Changes in defensive enzyme activity and defensive enzyme gene expression in cotton leaves after feeding by Apolygus lucorum

本研究以抗性棉皖棉小黄花为材料,室内条件下测定绿盲蝽Apolygus lucorum (Mayer-Dür)取食、机械损伤、外源水杨酸和外源茉莉酸甲酯诱导处理后棉叶中苯丙氨酸解氨酶基因(pal)、过氧化物酶基因(pod)和过氧化氢酶基因(cat)的相对表达量,并以健康植株为对照.结果表明:绿盲蝽取食诱导与外源信号物质诱导相似,苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)活性升高,过氧化氢酶(CAT)活性降低;PAL、POD和CAT活力变化与本文中选取的pal、pod和cat基因表达量变化趋势存在差异.本研究说明,绿盲蝽取食既激活了水杨酸介导的防御信号转导途径,也激活了茉莉酸介导的信号转导途径;PAL、POD和CAT 3种酶活力不完全由本文中选取的pal、pod和cat 3个基因所调控.     

绿盲蝽取食诱导后棉花叶片内防御酶活力与基因表达量的变化

本研究以抗性棉皖棉小黄花为材料,室内条件下测定绿盲蝽Apolygus lucorum(Mayer-Dür)取食、机械损伤、外源水杨酸和外源茉莉酸甲酯诱导处理后棉叶中苯丙氨酸解氨酶基因(pal)、过氧化物酶基因(pod)和过氧化氢酶基因(cat)的相对表达量,并以健康植株为对照。结果表明:绿盲蝽取食诱导与外源信号物质诱导相似,苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)活性升高,过氧化氢酶(CAT)活性降低;PAL、POD和CAT活力变化与本文中选取的pal、pod和cat基因表达量变化趋势存在差异。本研究说明,绿盲蝽取食既激活了水杨酸介导的防御信号转导途径,也激活了茉莉酸介导的信号转导途径;PAL、POD和CAT 3种酶活力不完全由本文中选取的pal、pod和cat 3个基因所调控。     

绿盲蝽和中黑盲蝽对不同抗性和虫害处理棉花的选择趋性

研究绿盲蝽Apolygus lucorum和中黑盲蝽Adelphocoris suturalis对不同抗性和虫害处理棉花的选择趋性,为棉盲蝽的综合治理提供理论依据。本研究以抗性棉花品种BR-S-10（抗性品种）和感性棉花品种科林08-15（感性品种）,以及绿盲蝽和中黑盲蝽分别危害处理后的该两种棉花植株为试验材料,以纯净空气为空白对照,共成对设置15个气味源组合,采用“Y”型昆虫嗅觉仪室内研究了绿盲蝽和中黑盲蝽对不同抗性和虫害处理棉花的选择趋性。结果表明,绿盲蝽显著选择感性品种、中黑盲蝽危害感性品种和绿盲蝽危害感性品种。中黑盲蝽显著选择绿盲蝽危害感性品种、中黑盲蝽危害感性品种和感性品种。总的来说,两种棉盲蝽趋向于选择敏感棉花品种,抗性棉花品种对供试昆虫有显著趋避性;绿盲蝽显著趋向选择中黑盲蝽危害感性品种和绿盲蝽危害感性品种,中黑盲蝽显著趋向选择绿盲蝽危害感性品种和中黑盲蝽危害感性品种。     

棉花叶片性状（厚度和油点密度）与其对绿盲蝽抗性的关系

为了明确棉花叶片性状（厚度和油点密度）与其对绿盲蝽Apolygus lucorum （Meyer-Dür）抗性的关系,以期为棉花抗盲蝽品种(系)选育提供理论依据,本研究选用对绿盲蝽有不同抗性的20个棉花品种(系)为材料,分别测定其叶片厚度、表皮层厚度和油点密度。结果表明：晋棉26、冀丰989、常D、亚洲棉对绿盲蝽表现为高抗;棉花叶片厚度、表皮层厚度和油点密度在不同生长期均有差异;棉花对绿盲蝽的综合抗性指数与其铃期叶片表皮层厚度和油点密度有显著相关性（y=20.673+0.415x,R²=0.305,P=0.012;y=1.049+0.049x,R²=0.207,P=0.044）。结果显示,在一定的生长期,叶片表皮层厚和多油点棉花品种可以减少绿盲蝽的危害。     

