物代谢物组成和水平变化在植物-昆虫相互作用中扮演重要角色,利用代谢组学方法研究植物代谢物对昆虫取食的响应,以揭示植物对昆虫的防御响应策略及影响因素是当前研究的重点方向。基于气相色谱质谱联用(GC/MS)技术,本论文对湿地重要植物芦苇Phragmitesaustralis(Cav.)Trin.ex Steud的代谢组学分析方法进行探讨,研究了芦苇对其上重要的植食性昆虫芦毒蛾Laelia coenosa(Hiibner)和大狭长蝽Dimorphopteruspallipes(Distant)取食和取食压力变化的代谢响应,以及不同发育阶段的响应差异。研究结果如下:1.不同干燥方法对芦苇代谢组学分析的影响基于气相色谱-质谱联用(GC/MS)技术,以超低温冷藏为对照,分析了真空冷冻干燥、45 ℃烘干和硅胶干燥处理对芦苇叶、茎和根组织样品代谢组学分析结果的影响。结果表明真空冷冻干燥对样品的影响最小,只对叶样品中的一些代谢物产生显著影响,但不会对根茎样品中代谢物组成产生显著影响。而45 ℃烘干和硅胶干燥对芦苇不同组织样品代谢物组成影响均较大。因此真空冷冻干燥是更适合芦苇代谢组学研究样品的干燥处理方法。2.芦苇对不同昆虫取食压力变化的代谢响应通过取食实验,研究了芦毒蛾和大狭长蝽不同取食压力对芦苇叶、茎、根代谢组的影响及交互作用。结果表明芦苇代谢组对两种昆虫取食压力变化的响应具有组织特异性,芦苇叶代谢组的响应较茎和根代谢组的响应更为敏感。此外,两种昆虫共同取食处理的芦苇组织与两种昆虫单独取食处理的芦苇组织具有不同的代谢组结构,但仅在高取食压力下差异明显。进一步的代谢物含量变化分析表明,两种昆虫取食对芦苇组织中的糖类、氨基酸、脂类和有机酸等多种代谢物产生了显著影响。一些代谢物对昆虫取食的响应与所处的植物组织有关,也具有一定的昆虫物种特异性。两种昆虫取食对一些代谢物的影响可表现出拮抗、协同的相互作用,并且与取食压力相关,在高取食压力下交互作用显著,而在低取食压力下交互作用不显著。这与代谢组响应的分析结果较为一致。不同取食压力下,芦苇代谢物在不同组织的合成和运输分配的改变,可能是导致上述现象的重要原因。3.芦苇不同发育阶段对昆虫取食的响应策略通过取食实验,研究了幼年期和成熟期芦苇的叶、茎和根组织对芦毒蛾和大狭长蝽高、低取食压力处理的代谢响应。结果发现,相比幼年期,成熟期芦苇叶和茎对昆虫取食的代谢响应明显减弱,但根的响应略有提高。在受到两种昆虫取食后,幼年期芦苇更偏好提高叶组织的糖类和氨基酸含量,而成熟期芦苇则会提高根茎中糖类含量。该结果表明不同发育阶段芦苇对昆虫取食具有不同的响应策略。研究还发现,不同发育阶段芦苇的代谢物对昆虫取食压力变化的响应存在相反和不同的趋势。这进一步证实了,昆虫取食对芦苇不同发育阶段不同组织代谢物的转运、分配和合成具有重要影响。4.取食诱导的芦苇代谢响应对昆虫发育的影响研究了芦毒蛾和大狭长蝽取食诱导的芦苇代谢响应对随后取食幼虫发育的影响。结果显示,经芦毒蛾和大狭长蝽取食过后的芦苇饲喂幼虫,对这两种昆虫幼虫和若虫的发育可能具有不同的影响,但未达显著性水平。芦毒蛾取食诱导的芦苇响应,对其幼虫体重增加和生长速率具有不利影响,而大狭长蝽取食诱导的芦苇响应,对其若虫体重的增加甚至有积极的影响。这表明昆虫取食诱导的芦苇代谢响应,对芦苇-昆虫相互作用的影响可能较为复杂,应做进一步研究。综上所述,论文研究结果揭示了不同发育阶段芦苇对不同昆虫取食和取食压力变化的代谢响应,可为昆虫取食诱导的植物防御研究提供重要的参考,同时也为植物代谢组学在植物-昆虫相互作用研究中的运用起到促进作用。