外源茉莉酸诱导对菜豆-西花蓟马-南方小花蝽相互作用的影响

来源 :贵州大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:yidao
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西花蓟马Frankliniella occidentalis(Pergande)是蔬菜和观赏作物上的重要害虫,危害严重、传播迅速,抗药性强。南方小花蝽是西花蓟马的重要天敌,但在生防过程中会遇到天敌对害虫控制力不足、发生时间不同步等问题。前人研究发现,使用外源茉莉酸能诱导增强植物的抗性并产生对天敌有吸引作用的挥发物。本研究以茉莉酸为外源诱导物质,以菜豆-西花蓟马-南方小花蝽作为研究体系,研究了施用不同浓度的外源茉莉酸后对菜豆植株生理生化的影响,探讨茉莉酸处理的菜豆植株对西花蓟马的直接防御反应、对天敌南方小花蝽的间接防御反应、以及西花蓟马反防御的影响,以期为西花蓟马的综合治理提供理论依据。主要研究结果如下:  1.外源茉莉酸诱导菜豆叶片的生化抗性  分别以1、0.1、0.01和0.001mmol/L4种浓度茉莉酸处理菜豆植株1d、5d和10d后,菜豆叶片的蛋白质含量在1d时和健康植株没有明显差异,但在5d和10d时显著低于健康植株。不同浓度的茉莉酸处理后,菜豆的蛋白质含量相互之间没有显著差别;菜豆叶片中游离氨基酸含量在处理1d后显著高于健康植株,随着处理时间的延长而逐渐降低。处理5d后,仅JA1处理下的游离氨基酸含量明显低于健康植株,其余浓度JA0.1,JA0.01,JA0.001处理下的游离氨基酸含量与健康植株差异不显著,与虫害植株也无显著差异。处理10d后,4种浓度处理下的菜豆叶片氨基酸含量均低于健康植株。茉莉酸和蓟马取食处理后,可溶性糖含量显著低于健康植株,并随着茉莉酸浓度的升高和处理时间的延长,可溶性糖含量下降更快。JA1、JA0.1和JA0.01处理植株可溶性糖含量在处理1d时显著高于5d,而第5d与第10d的处理差异不显著。可溶性糖含量在JA0.001和虫害处理植株随着时间的延长显著降低。叶绿素含量在处理1d时显著降低,随着处理时间的增加逐渐升高。处理1d后,叶绿素含量在JA1处理下降低程度最明显;在处理5d和10d后,低浓度的茉莉酸JA0.01和JA0.001处理下叶绿素含量与健康植株差异不显著,而高浓度JA1、JA0.1处理菜豆叶片的叶绿素水平显著低于健康植株。在不同浓度茉莉酸和处理时间下,叶片中单宁、黄酮和总酚的含量均显著高于对照。  2.外源茉莉酸诱导菜豆对西花蓟马体内保护酶和解毒酶活性的影响  西花蓟马2龄若虫取食1、0.1、0.01和0.001mmol/L种浓度茉莉酸诱导的菜豆叶片后体内的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)3种保护酶活性均不同程度的升高。西花蓟马在取食JA1和JA0.1处理1d和5d后的菜豆叶片后,体内SOD活性显著高于取食处理10d的;取食JA0.01处理5d后的菜豆叶片时SOD活性最高;而取食JA0.001处理的菜豆叶片3个时间段下,西花蓟马体内SOD活性均无显著差异。西花蓟马体内POD活性在取食不同时间处理的菜豆叶片后均没有显著差异。取食JA1和JA0.1处理5d后的菜豆叶片,西花蓟马体内CAT活性显著低于处理1d后的,而在取食JA0.01处理1d和5d后CAT活性无显著差异。