学习经验处理的绿盲蝽对抗感棉花品种选择研究

【目的】在室内研究绿盲蝽Apolygus lucorum(Meyer-Dür)分别对抗性和敏感棉花品种趋向选择性,为棉花抗盲蝽品种选育和绿盲蝽的综合治理提供理论依据。【方法】以洁净空气为空白对照,在室内采用"Y"型嗅觉仪观察记录不同学习经验处理的绿盲蝽对两对棉花品种:灵-29(抗)vs.科林08-23(感)、07生试6号(抗)vs.抗病单株-1(感)趋向选择性。【结果】有学习经验和无学习经验的绿盲蝽都趋向选择敏感棉花品种,抗性棉花品种对供试昆虫有显著驱避性;有/无学习经验的绿盲蝽都显著趋向选择绿盲蝽胁迫危害后代感性棉花品种。【结论】整体上,健康棉花处理下,绿盲蝽对抗性品种趋性选择明显低于敏感品种。但是对危害诱导的棉株处理,并未表现出一致的趋性。     

绿盲蝽捕食棉铃虫卵的COI标记检测方法

绿盲蝽 Apolygus lucorum Meyer-Dür不仅取食棉花等多种农作物,而且还具有一定的捕食行为.利用棉铃虫细胞色素氧化酶Ⅰ(COI)的基因序列,设计了检测绿盲蝽对棉铃虫Helicoverpa armigera Hübner卵捕食作用的特异引物.PCR分析结果表明,该引物可特异性检测绿盲蝽体内棉铃虫卵DNA片段,取食3粒棉铃虫卵绿盲蝽的检测半衰期为1.77 h.此检测方法为进一步评价绿盲蝽在农业生态系统中的地位与功能提供了技术平台.     

绿盲蝽体内寄主植物DNA提取方法的优化

【目的】优化绿盲蝽Apolygus lucorum体内植物DNA提取方法,为绿盲蝽寄主利用习性研究发展DNA分子追踪技术。【方法】首先分别利用CTAB法、两种试剂盒法提取绿盲蝽中肠内DNA样本,比较分析其中的棉花DNA检出率。其次,利用1%~1.5%的次氯酸钠溶液漂洗绿盲蝽成虫,比较不同漂洗处理对绿盲蝽体表植物DNA的清除效率以及对体内棉花DNA检出率。【结果】不同提取方法对绿盲蝽中肠内棉花DNA检出率存在显著影响,其中CTAB法提取的中肠样本中棉花DNA的检出率最高。将绿盲蝽成虫在1%~1.5%次氯酸钠中漂洗5 s,可清除成虫体表的植物DNA污染,且不破坏体内的棉花DNA;漂洗30 s后,体内棉花DNA检出率明显降低。【结论】本研究证实了利用整头绿盲蝽成虫代替其中肠提取的绿盲蝽DNA样本的可行性,并明确了成虫体内植物DNA高效提取的方法,为进一步利用DNA分子追踪技术研究绿盲蝽田间寄主选择与取食行为奠定了重要基础。     

绿盲蝽捕食棉铃虫卵的CO Ⅰ标记检测方法

绿盲蝽Apolygus lucorum Meyer-Dür不仅取食棉花等多种农作物,而且还具有一定的捕食行为。利用棉铃虫细胞色素氧化酶Ⅰ（COⅠ）的基因序列,设计了检测绿盲蝽对棉铃虫Helicoverpa armigera Hübner卵捕食作用的特异引物。PCR分析结果表明,该引物可特异性检测绿盲蝽体内棉铃虫卵DNA片段,取食3粒棉铃虫卵绿盲蝽的检测半衰期为1.77 h。此检测方法为进一步评价绿盲蝽在农业生态系统中的地位与功能提供了技术平台。     

