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。     

不同基因型高梁的理化特性与抗蚜性的相关性研究

通过对抗蚜的河农16和感蚜品系Tx623B、Tx622B、Tx3197B、千三、晋五及杂交种的物理特性、组织结构、生理生化特性的对比分析,研究了不同基因型高粱理化特性与抗蚜性的相关性。结果表明,高粱抗蚜品系叶片表面较感蚜品系的细胞排列整齐、致密、表皮细胞直径较感蚜品系小、叶片薄、叶片表面光滑、叶片颜色浅。感虫后各品系过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）活性均有升高,与蚜虫的诱导存在相关性,但不同品系感蚜前后均不存在趋势性变化;苯丙氨酸解氨酶（PAL）酶活性感虫前在抗虫的河农16及杂交种中具有高水平表达,并与其他感蚜品系存在显著差异;蚜虫侵害诱导后PAL酶活性均有上升,但抗蚜品系中表现稳定,酶活性变化幅度与叶片损伤程度存在相关性,PAL酶活性与高粱的抗蚜性存在明显的相关性。感虫前后氨基酸含量及其变化与高粱品系抗蚜性间无相关性;在感蚜虫前,抗蚜品系及其杂交种可溶性糖含量显著高于感蚜品系,接虫后感蚜品系可溶性糖含量升高显著。     

不同基因型高粱的理化特性与抗蚜性的相关性研究

通过对抗蚜的河农16和感蚜品系Tx623B、Tx622B、Tx3197B、千三、晋五及杂交种的物理特性、组织结构、生理生化特性的对比分析,研究了不同基因型高粱理化特性与抗蚜性的相关性.结果表明,高粱抗蚜品系叶片表面较感蚜品系的细胞排列整齐、致密、表皮细胞直径较感蚜品系小、叶片薄、叶片表面光滑、叶片颜色浅.感虫后各品系过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性均有升高,与蚜虫的诱导存在相关性,但不同品系感蚜前后均不存在趋势性变化;苯丙氨酸解氨酶(PAL)酶活性感虫前在抗虫的河农16及杂交种中具有高水平表达,并与其他感蚜品系存在显著差异;蚜虫侵害诱导后PAL酶活性均有上升,但抗蚜品系中表现稳定,酶活性变化幅度与叶片损伤程度存在相关性,PAL酶活性与高粱的抗蚜性存在明显的相关性.感虫前后氨基酸含量及其变化与高粱品系抗蚜性间无相关性;在感蚜虫前,抗蚜品系及其杂交种可溶性糖含量显著高于感蚜品系,接虫后感蚜品系可溶性糖含量升高显著.     

施钾提高蚜害诱导的小麦茉莉酸含量和叶片相关防御酶活性

研究表明,施钾能够提高作物对蚜虫的抗性,但其机理尚不明确。试验采用营养液培养的方法,设置2 mmol/L和0.005mmol/L KCl两个钾浓度,分析不同钾水平培养下的小麦植株在蚜虫为害后,体内茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)的含量和脂氧合酶(LOX)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)等防御酶活性的变化。结果表明,低钾胁迫显著降低了小麦体内JA和SA的含量,并且诱导LOX和POD酶活性增强,但是对PPO和PAL酶活性没有显著影响。蚜虫为害48 h后,高钾小麦体内JA含量显著高于低钾植株,而SA含量没有明显变化。高钾显著提高了蚜虫为害后小麦叶片中的LOX、PAL、PPO和POD酶活性,而低钾小麦体内4种酶的活性在整个虫害调查期间均没有显著变化。研究表明,充足供钾能够显著提高小麦受到蚜虫为害后体内茉莉酸含量,激活其体内的JA信号传导途径,从而提高防御酶活性,增强其对蚜虫的抵御能力。     

