番茄挥发物及双生病毒调控丽蚜小蜂寄主选择行为的研究

来源 :中国计量大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Michellesy
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烟粉虱(Bemisia tabaci)是世界性重大农业害虫,近年来在我国大面积入侵并扩散成灾。一方面它能通过取食植物汁液以及在植物中分泌蜜露引发植物煤污病,另一方面它还会传播植物病毒对植物生产造成巨大的损伤。由于烟粉虱极易产生农药耐药性,因此研发烟粉虱的生物防控技术成为了亟需解决的问题。丽蚜小蜂(Encarsia formosa)常用来防治烟粉虱的一种寄生蜂。田间应用表明,只有在烟粉虱入侵初期释放丽蚜小蜂,才能够有效的防控烟粉虱;一旦烟粉虱种群达到一定数量,二者种群将会始终处于一种平衡状态。因此,如何在烟粉虱入侵初期提高丽蚜小蜂的寄生效率是利用丽蚜小蜂防控烟粉虱的关键。植物受到虫害后,能够迅速的释放一些特异性的挥发物,进而吸引寄生蜂或者捕食者,从而达到防控害虫的目的。以往的研究表明,烟粉虱成虫诱导的特异性挥发物之能作为丽蚜小蜂寄主定位的线索。但是,烟粉虱若虫及成虫诱导的田间寄主(如番茄)的挥发物是否相同、人工释放烟粉虱诱导的特异性挥发物能否提高丽蚜小蜂在田间的生防效率目前并不清楚。此外,考虑到烟粉虱常常将双生病毒传递到寄主植物中,植物与烟粉虱的带毒状态是否会影响丽蚜小蜂的寄主搜寻效率同样值得关注。本文以烟粉虱-番茄-丽蚜小蜂为研究体系,共选取四种番茄品种(Moneymaker、Castlemart、Zhefen 302、Zheza 809)作为供试植物。首先比较了烟粉虱若虫或成虫诱导的番茄挥发物对丽蚜小蜂的寄主选择行为的影响,以及丽蚜小蜂对烟粉虱若虫或成虫为害叶片的选择反应;其次提取、对比分析了烟粉虱若虫或成虫诱导的番茄挥发物指纹谱;并测定了烟粉虱诱导的不同挥发物组分对丽蚜小蜂寄主选择和寄生效率的影响,筛选出烟粉虱诱导番茄挥发物中吸引丽蚜小蜂的活性成分;最后,比较了番茄植株与烟粉虱成虫分别感染番茄黄化曲叶病毒后对丽蚜小蜂寄主选择行为和寄生效率产生的影响。具体的研究结果如下:1.丽蚜小蜂对烟粉虱诱导番茄挥发物及虫害叶片的寄主选择本实验首先利用Y型嗅觉仪测定了远距离条件下丽蚜小蜂对烟粉虱(若虫或成虫)虫害番茄挥和健康番茄之间的选择反应。研究结果表明,相较于健康番茄气味源,丽蚜小蜂更偏好选择成虫为害的番茄气味源(Castlemart除外);相反的,丽蚜小蜂对健康番茄和若虫为害番茄气味源间并无明显偏好性。这说明远距离条件下丽蚜小蜂主要利用烟粉虱成虫诱导的番茄挥发物进行寄主定位。其次,在培养皿中检测近距离条件下丽蚜小蜂对烟粉虱若虫或成虫为害番茄叶片的选择反应。结果表明:无论何种番茄,丽蚜小蜂在若虫为害的叶片和成虫为害的叶片上停留时间无显著差异。但是当若虫保留在叶片上后,丽蚜小蜂则在若虫为害的叶片上停留时间显著增长。以上结果说明:当丽蚜小蜂距离寄主(烟粉虱若虫)较远时,主要依靠烟粉虱成虫诱导的番茄挥发物进行寄主定位;当丽蚜小蜂距离寄主较近时,则依靠烟粉虱若虫带来的视觉或触觉线索进行寄主定位。2.明确烟粉虱诱导番茄挥发物吸引丽蚜小蜂的活性成分利用动态顶空的方法收集健康、若虫为害及成虫为害后番茄植株的挥发物,并利用GC-MS进行成分分析。研究结果表明:与健康番茄挥发物相比,无论何种番茄,若虫为害后番茄挥发物的组成跟释放量并无显著变化;但成虫为害Moneymaker、Zhefen 302、Zheza 809后,均诱导挥发物β-myrcene、β-caryophllene的释放量显著增加;此外,成虫为害Zheza 809后,linalool的释放量也显著增加。然后我们分别测定了人工添加β-myrcene、β-caryophllene、linalool三种挥发物对丽蚜小蜂嗅觉选择及寄生效率的影响。结果发现:与对健康番茄气味源相比,丽蚜小蜂更偏好选择添加β-myrcene和β-caryophllene后的番茄植株气味源;但对添加linalool的番茄气味源则未表现出选择偏好性。同样的,人工添加β-myrcene和β-caryophllene能够显著提高丽蚜小蜂对烟粉虱的寄生率,但添加linalool并未提高丽蚜小蜂对烟粉虱的寄生率。以上结果说明烟粉虱成虫诱导的番茄挥发物β-myrcene和β-caryophllene是吸引丽蚜小蜂的活性成分,且人工释放这两种挥发物能提高丽蚜小蜂对烟粉虱的生防效率。3.双生病毒侵染对丽蚜小蜂寄主选择行为的影响本实验首先测定了健康番茄、人工注射带毒及带毒烟粉虱虫传带毒番茄的叶毛密度和长度。研究发现:与健康的番茄相比,人工注射带毒与虫传带毒的番茄植株叶毛密度显著增加,但其长度无显著变化。其次,对寄主番茄植株以及烟粉虱若虫的带毒状态对丽蚜小蜂寄生率的影响进行了研究,结果发现:当番茄感染番茄黄化曲叶病毒后,带毒番茄上被丽蚜小蜂寄生的烟粉虱若虫数量显著减少。当丽蚜小蜂在带毒烟粉虱和无毒烟粉虱所产若虫间两两选择时,丽蚜小蜂偏好寄生无毒烟粉虱若虫;但在无选择条件下,丽蚜小蜂对无毒烟粉虱和带毒烟粉虱所产若虫的寄生率和致死率均无显著差异。综上所述,我们推断,丽蚜小蜂在感染病毒的番茄植株上寄生率的降低可能是由于番茄带毒后叶毛密度增加所致,降低其寄主搜寻效率引起的;丽蚜小蜂对无毒烟粉虱若虫产生寄生偏好性,可能是因为带毒烟粉虱若虫会对丽蚜小蜂后代发育产生负面影响。
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