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B型烟粉虱自入侵我国以来,在我国许多地区已暴发成灾,对我国农作物和园林花卉等构成严重的威胁,并有逐年加重与扩散的趋势。我们在田间调查中发现烟粉虱为害后的甘蓝上桃蚜和菜青虫数量明显减少,B型烟粉虱在与桃蚜和菜青虫竞争中占据明显的优势。本文研究了B型烟粉虱取食诱导的植物防御反应对桃蚜和咀嚼式昆虫菜青虫和斜纹夜蛾的影响,并测定了B型烟粉虱为害的甘蓝植株内主要营养物质和次生代谢产物的变化,探讨其在B型烟粉虱取食诱导的甘蓝防御反应在与土著昆虫竞争中的作用。本研究对进一步揭示外来入侵害虫B型烟粉虱的种间竞争优势机制具有重要意义。主要研究结果如下:
1.B型烟粉虱为害后的甘蓝对后侵染的桃蚜种群动态、个体生长发育、存活率及繁殖力均有明显的抑制作用,而对后侵染的烟粉虱自身却没有不利的影响。在B型烟粉虱为害后的甘蓝植株上,桃蚜第二代、第三代的种群增长倍数较对照植株分别降低了74.65%和72.66%。与对照叶片相比,桃蚜取食B型烟粉虱为害后的甘蓝系统白脉叶片后其发育历期延长2.6天,平均相对生长率降低15.80%,平均单雌产仔量减少9.3头/雌;而心叶和局部虫体叶对桃蚜均没有明显的负面影响。
2.桃蚜前侵染的甘蓝植株对B型烟粉虱生长发育和繁殖无明显影响。桃蚜危害后甘蓝植株的危害叶和系统叶与对照植株各自相应叶位叶片相比,均没有明显的差异。
3.B型烟粉虱取食诱导的甘蓝植株对随后取食的菜青虫和斜纹夜蛾幼虫生长发育和繁殖有明显的不利影响,并且局部虫体叶的不利影响大于白脉叶。取食B型烟粉虱前侵染的甘蓝虫体叶片后,菜青虫和斜纹夜蛾幼虫存活率明显降低,较各自对照分别降低了20.0%和26.0%,繁殖力分别减少了19.6粒/雌和471.5粒/雌,雌雄蛹重均明显降低,与对照差异显著。
4.测定了B型烟粉虱为害的甘蓝植株内叶绿素和主要营养物质含量的变化,结果发现B型烟粉虱为害后甘蓝植株叶绿素及可溶性蛋白含量在虫体叶、白脉和心叶中与各自的对照叶片均有所降低,且趋势一致,降低大小顺序均为白脉>心叶>虫体叶。可溶性糖含量在虫体叶中较对照显著升高,而白脉叶和心叶均降低,且白脉叶降低更为显著,较对照降低了14.83%。结合对桃蚜抑制影响的分析,表明叶绿素、可溶性糖及可溶性蛋白的含量与桃蚜的存活率呈密切的正相关性。
5.B型烟粉虱为害甘蓝植株后,虫体叶、白脉叶和心叶中防御酶过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)以及苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性较各自对照均明显升高。在处理植株的白脉叶上POD、PPO和PAL升高的比例明显高于虫体叶和心叶,这三种酶活性分别较各自对照升高了223.9%,166.9%及17.1%,而在虫体叶上分别升高了65.0%,62.3%及5.3%,心叶中三种酶活性升高的程度与虫体叶相似。推测上述三种酶可能与甘蓝介导的B型烟粉虱对桃蚜的防御反应有关。
6.整叶取样测定时发现,B型烟粉虱为害甘蓝植株后次生代谢产物芥子油苷和酚类在虫体叶、白脉叶和心叶中较各自对照均显著升高,并且白脉叶升高的比例明显高于虫体叶和心叶,升高大小顺序为白脉叶>心叶>虫体叶。在白脉叶片中,芥子油苷和酚类物质含量分别是对照的1.66倍和3.1倍。韧皮部取样测定发现B型烟粉虱为害的甘蓝植株局部虫体叶中芥子油苷含量有所降低,而系统白脉和心叶中芥子油苷含量均有所升高,且白脉叶中升高的最显著,是对照的1.52倍。因此推测,芥子油苷可能是抑制桃蚜生长发育及繁殖的主要因素之一。