桃蚜预侵染番茄产生对B型烟粉虱的诱导抗性及二者与其天敌之间的交互关系

【摘要】本文通过正交设计研究了桃蚜Myzuspersicae(Sulzer)侵染番茄后影响B型烟粉虱Bemisiatabaci(Gennadius)选择趋性的几个因素中的最主要的影响因素，筛选出烟粉虱选择最多和最少的处理。这几个处理的番茄叶片及相关系统叶片中的营养物质和次生代谢物质的含量的变化。同时测定了在这几个因素下，桃蚜侵染对后来的烟粉虱及其相关天敌的选择趋性的影响，以及桃蚜诱导对烟粉虱传播和接受番茄黄化曲叶病毒的影响。本实验主要通过变化4个因素来进行：桃蚜侵染时间，桃蚜侵染密度，取走桃蚜释放粉虱前的时间间隔和番茄三个相邻叶片（蚜虫为害的中间叶片，上部和下部叶片）。1.对烟粉虱直接和间接影响结果显示，当在有选择的情况下，烟粉虱喜欢落在没有被蚜虫侵染的番茄植株上。然而，当没有不被蚜虫侵染的植物可选择时，烟粉虱能够与桃蚜共存于同一植株。直接影响因素测定结果显示，桃蚜侵染时间比桃蚜密度对烟粉虱选择植物定殖有更强的影响。当20头桃蚜取食番茄叶片72h时，有更少的烟粉虱会选择在番茄植株上停留。间接影响因素L9(34)的正交设计测定结果显示，影响桃蚜选择植物的主要因素是取走桃蚜释放粉虱前的时间间隔。影响桃蚜诱导番茄防御粉虱的四个因素的重要性排列顺序依次为：取走桃蚜释放粉虱前的时间间隔＞蚜虫侵染时间＞桃蚜密度＞叶片部位。总之，一定的桃蚜数量为害番茄超过一定的时间可以诱导番茄体内防御次生代谢物质的产生，和烟粉虱对番茄的反应，从而减少种间竞争。2.将上一试验正交筛选的直接和间接影响粉虱最多和最少的4个处理以及相关的系统叶片，进行营养物质和防御酶活性测定。结果显示，正交筛选的不同蚜虫处理对番茄中可溶性糖，多酚氧化酶（PPO）,过氧化物酶（POD）,超氧化物歧化酶（SOD），苯丙氨酸解氨酶（PAL），β-1,3葡聚糖酶，几丁质酶和总酚的含量影响显著，且在非蚜虫为害的系统叶片中有系统传递的现象。而不同蚜虫的侵染对番茄叶片中的总蛋白和蛋白酶抑制剂（PI）的含量无显著影响。PPO,POD和PAL都有几个处理中的含量是明显高于对照，而SOD的含量在有的处理中高于对照，有的处理低于对照。β-1,3葡聚糖酶在所有处理中的含量都大于对照。可溶性糖，PPO,POD,SOD和PAL等物质在间接影响的处理中的下部叶片的含量大于蚜虫为害叶片。总酚的含量与其他的物质不同，上部叶片大于为害叶片。β-1,3葡聚糖酶的含量在蚜虫为害的中部叶片大于上部和下部叶片。但是，上部和下部都大于其相应对照，说明也有物质在非为害的系统叶片产生。且间接影响的处理大于直接影响的处理。几丁质酶在蚜虫为害的整株植物中的系统叶片活性都有升高，但是上、中和下叶片无差异。3.本文应用四臂嗅觉仪进行双选试验来对桃蚜诱导番茄释放的挥发物对烟粉虱及三种捕食性天敌（七星瓢虫Coccinellaseptempunctata(L.),异色瓢虫Propyleajaponica（Thunberg）和东亚小花蝽Oriussauteri(Poppius)）,两种粉虱专性寄生蜂（丽蚜小蜂Encarsiaformosa（Gahan）和浅黄恩蚜小蜂E.sophia(Girault&Dodd)），以及一种蚜虫寄生蜂（烟蚜茧蜂Aphidiusgufiensis(Ashmead)）的影响进行检测。试验处理变量上述的4个因素。结果表明，在所有的处理中，桃蚜侵染番茄释放的挥发物质对烟粉虱有明显的趋避作用，而对所有6种天敌有显著的吸引作用。随着蚜虫密度和侵染的增加番茄释放的挥发性物质对烟粉虱的趋避作用增强。相反的，随着蚜虫密度和侵染时间的增加，挥发性物质对三种专性寄生蜂的吸引远远大于对三种捕食性天敌的影响。叶片部位对烟粉虱，两种瓢虫和蚜虫寄生蜂的选择趋性没有明显的影响。而两种恩蚜小蜂属的烟粉虱专性寄生蜂被蚜虫为害叶片的上部叶片所吸引，证明了桃蚜侵染番茄后，植物体内产生了基于系统叶片挥发物的系统防御反应。不同的是，东亚小花蝽只被桃蚜侵染的叶片所吸引。我们的结果说明，桃蚜侵染番茄产生的挥发性物质既能够抑制烟粉虱，吸引桃蚜天敌，且能吸引后来的烟粉虱的天敌。4.本文首次利用特异引物和TaqMan探针对中国的番茄根、茎、叶片以及烟粉虱体内TYLCVDNA进行了快速、精确的绝对定量。本文从桃蚜侵染对烟粉虱传毒和获毒两方面的影响进行试验。试验中涉及到的影响因素包括：桃蚜侵染时间，番茄叶片部位和烟粉虱的取食时间。烟粉虱传播的番茄体内的TYLCVDNA含量明显的受蚜虫取食时间和番茄叶片部位的影响。随桃蚜预侵染时间增加，番茄根、茎、叶内TYLCV量均先增加后降低。番茄体内有系统反应的发生且显著受蚜虫侵染时间的影响。烟粉虱取食带毒番茄获取的TYLCVDNA含量明显受蚜虫取食时间和烟粉虱取食时间的影响。并且病毒的含量随蚜虫取食时间增加而降低。总之，蚜虫侵染番茄能够增加带毒烟粉虱将TYLCV传入番茄植物中，且能抑制烟粉虱从带毒的番茄上获取TYLCV。这些数据显示，首先来的植食性昆虫的侵染对后来的媒介昆虫传播和接受病原微生物具有不同的作用。
【作者】谭晓玲；
【导师】刘同先；
【作者基本信息】西北农林科技大学，农业昆虫与害虫防治，2014，博士
【关键词】诱导防御；系统抗性；正交设计；TaqMan探针；防御酶；嗅觉反应；番茄黄化曲叶病毒（TYLCV）；次生代谢物质；植物挥发性物质；

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