甘蓝幼苗受桃蚜危害后叶片中部分酶活性的变化

对桃蚜（Myzus persicae Sulzer）危害后甘蓝（Brassica oleracea L.）幼苗叶中多酚氧化酶（PPO）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）活性及同工酶进行了研究。结果表明,随桃蚜危害时间延长,处理叶片PPO、PAL和POD的活性与对照相比均表现出升高的趋势,方差分析表明与对照之间差异显著。同工酶电泳结果表明,POD同工酶的部分谱带随危害时间而发生变化,但EST同工酶在接虫前后则无明显的变化。     

4个春性基因型小麦品种与‘京841’杂交F_1代的表型分析

选用4个具有不同显性春化基因型的小麦品种与冬性小麦品种‘京841’进行杂交实验,通过显性春化基因特异性PCR分析技术鉴定杂交F1代植株,并分析4个杂交组合的正反交F1代植株表型特性。结果显示,各显性春化基因已经导入到各杂交F1代植株中,且其苗穗期受显性春化基因的控制而有效缩短;3个杂交组合的F1代穗粒数在正反交之间存在显著差异,推测穗粒数受细胞质遗传因素的影响较大,其中以‘新春2号’和‘豫麦18’分别为母本和父本与‘京841’杂交后F1代的穗粒数表现出较强的杂种优势,4个杂交组合的F1代千粒重均表现出较强的杂种优势。     

灰飞虱胁迫对水稻叶片中防御酶活性及细胞超微结构的影响

为探讨灰飞虱为害对水稻叶片的防御酶及细胞结构的影响,利用透射电镜观察了灰飞虱取食不同时间后叶片细胞超微结构的变化并测定了防御酶的活性。灰飞虱为害后,透射电子显微镜观察显示,随着灰飞虱取食时间延长,感虫水稻‘Kittake’的叶片细胞逐渐出现质壁分离,叶绿体发育异常,结构趋于模糊,72h后叶绿体膜破裂,叶绿体基粒片层完全溶解或断裂;抗虫品种‘Mudgo’叶绿体结构完整,基粒及片层结构完好,抗虫水稻的厚壁组织细胞内聚集了大量电子致密物,细胞内结晶状物质可能为酚类化合物。抗感水稻植株体内的苯丙氨酸解氨酶（PAL）和过氧化物酶（POD）的活性随灰飞虱取食时间延长而显著升高,多酚氧化酶（PPO）活性则表现出先上升后下降的趋势,且‘Mudgo’中的3种防御酶活性明显高于‘Kit—take’的,表明3种酶的活性均受灰飞虱为害诱导升高,但‘Mudgo’中3种酶活性上升的速度和幅度均高于‘Kittake’。     

人工合成甘蓝型油菜早期世代及其亲本对盐胁迫的生理响应

以白菜‘矮抗青’(基因组AA)和‘中花芥蓝’(基因组CC)及其人工合成异源四倍体甘蓝型油菜(AACC)的早期世代(F1~F4)为实验材料,采用水培方法分别比较它们在100、200mmol/L NaCl处理下的生理指标差异。结果表明:(1)在盐胁迫条件下,‘中花芥蓝’植株的生物量、脯氨酸和叶绿素含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性均最低,而相对电导率、MDA含量则最高。在100mmol/L NaCl处理下,F2代植株的生物量、叶绿素含量、SOD活性最大,MDA含量最低;在200mmol/L NaCl处理下,F4代的生物量、叶绿素含量、POD活性最大,MDA含量最低。研究发现,亲本‘矮抗青’的耐盐特性高于亲本‘中花芥蓝’,它们的杂种后代(异源四倍体)遗传了AA基因组的耐盐特性,从而比二倍体亲本具有更强的抵御盐胁迫的能力。     

