B型烟粉虱是重要的外来入侵害虫,温室白粉虱和烟蚜也是重要的农业害虫,它们均是韧皮部取食昆虫,且有多重共同的寄主植物。我们前期研究发现B型烟粉虱若虫能够诱导烟草系统叶对烟蚜的防御反应,而不能诱导局部叶对烟蚜的防御反应,且其诱导的对烟蚜的防御与诱导寄主的SA信号途径有关。本文通过比较研究B型烟粉虱、温室白粉虱和烟蚜三种刺吸式口器昆虫及不同虫态取食诱导烟草对烟蚜防御反应差异的基础上,测定分析烟草生化指标的变化差异,寻找B型烟粉虱若虫诱导烟草特异性表达的次生代谢产物和防御酶,并通过其时空效应和在Nah G烟草上的表达特点,结合对烟蚜防御反应的结果进行比较分析,进一步筛选出与防御烟蚜相关的防御产物。本研究结果对于进一步揭示B型烟粉虱对于土著昆虫种间竞争优势的机制具有重要的意义。主要研究结果如下:1.B型烟粉虱若虫诱导了烟草系统叶对烟蚜强烈的防御反应,温室白粉虱若虫诱导的次之,两种粉虱成虫与烟蚜为害的烟草对后为害的烟蚜没有明显的防御反应。与对照相比较,在B型烟粉虱若虫为害植株的系统叶上,烟蚜的存活率降低了64.4%,平均繁殖力降低9.9头/雌,发育历期延长了1.6天,平均虫重降低0.23mg/头,均与对照差异显著;温室白粉虱若虫为害的系统叶上烟蚜的存活率降低了16.7%,平均虫重降低0.13mg/头,也与对照差异显著,但烟蚜的繁殖力和发育历期与对照相比无明显差异;两种粉虱成虫与烟蚜为害的植株对后为害烟蚜的上述指标较对照没有明显的变化;两种粉虱若虫为害也不能诱导烟草局部叶位对后为害烟蚜的防御反应。2.B型烟粉虱和温室白粉虱的成虫、若虫与烟蚜均能为害诱导烟草SA含量较对照明显升高,但其诱导程度存在明显差异,其中B型烟粉虱若虫诱导的程度最为强烈。B型烟粉虱若虫为害诱导的烟草局部和系统叶位SA含量分别比对照升高19.1和10.2倍;温室白粉虱若虫诱导的分别比对照升高4.4和2.3倍。两种粉虱成虫为害对SA含量的影响均低于各自的若虫,B型烟粉虱成虫为害诱导的局部叶和系统叶较对照升高4.8和1.0倍;温室白粉虱成虫诱导局部叶位比对照升高1.5倍,系统叶位SA含量与对照无明显差异。烟蚜为害诱导烟草局部叶和系统叶SA含量分别比对照仅升高3.0和1.2倍。B型烟粉虱若虫为害烟草对SA含量的影响具有明显的时间和空间效应:1龄、2龄、3龄和4龄若虫分别取食诱导烟草系统叶位SA含量较对照升高0.2、10.2、1.1和0.2倍,3龄若虫对SA含量诱导程度最强;3龄若虫诱导烟草局部叶、系统叶和心叶SA含量分别较对照显著升高19.1、10.2和3.7倍,由下向上逐渐降低。结合对烟蚜的防御生测结果分析,发现三种昆虫为害诱导烟草SA含量的变化程度与对烟蚜的防御程度有关。3.通过比较测定3种刺吸式口器昆虫为害对烟草6种防御酶活性影响的差异发现,B型烟粉虱若虫特异性的诱导了POD、β-1,3葡聚糖酶、CAT和几丁质酶4种防御酶活性的显著升高,其中β-1,3葡聚糖酶、CAT和几丁质酶与烟蚜的防御有关。B型烟粉虱若虫特异性诱导系统叶位β-1,3葡聚糖酶、CAT和几丁质酶活性最显著的升高,分别为对照的1.91、1.46和1.46倍,也明显高于局部叶位;温室白粉虱若虫为害诱导的,分别为对照的1.30、1.30和1.09倍,明显低于B型烟粉虱若虫;烟蚜为害未引起3种酶活性的明显升高。