葡萄叶片中营养物质和叶绿素含量与其对绿盲蝽抗性的关系

【目的】研究葡萄品种的抗性对于绿盲蝽Apolygus lucorum综合防控策略的制定具有重要意义。本研究检测了不同葡萄品种对绿盲蝽的抗性水平,分析了叶片中可溶性蛋白、可溶性糖和叶绿素含量与其对绿盲蝽抗性的关系,以明确不同葡萄品种对绿盲蝽的抗性机理。【方法】以9个葡萄品种(巨峰、玫瑰香、红地球、红宝石、藤稔、赤霞珠、蛇龙珠、霞多丽和品丽珠)为材料,通过连续3年的田间抗性鉴定确定这些葡萄品种对绿盲蝽的抗性水平;分别采用考马斯亮蓝法、蒽酮比色法和乙醇提取法测定不同葡萄品种叶片中可溶性蛋白、可溶性糖和叶绿素的含量,并通过线性回归法分析这些物质含量与葡萄对绿盲蝽抗性的关系。【结果】不同葡萄品种对绿盲蝽的抗性水平不同,按抗性指数从小到大依次为红地球、玫瑰香、巨峰、赤霞珠、品丽珠、红宝石、蛇龙珠、藤稔和霞多丽;不同葡萄品种叶片中可溶性蛋白、可溶性糖和叶绿素含量存在差异;可溶性蛋白和叶绿素含量与抗性指数之间没有显著相关性,而可溶性糖含量与抗性指数之间存在显著负相关(P0.05)。【结论】不同葡萄品种对绿盲蝽的抗性存在显著差异,藤稔和霞多丽对绿盲蝽具有较高抗性,而红地球、玫瑰香和巨峰则较为敏感,该差异可能与葡萄叶片中可溶性糖的含量有关。     

Autumn migration of Apolygus lucorum in Henan Province revealed by the Rb marking technique

利用铷(Rb)标记方法对秋季绿盲蝽Apolygus lucorum (Meyer-Dür)迁移现象及其寄主种类进行了研究.铷标记回捕试验证明了秋季绿盲蝽由棉田转移到杂草上取食.在河南绿盲蝽一周内可迁移到2560m(试验最远回捕距离).秋季由棉田迁出的绿盲蝽主要集中在艾蒿和葎草上取食.对这2种主要寄主植物作为绿盲蝽越冬寄主的可能性进行了讨论.     

马铃薯不同品种感染早疫病菌后防御酶活性变化

通过测定抗性不同的马铃薯品种接种和未接种情况下叶片内防御酶活性,研究马铃薯品种对早疫病的抗性机制。结果表明,在接种处理后,各品种植株体内苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）和过氧化氢酶（CAT）活性均提高,抗病品种酶活性增幅高于感病品种,说明上述4种酶与品种抗性有一定的关联。     

蚜虫(Aphis medicaginis Koch)危害胁迫对不同苜蓿品种体内丙二醛含量及防御性酶活性的影响

研究了蚜虫危害胁迫后不同抗蚜性苜蓿品种叶片内丙二醛含量及防御性酶活性的动态变化。结果表明：在蚜虫刺吸诱导的过程中，高感品种的MDA含量始终高于高抗品种，并且高感和高抗品种均保持上升的趋势;高感品种的SOD、POD和PAL活性始终低于高抗品种，其中高感和高抗品种的SOD和POD活性均表现先上升后下降的趋势，而PAL活性上升到高峰后均趋于稳定;CAT活性在高感和高抗品种间表现为交替的上升下降;高抗品种的PPO活性前期低于高感品种，而后期高于高感品种。由此可见，在蚜虫危害胁迫下，高感和高抗品种间MDA、SOD、POD、PAL和PPO活性的变化与苜蓿的抗蚜性密切相关，均可作为苜蓿抗蚜性鉴定的生理指标，而CAT活性变化与苜蓿抗蚜性的联系有待进一步研究。     