苹果绵蚜对不同苹果品种春梢生长期生理指标的影响

为了筛选培育对苹果绵蚜(Eriosoma lanigerum Hausmann)的抗性品种,实现持续有效治理苹果绵蚜的目的,通过测定红富士、金帅、昭锦108、秦冠、红将军等5种不同苹果品种春梢生长期被苹果绵蚜危害前后枝条内可溶性糖、蛋白质、游离氨基酸、总酚含量以及防御性酶的活性变化,探讨苹果生理指标与抗蚜性的关系。结果表明,被害后可溶性糖含量除红将军外均有所上升,其中红富士上升达13.7%;蛋白质含量除红富士外均有所降低;氨基酸含量均有所上升,其中红将军变化明显,变化率达68.8%。酚类物质是一种重要的抗蚜物质,红富士、昭锦108、秦冠被害后总酚含量均升高,其中昭锦108、秦冠中总酚含量上升率约为红富士的2倍。红富士品种正常枝条内超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、多酚氧化酶(Polyphenol Oxidase,PPO)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)以及过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性均显著低于昭锦108,被害后各苹果枝条SOD活性均出现上升趋势,除红将军的PPO、POD活性降低外,其他品种均升高;金帅、红富士的CAT活性上升明显,分别为110.8%、45.5%。植物的防御性酶与其抗虫性有密切关系,苹果春梢生长期对苹果绵蚜的抗性与苹果体内的可溶性糖、游离氨基酸、SOD、PPO、POD以及CAT活性均有关,而且不同苹果品种被害后生理指标的变化也与其抗蚜性有一定关系。     

取食感染大麦黄矮病毒的小麦后介体麦长管蚜和非介体禾谷缢管蚜体内抗氧化酶和解毒酶活性的变化

【目的】小麦黄矮病［病原为大麦黄矮病毒(barley yellow dwarf virus, BYDV)］是危害小麦生产的主要病害之一,GAV是BYDV在我国的主流株系,且其在田间与介体麦长管蚜 Sitobion avenae 和非介体禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi同时发生,对小麦产量造成严重影响。本研究旨在探究大麦黄矮病毒胁迫下介体和非介体蚜虫体内重要保护酶和解毒酶活性变化规律,为揭示病毒 蚜虫互作生理生化机理提供参考。【方法】利用生化方法测定取食健康小麦(空白对照组),取食前期经无毒麦二叉蚜Schizaphis graminum 3龄若蚜为害72 h的小麦(条件对照组)及取食前期经携带BYDV-GAV麦二叉蚜3龄若蚜为害72 h的小麦(处理组)7 d后,介体麦长管蚜与非介体禾谷缢管蚜成蚜体内过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)等重要保护酶及乙酰胆碱酯酶(AchE)、酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(AKP)等重要解毒酶活性变化。【结果】取食前期经BYDV-GAV感染的麦二叉蚜3龄若蚜为害的小麦7 d后,介体麦长管蚜成蚜体内POD, SOD和AKP活性比空白对照组显著上升,但与条件对照组相比无显著差异;且条件对照组比空白对照组显著上升。取食经BYDV-GAV感染的麦二叉蚜3龄若蚜为害的小麦7 d后,非介体禾谷缢管蚜成蚜体内SOD,AKP和AchE活性比空白对照组显著下降,ACP活性显著上升,但与条件对照组相比仅ACP活性显著上升;且条件对照组禾谷缢管蚜体内AKP和AchE比空白对照组显著下降,ACP活性显著上升。【结论】取食感染BYDV-GAV小麦后介体麦长管蚜成蚜体内POD, SOD和AKP酶活性升高是前期蚜虫的为害造成,与BYDV-GAV无关;非介体禾谷缢管蚜成蚜体内AKP和AchE酶活性下降是前期蚜虫为害引起,SOD酶活性下降是前期蚜虫为害和BYDV-GAV的综合作用,而BYDV-GAV和前期蚜虫为害均能使禾谷缢管蚜体内ACP酶活性上升。     

