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本研究通过调查常规棉SY321棉田、转CrylAc+CpTI基因棉SGK321棉田、以及间作棉田烟粉虱成虫种群数量,分析了SGK321、SY321以及间作对烟粉虱空间分布和种群动态的影响;通过室内饲养和观察,研究了SY321和SGK321两种棉花上烟粉虱成虫寿命、伪蛹数、羽化率等生物学特性的差异;通过测定不同时期SGK321棉与SY321棉叶片中几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶等防御酶的活性及蛋白质的含量以及取食SY321和SGK321两种棉花的烟粉虱伪蛹体内羧酸酯酶、乙酰胆碱酯酶、谷胱甘肽S-转移酶等主要解毒酶的活性,分析了常规棉与转双价基因棉对烟粉虱防御反应的差异以及常规棉与双价基因棉对烟粉虱体内主要解毒酶活性的影响。主要结果如下:
1.SGK321和SY321棉田中烟粉虱种群动态差异
在整个调查期间,SGK321棉田烟粉虱的种群数量基本上均高于SY321棉田和间作棉田;八月份是烟粉虱田间种群的快速增长期;在8月下旬,3棉田烟粉虱种群均有1个发生高峰,此时SGK321棉田烟粉虱种群数量(7.00头/叶)明显高于SY321棉田(3.38头/叶)和间作棉田(3.73头/叶),差异极显著(P<0.01);不同棉田烟粉虱空间分布基本均是上部叶片烟粉虱分布最多,其次为中部叶片,下部叶片烟粉虱最少,而且3个叶位烟粉虱种群动态趋势也略有区别;SY321和SGK321间作能够降低SGK321上烟粉虱的种群数量。
2.烟粉虱取食诱导SGK321和SY321叶片中防御酶活性的变化
被烟粉虱取食的SGK321植株叶片几丁质酶活性呈下降-上升-下降-上升的趋势;SY321上部叶片中呈下降-上升-下降-上升的趋势,其下部叶片为先下降后上升趋势;SGK321叶片β-1,3-葡聚糖酶活性变化呈下降-上升-下降-上升趋势,而SY321叶片基本上均呈先下降后上升趋势;SGK321与SY321叶片中苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶的活性均呈上升趋势,超氧化物岐化酶活性则是下降后上升,过氧化氢酶的活性基本呈下降趋势。SY321与SGK321叶片中蛋白质含量基本均呈先上升后逐渐下降趋势。SGK321与SY321处理植株叶片几丁质酶活性之间没有明显差异;SGK321处理植株叶片β-1,3-葡聚糖酶的活性多数时期高于SY321。SY321处理植株叶片中苯丙氨酸解氨酶活性在不同时期均高于SGK321处理植株,相对活力变化趋势两者相差不大;SGK321处理植株叶片中过氧化物酶活性在不同时期均高于SY321;SGK321处理植株上部叶片超氧化物岐化酶活性在处理30d前明显高于SY321,处理40d时SY321高于SGK321;SY321处理植株叶片中过氧化氢酶活性高于SGK321。
3.SGK321和SY321对烟粉虱生物学特性及体内主要解毒酶活性的影响
取食SGK321烟粉虱成虫平均寿命(15.75天)略低于取食SY321上(16.20天),差异不显著(P>0.05);SGK321上的烟粉虱F1代伪蛹数(114.44头/笼)以及羽化率(76.17%)比SY321上烟粉虱的(分别为108.00头/笼和69.62%)高。SGK321缩短成虫寿命,提高F1成虫羽化率,促进了烟粉虱种群的快速增长。SGK321对烟粉虱体内主要解毒酶没有显著影响。与SY321种群相比,SGK321种群烟粉虱伪蛹α-NA羧酸酯酶活性和β-NA羧酸酯酶活性均值略有下降,而乙酰胆碱酯酶和谷胱甘肽S-转移酶活性略有上升,但差异均不显著(P>0.05);SGK321和SY321对各个酶活性的分布频率的影响也有差异。