机械损伤对重瓣玫瑰防御酶的诱导

为研究重瓣玫瑰（Rosa rugosa ‘plena’）的诱导抗虫性,采用机械损伤方式诱导处理重瓣玫瑰,研究机械损伤对重瓣玫瑰叶片防御酶活性的影响。结果表明,机械损伤可诱导重瓣玫瑰叶片苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)活性的增加,PPO、POD活性先升高后下降,PAL活性的升高持续时间较长。T3（打孔损伤,3孔/叶）处理为最适的损伤程度,诱导的PAL、PPO、POD活性分别在第7、3、5天达到最高值。因此认为,采用适度地损伤能够诱导重瓣玫瑰较高的防御酶活性,提高植株的防御能力。     

腐烂病菌侵染对苹果愈伤组织防御酶活性及丙二醛含量的影响

以苹果树腐烂病菌LXS080601、感病苹果品种‘富士’和抗病砧木‘平邑甜茶’愈伤组织为材料,测定腐烂病菌侵染后,愈伤组织内过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）、超氧化物歧化酶（SOD）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性及丙二醛（MDA）含量的动态变化。结果显示,接种LXS080601后,‘富士’愈伤组织的发病严重度和病情指数均明显大于‘平邑甜茶’;感病品种MDA含量上升速度快,于接种后3 d增幅为28.02%,且变幅较大,为–0.32%~36.39%,而抗病砧木MDA含量变化较小,仅为–2.17%~7.46%。同时,腐烂病菌侵染提高了愈伤组织内4种防御酶活性,接种后1~2 d,PPO和POD酶活性达到高峰,接种后3~4 d,PAL和SOD酶到达活性高峰;除PPO外,‘平邑甜茶’PAL、SOD和POD酶活性变化均明显高于‘富士’,且整个侵染过程酶活性维持在较高水平,而‘富士’体内3种酶活性快速下降至对照水平,表明‘平邑甜茶’通过提高抗氧化酶活性减少体内活性氧的积累,降低膜脂过氧化产物MDA的形成,增强了对腐烂病菌侵染的抗性。     

棉花品种抗绿盲蝽特性的田间光谱诊断

调查了生长期14个不同棉花品种上绿盲蝽Apolygus lucorum Meyer-Dür的危害情况。亚洲棉表现为高抗,冀丰杂7号等12个品种表现为中抗,灵-17表现为敏感。田间采用ASD光谱仪对14个棉花品种生长期的冠层光谱进行了测定,发现相同品种不同时期的光谱反射率的一阶微分具有明显差异(P<0.05),在近红外717 nm波段处一阶微分光谱值与棉花抗绿盲蝽级别显著相关(R2=0.89,P=0.01),可较好的表征绿盲蝽危害指数,可利用这个波段的光谱指标对棉花品种的抗绿盲蝽特性进行初步诊断,为棉花抗盲蝽评价选育提供参考。     

棉花抗蚜性与苯丙氨酸解氨酶活性的关系

为探讨苯丙氨酸解氨酶活性与棉花抗蚜性的关系,在室内人工接蚜危害和田间自然蚜群2种条件下,测定不同抗蚜性棉花品种受棉蚜Aphis gossypii Glover危害后叶片的PAL活性。结果表明:未受棉蚜危害时,抗、感品种PAL活性无明显差异;棉蚜危害胁迫棉花PAL活性升高,抗蚜品种受到棉蚜危害诱导所产生的PAL活性远比感蚜品种高。田间有蚜株率与棉花叶片苯丙氨酸解氨酶活性的呈显著的负相关关系。研究说明PAL酶活性对棉花的抗蚜性有一定的影响。     

Effects of herbivore stress by Aphis medicaginis Koch on the Malondialdehyde contents and the activities of protective enzymes in different alfalfa varieties