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。     

施钾与蚜害处理后马铃薯叶片中多酚氧化酶活性的变化

蚜虫危害是影响马铃薯Solanum tuberosum产量和品质的重要因素之一, 而多酚氧化酶（polyphenol oxidase, PPO）与植物的抗性密切相关。为了阐明施钾条件下马铃薯与桃蚜Myzus persicae的关系, 本实验通过比色法、 iTRAQ技术和蛋白免疫印迹法研究了对照（不施钾, 不接虫）、 接虫、 施钾以及施钾＋接虫4种处理后马铃薯叶片中多酚氧化酶活性的变化。结果表明： 施钾显著降低桃蚜种群数量。随着桃蚜发育期延长, 桃蚜的种群数量显著低于对照, 且6 g/株施钾量对桃蚜种群数量的抑制效果最强。以6 g/株作为施钾量, 对不同处理后马铃薯叶片中多酚氧化酶活性研究显示, 施钾、 接虫+施钾处理均使马铃薯叶片中PPO活性显著提高, 分别比对照增加了44%和67%。通过液相色谱 质谱/质谱联用仪（LC-MS/MS） 分析, 接虫、 施钾、 接虫+施钾处理均不同程度上调了PPO蛋白表达量。Western杂交结果显示： 施钾、 接虫+施钾处理显著增加了PPO的相对表达量, 且接虫+施钾处理使该相对表达量达到最高。结果说明, 施钾、 接虫+施钾处理通过诱导马铃薯叶片中的PPO活性, 从一个侧面提高了马铃薯抗蚜虫能力。     

AM真菌对紫花苜蓿茎点霉叶斑病及豌豆蚜为害的影响

苜蓿茎点霉(Phoma medicaginis)叶斑病和豌豆蚜(Acyrthosiphon pisum)是紫花苜蓿(Medicago sativa)生产中重要的病虫害,在自然条件下常混合发生。本研究以紫花苜蓿为植物材料,探究接种AM真菌后,紫花苜蓿被苜蓿茎点霉侵染时,植物自身的防御机制,以及对后续豌豆蚜为害的影响,以期明确AM真菌对其调控机制。结果表明:AM真菌可显著降低植株茎点霉叶斑病病情指数(P0.05); AM真菌促进了紫花苜蓿生长(P0.05),改变了植株抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT))活性以及植物激素信号物质(水杨酸(SA))含量(P0.05);病原菌侵染会诱导植物抗氧化防御系统活性增强,包括过氧化物酶(POD)、SOD、CAT和多酚氧化酶(PPO)(P0.05),从而增加植物对后续虫害的抗性; AM真菌在植物受到病原菌胁迫时会发挥积极作用,显著提高植株的SOD和CAT活性(P0.05),有效抑制病原菌侵染对植株造成的危害;而蚜虫为害则进一步加重了植物受到的损害,抑制了AM真菌对植物抗病性的正向调控。研究结果对于利用AM真菌促进紫花苜蓿生长、提高植物抗逆性具有积极的实践和理论意义。     

AM真菌对紫花苜蓿茎点霉叶斑病及豌豆蚜为害的影响

苜蓿茎点霉(Phoma medicaginis)叶斑病和豌豆蚜(Acyrthosiphon pisum)是紫花苜蓿(Medicago sativa)生产中重要的病虫害,在自然条件下常混合发生。本研究以紫花苜蓿为植物材料,探究接种AM真菌后,紫花苜蓿被苜蓿茎点霉侵染时,植物自身的防御机制,以及对后续豌豆蚜为害的影响,以期明确AM真菌对其调控机制。结果表明:AM真菌可显著降低植株茎点霉叶斑病病情指数(P<0.05);AM真菌促进了紫花苜蓿生长(P<0.05),改变了植株抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT))活性以及植物激素信号物质(水杨酸(SA))含量(P<0.05);病原菌侵染会诱导植物抗氧化防御系统活性增强,包括过氧化物酶(POD)、SOD、CAT和多酚氧化酶(PPO)(P<0.05),从而增加植物对后续虫害的抗性;AM真菌在植物受到病原菌胁迫时会发挥积极作用,显著提高植株的SOD和CAT活性(P<0.05),有效抑制病原菌侵染对植株造成的危害;而蚜虫为害则进一步加重了植物受到的损害,抑制了AM真菌对植物抗病性的正向调控。研究结果对于利用AM真菌促进紫花苜蓿生长、提高植物抗逆性具有积极的实践和理论意义。     

