B型煙粉虱為害后煙草的生理響應(yīng).pdf

1、B型煙粉虱是一種世界性的入侵害蟲(chóng)。該蟲(chóng)自入侵我國(guó)后，已在局部煙區(qū)爆發(fā)成災(zāi)，并且成為了煙草上的重要害蟲(chóng)。B型煙粉虱為害能夠造成多種的寄主生理紊亂，如西葫蘆銀葉，萵苣葉莖變白，部分觀(guān)賞植物葉片失綠等現(xiàn)象，并引起某些植物光合速率的下降。而我們的前期研究發(fā)現(xiàn)B型煙粉虱為害后煙草葉片出現(xiàn)明顯的白脈現(xiàn)象，并對(duì)煙草的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生明顯不利影響。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，B型煙粉虱為害造成煙草葉片中防御酶活性增加，誘導(dǎo)了煙草防御的水楊酸信號(hào)途徑，而抑制了茉莉酸信號(hào)途徑。

2、本文在上述研究的基礎(chǔ)上，深入研究了B型煙粉虱為害煙草后對(duì)光合作用的影響和機(jī)制，通過(guò)測(cè)定誘導(dǎo)的煙草植株韌皮部汁液中相關(guān)防御物質(zhì)的變化，探討B(tài)型煙粉虱取食后煙草生理生化變化在對(duì)蚜蟲(chóng)等其它刺吸式口器昆蟲(chóng)抗蟲(chóng)性中的的作用。本文對(duì)于闡明B型煙粉虱對(duì)煙草的為害機(jī)制，科學(xué)評(píng)價(jià)其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)性具有重要的理論意義。本研究主要結(jié)果如下：
　　 1.B型煙粉虱若蟲(chóng)為害對(duì)煙草葉片光合作用造成不利影響，并具有明顯的空間和時(shí)間效應(yīng)。隨著B(niǎo)型煙粉虱若蟲(chóng)為害時(shí)間的

3、推移，蟲(chóng)體葉光合速率呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，在B型煙粉虱取食15d，20d時(shí)相對(duì)于對(duì)照明顯降低了38.22％和54.28％；而系統(tǒng)白脈葉的光合速率呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)，在煙粉虱若蟲(chóng)取食15d和20d時(shí)相對(duì)于對(duì)照明顯降低了40.98％和18.48％，表明B型煙粉虱為害不僅對(duì)蟲(chóng)體葉的光合作用造成不利影響，而系統(tǒng)白脈葉的光合作用同樣受到抑制。B型煙粉虱為害煙草10d后才對(duì)煙草葉片的光合作用造成影響，表明B型煙粉虱為害對(duì)煙草光合作用的影響具有時(shí)間

4、效應(yīng)。B型煙粉虱為害后煙草葉片葉綠素a，b和類(lèi)胡蘿卜含量降低，尤其是是葉綠素a在空間和時(shí)間上降低最為明顯。
　　 2.B型煙粉虱取食對(duì)煙草光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)結(jié)構(gòu)和功能造成了不利影響，進(jìn)而影響煙草的光合效率。植物的光系統(tǒng)Ⅱ是植物光合機(jī)構(gòu)中對(duì)環(huán)境變化最敏感的部位，也是光合作用的重要部位，與植物光合作用過(guò)程中光能的吸收、轉(zhuǎn)換和光合電子傳遞的有關(guān)。B型煙粉虱為害煙草后蟲(chóng)體葉和系統(tǒng)白脈葉的單位面積反應(yīng)中心數(shù)量(RC/CS)均明顯降低，而P

5、SⅡ反應(yīng)中心的關(guān)閉程度(1-qP)卻明顯升高，同時(shí)使供體側(cè)的放氧復(fù)合體(OEC)受到嚴(yán)重的傷害，對(duì)光系統(tǒng)Ⅱ的結(jié)構(gòu)造成較大傷害。PSⅡ反應(yīng)中心的失活和關(guān)閉限制了PSⅡ的電子向下游的傳遞速率，使PSⅡ吸收的光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的比例降低。同時(shí)B型煙粉虱為害使煙草PSⅡ電子傳遞受到抑制，這些電子傳遞中受抑制的位點(diǎn)包括了放氧復(fù)合體和QA到QB間的電子傳遞過(guò)程。B型煙粉虱為害影響了煙草蟲(chóng)體葉和系統(tǒng)白脈葉光系統(tǒng)的能量流動(dòng)，B型煙粉虱為害導(dǎo)致蟲(chóng)體葉和系統(tǒng)

6、白脈葉熱耗散掉的能量(DIo/RC)的增加和能量利用效率(φpo，ψo(hù)和φEo)下降，導(dǎo)致過(guò)剩激發(fā)能增加，活性氧過(guò)氧化氫積累增加，并且這種影響具有明顯的系統(tǒng)傳導(dǎo)性，可能與B型煙粉虱誘導(dǎo)煙草的SA信號(hào)途徑防御反應(yīng)有關(guān)。
　　 3.通過(guò)SDS-PAGE電泳發(fā)現(xiàn)，B型煙粉虱3齡若蟲(chóng)為害煙草后，白脈葉相對(duì)于對(duì)照有9種蛋白被誘導(dǎo)上調(diào)表達(dá)，其中4種蛋白是特異性表達(dá)，而其它5種蛋白被誘導(dǎo)上調(diào)；而蟲(chóng)體葉中只有兩種蛋白被誘導(dǎo)上調(diào)。這表明B型煙粉虱

7、可能誘導(dǎo)了相關(guān)的防御酶的表達(dá)，并且在白脈葉上較蟲(chóng)體葉被誘導(dǎo)表達(dá)更強(qiáng)烈。
　　 4.通過(guò)測(cè)定煙草韌皮部汁液中防御物質(zhì)，明確了B型煙粉虱為害后煙草韌皮部汁液中相關(guān)防御蛋白以及酚類(lèi)物質(zhì)的時(shí)空變化。B型煙粉虱為害后蟲(chóng)體葉位和系統(tǒng)白脈葉位韌皮部汁液中多酚氧化酶(PPO)，β-1，3-葡聚糖酶，幾丁質(zhì)酶的活性均較對(duì)照明顯增加，但是在系統(tǒng)白脈葉位的升高幅度明顯高于蟲(chóng)體葉位，特別是在15d和20d的時(shí)候。B型煙粉虱為害后韌皮部汁液的過(guò)氧化物酶(

8、POD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)在蟲(chóng)體葉的升高幅度明顯高于系統(tǒng)白脈葉位。過(guò)氧化氫酶(CAT)在系統(tǒng)白脈葉位韌皮部汁液被B型煙粉虱取食誘導(dǎo)增加，而在蟲(chóng)體葉位中卻被抑制。蟲(chóng)體葉韌皮部汁液中抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)和總酚含量與對(duì)照相比沒(méi)有明顯差異，在系統(tǒng)白脈葉中也只是在B型煙粉虱為害20d，25d時(shí)才有一定的差異。由此結(jié)合前期的蚜蟲(chóng)生測(cè)試驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)B型煙粉虱為害后誘導(dǎo)煙草韌皮部汁液中PPO，β-1-3-葡聚糖酶，幾丁質(zhì)酶及CAT與煙草