APX、PPO和POD在温室白粉虱若虫和烟蚜为害植株上的最大升高幅度高于B型烟粉虱若虫为害植株的系统叶位。以上结果与3种刺吸式昆虫为害诱导的烟草不同叶位对烟蚜防御的结果比较分析,发现β-1,3葡聚糖酶、CAT和几丁质酶与对烟蚜的防御呈正相关。进一步研究发现,B型烟粉虱若虫为害Nah G烟,可抑制β-1,3葡聚糖酶、CAT和几丁质酶活性的升高;B型烟粉虱若虫为害野生型烟草,对β-1,3葡聚糖酶、CAT和几丁质酶活性的诱导具有明显的时间和空间效应,在3龄若虫为害的植株上升高最为显著;3龄若虫为害植株的局部叶、中间叶、系统叶和心叶4个叶位中,系统叶位上3种酶活性的升高最为显著。以上的测定结果与B型烟粉虱若虫为害诱导的烟草对烟蚜的防御反应结合分析,β-1,3葡聚糖酶、CAT和几丁质酶与烟蚜防御密切相关,而PPO、POD和APX与其关系不大。4.液质普扫检测结果显示,与对照相比,B型烟粉虱若虫为害烟草诱导系统叶上变化的物质总数为3597种,其中上调和下调的物质分别有2442种和1155种。在上调的这2442种物质中,与温室白粉虱若虫为害的相比,其特异性诱导上调的物质有44种,升高5倍以上的物质有26种。结合两种粉虱若虫为害烟草诱导的不同叶位对烟蚜的防御活性分析,有11种物质可能与防御烟蚜相关。进一步比较B型烟粉虱若虫为害野生型和Nah G烟草对这11种物质的影响发现,B型烟粉虱若虫为害Nah G烟抑制了这11种物质含量的升高,结合烟蚜的生测试验分析,推测它们可能在B型烟粉虱若虫为害诱导的烟草对烟蚜的防御反应中起作用。5.通过比较测定3种刺吸式口器昆虫为害对烟草主要次生物质含量影响的差异,发现B型烟粉虱若虫特异性诱导了绿原酸、儿茶酸、咖啡酸、对香豆酸、芸香苷、莨菪亭、阿魏酸和槲皮素8种次生物质含量的显著升高,其中绿原酸、儿茶酸、咖啡酸和芸香苷与对烟蚜的防御有关。B型烟粉虱若虫特异性诱导了烟草系统叶位绿原酸、儿茶酸、咖啡酸和芸香苷含量最显著的升高,分别为对照的4.00、2.84、1.87和3.81倍,明显高于局部叶位;温室白粉虱若虫为害诱导的,分别为对照的2.27、2.13、1.32和3.19倍,明显低于B型烟粉虱若虫;烟蚜为害未引起4种物质含量的明显升高。对-香豆酸、阿魏酸、莨菪亭、山奈酚和槲皮素在B型烟粉虱若虫为害植株局部叶位上的升高程度均高于系统叶位;温室白粉虱为害仅诱导山奈酚和槲皮素在局部叶位上的升高;而烟蚜为害未对这5种次生物质的含量产生明显影响。三种刺吸式昆虫为害烟草均未引起没食子酸和肉桂酸含量的明显变化。与3种刺吸式昆虫为害诱导的不同叶位对烟蚜防御的差异结合分析,绿原酸、儿茶酸、咖啡酸和芸香苷与烟蚜防御呈正相关。进一步研究发现,B型烟粉虱若虫为害Nah G烟,可阻断绿原酸、儿茶酸、咖啡酸和芸香苷含量的升高;而B型烟粉虱若虫为害野生型烟草,绿原酸、儿茶酸、咖啡酸和芸香苷含量变化具有明显的时间和空间效应,3龄若虫为害对绿原酸、儿茶酸、咖啡酸和芸香苷含量的诱导最为显著;3龄若虫为害植株的局部叶、中间叶、系统叶和心叶4个叶位中,系统叶位上4种次生物质含量的升高最为显著。以上的测定结果与B型烟粉虱若虫为害诱导的烟草对烟蚜的防御反应结果结合进行分析,发现绿原酸、儿茶酸、咖啡酸和芸香苷与烟蚜的防御密切相关;对香豆酸、莨菪亭、阿魏酸、槲皮素与其无明显的相关性。