b型烟粉虱为害后烟草的生理响应

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1、山东农业大学博士学位论文B型烟粉虱为害后烟草的生理响应姓名：李庆亮申请学位级别：博士专业：农业昆虫与害虫防治指导教师：薛明20120607山东农业火学博一i：学位论文中文摘要B型烟粉虱是一种世界性的入侵害虫。该虫自入侵我国后，已在局部烟区爆发成灾，并且成为了烟草上的重要害虫。B型烟粉虱为害能够造成多种的寄主生理紊乱，如西葫芦银叶，莴苣叶茎变白，部分观赏植物叶片失绿等现象，并引起某些植物光合速率的下降。而我们的前期研究发现B型烟粉虱为害后烟草叶片出现明显的白脉现象，并对烟草的生长发育产生明显不利影

2、响。同时发现，B型烟粉虱为害造成烟草叶片中防御酶活性增加，诱导了烟草防御的水杨酸信号途径，而抑制了茉莉酸信号途径。本文在上述研究的基础上，深入研究了B型烟粉虱为害烟草后对光合作用的影响和机制，通过测定诱导的烟草植株韧皮部汁液中相关防御物质的变化，探讨B型烟粉虱取食后烟草生理生化变化在对蚜虫等其它刺吸式口器昆虫抗虫性中的的作用。本文对于阐明B型烟粉虱对烟草的为害机制，科学评价其生态风险性具有重要的理论意义。本研究主要结果如下：1．B型烟粉虱若虫为害对烟草叶片光合作用造成不利影响，并具有明显的空间和

3、时间效应。随着B型烟粉虱若虫为害时间的推移，虫体叶光合速率呈现逐渐降低的趋势，在B型烟粉虱取食15d，20d时相对于对照明显降低了38．22％和54．28％；而系统自脉叶的光合速率呈现先降低后升高的趋势，在烟粉虱若虫取食15d和20d时相对于对照明显降低了40．98％和18．48％，表明B型烟粉虱为害不仅对虫体叶的光合作用造成不利影响，而系统白脉叶的光合作用同样受到抑制。B型烟粉虱为害烟草10d后才对烟草叶片的光合作用造成影响，表明B型烟粉虱为害对烟草光合作用的影响具有时间效应。B型烟粉虱为害后

4、烟草叶片叶绿素a，b和类胡萝卜含量降低，尤其是是叶绿素a在空间和时间上降低最为明显。2．B型烟粉虱取食对烟草光系统II(PSII)结构和功能造成了不利影响，进而影响烟草的光合效率。植物的光系统II是植物光合机构中对环境变化最敏感的部位，也是光合作用的重要部位，与植物光合作用过程中光能的吸收、转换和光合电子传递的有关。B型烟粉虱为害烟草后虫体叶和系统白脉叶的单位面积反应中心数量(RC／CS)均明显降低，而PSII反应中心的关闭程度(1．qP)却明显升高，同时使供体侧的放氧复合体(OEC)受到严重的

5、伤害，对光系统lI的结构造成较大伤害。PSII反应中心的失活和关闭限制了PSII的电子向下游的传递速率，使PSII吸收的光能转变成化学能的比例降低。同时B型烟粉虱为害使烟草PSII电子传递受到抑制，这些电子传递中受抑制的位点包括了放氧复合体和QA到QB间的电子传递过程。B型烟粉虱为害影响了烟草虫体叶和系B型烟粉虱为害后烟草的生理响应统白脉叶光系统的能量流动，B型烟粉虱为害导致虫体叶和系统白脉叶热耗散掉的能量(DIo／RC)的增加和能量利用效率(tOpo，、I，o和QEo)下降，导致过剩激发能增加

6、，活性氧过氧化氢积累增加，并且这种影响具有明显的系统传导性，可能与B型烟粉虱诱导烟草的SA信号途径防御反应有关。3．通过SDS—PAGE电泳发现，B型烟粉虱3龄若虫为害烟草后，白脉叶相对于对照有9种蛋白被诱导上调表达，其中4种蛋白是特异性表达，而其它5种蛋白被诱导上调；而虫体叶中只有两种蛋白被诱导上调。这表明B型烟粉虱可能诱导了相关的防御酶的表达，并且在白脉叶上较虫体叶被诱导表达更强烈。4．通过测定烟草韧皮部汁液中防御物质，明确了B型烟粉虱为害后烟草韧皮部汁液中相关防御蛋白以及酚类物质的时空变化

7、。B型烟粉虱为害后虫体叶位和系统白脉叶位韧皮部汁液中多酚氧化酶(PPO)，B．1，3．葡聚糖酶，几丁质酶的活性均较对照明显增加，但是在系统白脉叶位的升高幅度明显高于虫体叶位，特别是在15d和20d的时候。B型烟粉虱为害后韧皮部汁液的过氧化物酶(POD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)在虫体叶的升高幅度明显高于系统白脉叶位。过氧化氢酶(CAT)在系统白脉叶位韧皮部汁液被B型烟粉虱取食诱导增加，而在虫体叶位中却被抑制。虫体叶韧皮部汁液中抗坏血酸过氧化物酶(APX)和总酚含量与对照相比没有明显差异，在系统白

8、脉叶中也只是在B型烟粉虱为害20d，25d时才有一定的差异。由此结合前期的蚜虫生测试验分析，发现B型烟粉虱为害后诱导烟草韧皮部汁液中PPO，B．1．3一葡聚糖酶，几丁质酶及CAT与烟草对烟蚜的防御有一定的关系。而抗坏血酸过氧化物酶与酚类物质与烟草防御烟蚜的关系不大。关键词：B型烟粉虱；烟草：光合作用：叶绿素荧光：韧皮部汁液：防御n山东农业大学博士学位论文AbstractBemisiatabaci(Gennadius)biotypeBisaworldwideinvasivepest．Ithasbe