西花蓟马在取食JA0.001和虫害处理的菜豆在3个时间段下CAT活性均无显著差异。  西花蓟马在取食处理叶片后,其体内谷胱甘肽S-转移酶(GST)和乙酰胆碱酯酶(AchE)的活性在3个时间段下均较对照均显著升高。在取食处理1d和5d时的菜豆叶片后,西花蓟马体内羧酸酯酶(CarE)酶活性均显著高于取食健康植株的,而在取食处理10d时的菜豆叶片上与取食健康植株,西花蓟马体内羧酸酯酶(CarE)酶活性没有显著差异。JA1和JA0.1处理1d后的菜豆使得西花蓟马体内GST、CarE和AchE活性最高,而JA0.01和JA0.001处理5d后的菜豆使得西花蓟马体内GST、CarE和AchE活性最高。  3.外源茉莉酸诱导的菜豆对西花蓟马和南方小花蝽的行为反应及挥发物成分分析  嗅觉仪测定表明西花蓟马对不同浓度茉莉酸处理植株选择率随着茉莉酸浓度的增加逐渐降低,并显著低于健康植株。不同浓度茉莉酸处理植株之间两两相互比较时发现,1mmol/L的茉莉酸诱导植株使得西花蓟马的选择率显著低于0.01mmol/L和0.001mmol/L的茉莉酸处理植株,以高浓度茉莉酸处理植株的驱避率较高。  南方小花蝽对低浓度茉莉酸诱导植株和健康植株间的选择性没有明显的差异,但随着茉莉酸浓度的增高,对茉莉酸处理植株的选择率增高。当茉莉酸浓度达到0.1mmol/L和1mmol/L时,南方小花蝽对茉莉酸处理植株的选择率显著高于健康植株。不同浓度茉莉酸处理植株之间进行比较时,南方小花蝽对0.1mmol/L茉莉酸处理的植株明显高于0.001mmol/L茉莉酸处理的植株,在其它茉莉酸浓度处理之间的选择性差异不明显。  不同浓度茉莉酸处理菜豆释放的挥发物,除了相对百分含量发生显著变化外,还检测到特异性挥发物组分。(Z)-3-己烯丙酸酯、2-异丙基-甲氧基毗嗦只有在茉莉酸处理植株中检测到。(Z)-3-己烯丁酸酯和(Z)-3-己烯基-2-甲基丙酸在虫害和茉莉酸处理植株中都有检测到,但在健康植株中没有检测到。  4.西花蓟马和南方小花蝽对不同组合挥发物的行为反应  为研究寄主植物释放出的挥发性物质对西花蓟马及其天敌南方小花蝽的影响,在前期研究的基础上选取乙酸叶醇酯、(E)-2-己烯醛、环戊醇3种挥发物,每种挥发物分别配成10-2和10-3μL/μL2种高低浓度,再在相同浓度下等量两两组合或三者组合成不同的混合物。通过四臂嗅觉仪测试了不同混合挥发物对西花蓟马和南方小花蝽定向行为的影响。结果表明:  乙酸叶醇酯+(E)-2-己烯醛在两个浓度下对西花蓟马的选择行为均没有明显影响。乙酸叶醇酯+环戊醇、乙酸叶醇酯+(E)-2-己烯醛+环戊醇在低浓度时对西花蓟马没有明显作用,而高浓度时具有显著驱避性。(E)-2-己烯醛+环戊醇在低浓度时对西花蓟马有显著驱避作用,而高浓度时无明显影响。  南方小花蝽被低浓度的乙酸叶醇酯+(E)-2-己烯醛、乙酸叶醇酯+(E)-2-己烯醛+环戊醇显著吸引,但当浓度升高时,乙酸叶醇酯+(E)-2-己烯醛对南方小花蝽有显著的驱避效果,乙酸叶醇酯+(E)-2-己烯醛+环戊醇则对南方小花蝽的选择行为无明显影响。乙酸叶醇酯+环戊醇和(E)-2-己烯醛+环戊醇不论在何种浓度下均对南方小花蝽的选择行为无明显影响。上述结果说明不同混合挥发物的种类及浓度对西花蓟马和南方小花蝽的影响不同。
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