The study focused on the dynamics of Malondialdehyde (MDA) contents and the activities of protective enzymes in the leaves of alfalfa varieties with various resistances to Aphis medicaginis Koch. The results showed that susceptible varieties always had higher MDA contents than resistant varieties, and the MDA contents tended to rise in both susceptible and resistant varieties in period of the varieties were pierced and sucked by aphids. Superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD) and phenylalanine ammonia-lyase (PAL) activities in susceptible varieties were lower than those in resistant varieties, and in both susceptible and resistant varieties the SOD and POD activities tended to rise at first and then decline, and the PAL activities rose to their peaks and then tended to remain stable. In the susceptible and resistant varieties the catalase (CAT) activities appeared to rise and decline alternatively; the PPO activities in resistant varieties were lower than those in susceptible varieties in early growth, but higher than those in susceptible varieties in later growth. It follows that infested by aphids, susceptible and resistant varieties had the MDA contents, variations of SOD, POD, PAL and PPO activities were closely correlated with their aphid resistances, hence these indexes could be used as physiological indexes for testing aphid resistance of alfalfa, whereas the relations of their CAT activities to their resistances needed to be further studied.     

Effects of herbivore stress by Aphis medicaginis Koch on the Malondialdehyde contents and the activities of protective enzymes in different alfalfa varieties

The study focused on the dynamics of Malondialdehyde (MDA) contents and the activities of protective enzymes in the leaves of alfalfa varieties with various resistances to Aphis medicaginis Koch. The results showed that susceptible varieties always had higher MDA contents than resistant varieties, and the MDA contents tended to rise in both susceptible and resistant varieties in period of the varieties were pierced and sucked by aphids. Superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD) and phenylalanine ammonia-lyase (PAL) activities in susceptible varieties were lower than those in resistant varieties, and in both susceptible and resistant varieties the SOD and POD activities tended to rise at first and then decline, and the PAL activities rose to their peaks and then tended to remain stable. In the susceptible and resistant varieties the catalase (CAT) activities appeared to rise and decline alternatively; the PPO activities in resistant varieties were lower than those in susceptible varieties in early growth, but higher than those in susceptible varieties in later growth. It follows that infested by aphids, susceptible and resistant varieties had the MDA contents, variations of SOD, POD, PAL and PPO activities were closely correlated with their aphid resistances, hence these indexes could be used as physiological indexes for testing aphid resistance of alfalfa, whereas the relations of their CAT activities to their resistances needed to be further studied.     

苗龄、光照强度和施氮量对抗褐飞虱水稻品种主要防御酶活性的影响

为探明苗龄、光照强度和施氮量对水稻主要防御酶活性的影响及其与抗褐飞虱的关系,分别就苗龄、光照强度和施氮量等因子对不同抗褐飞虱水稻品种苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性的影响进行研究。结果表明:IR56、Ptb33和570011对褐飞虱生物型II的抗性与PAL和PPO活性密切相关,RHT对II型的抗性与PAL、PPO和POD活性密切相关,RP1976-18-6-4-2对II型的抗性与PAL活性密切相关,570011对II型的抗性与PAL和PPO活性密切相关;IR56对褐飞虱孟加拉型的抗性与PAL、PPO和POD活性密切相关,Rathu Heenati(RHT)和RP1976-18-6-4-2对孟加拉型的抗性与与PPO密切相关,570011对孟加拉型的抗性与POD活性密切相关。苗龄、光照强度和施氮量的单独作用或交互作用对不同水稻中防御酶活性有明显影响,但品种不同,其影响程度也不同。苗龄、光照强度和施氮量单独或是交互作用显著影响IR56中PAL和PPO、RHT和RP1976-18-6-4-2中PPO、Ptb33中POD及570011中PAL和POD的活性,苗龄显著影响IR56和RP1976-18-6-4-2中POD的活性,光照强度和施氮量单独或交互作用显著影响RHT和RP1976-18-6-4-2中PAL的活性,施氮量显著影响RHT中POD的活性,光照强度显著影响Ptb33中PAL的活性;苗龄和光照强度单独或交互作用显著影响570011中PPO的活性。