甜菊不同杂交组合结实率及其F1代萌发和生长及对NaCl耐性的比较

以甜菊(Stevia rebaudiana Bertoni)的耐盐性较强品种‘中山3号’和‘守田2号’及R-A高含量品种‘中山4号’和‘守田3号’为亲本配置7个杂交组合并获得杂交种子,对种子结实率和发芽率及F1代幼苗的存活率进行统计分析,在此基础上采用砂培和水培方法比较了亲本及F1代扦插苗对NaCl胁迫的耐性.结果表明:品种间杂交组合的结实率均显著高于同系列品种间杂交及自交组合,其中‘守田2号’ב中山3号’杂交组合的结实率最高,为74.9％;7个杂交组合F1代的种子发芽率为63.8％ ～ 89.0％,差异明显;‘守田2号’ב中山4号’杂交组合F1代幼苗存活率相对较低(79.80％),其他杂交组合F1代幼苗存活率均在93％以上.砂培条件下,用100 mmol·L-1NaCl胁迫7d,各杂交组合F1代扦插苗的存活率差异不显著;随NaCl胁迫时间的延长各杂交组合F1代扦插苗的存活率均明显下降;胁迫28 d,‘守田2号’ב守田 3号’杂交组合以及‘中山3号’自交组合F1代扦插苗的存活率显著高于其他杂交组合.水培条件下,用100、150、200和250 mmol·L-1 NaCl胁迫14 d,‘守田2号’ב中山3号’、‘中山3号’ב守田2号’和‘中山3号’ב守田3号’3个杂交组合F1代扦插苗的存活率均显著高于其耐盐亲本及其他杂交组合.研究结果说明:通过杂交提高甜菊耐盐能力是可行的,而亲本的耐盐能力及亲本配置对杂交后代目标性状有较大影响;‘中山3号’ב守田2号’、‘守田2号’ב中山3号’和‘中山3号’ב守田3号’是耐盐性较强的甜菊优良杂交组合.     

我国小麦抗蚜机理研究进展

小麦蚜虫是我国重要的害虫类群,应用麦类作物品种抗虫性能有效减少化学杀虫剂的使用,减少天敌杀伤,保护农田生态环境。本文从经典的抗蚜三机制,物理抗性、化学抗性、诱导抗性,蚜虫地理种群(或生物型)与抗蚜性的关系,抗性遗传,抗蚜小麦品种和非寄主抗性的合理应用等方面综述了我国小麦抗蚜机理的研究成果,提出了研究的重点方向。     

望谟紫芽茶树优良品系‘W016’与黄金芽抗茶蚜性能比较

茶蚜Toxoptera aurantii Boyer是茶树上的重要害虫之一,深入研究抗蚜特异资源的抗性机理对培育茶树抗蚜品种具有重要意义。课题组前期收集的望谟紫芽茶树优良品系‘W016’对茶蚜抗性强,为初步探明该种质的抗蚜特性,利用刺吸电位技术测定了茶蚜在‘W016’和黄金芽(感虫品种)上的取食行为,并探明影响茶蚜刺探取食叶片的主要物理性状及生化成分因子。结果表明,茶蚜在两种供试种质上均产生9种EPG波形,依次为非刺探波(np波)、路径波(A波、B波、C波、pd波)、机械阻力波(F波)、木质部吸食波(G波)、韧皮部唾液分泌波(El波)和韧皮部汁液吸食波(E2波)。刺探取食过程中,茶蚜在‘W016’上的非刺探时间(np波)和C波总持续时间均显著长于黄金芽。二者口针遇到阻力的次数(F波)和总持续时间无差异,但韧皮部吸食汁液(E2波)时间‘W016’显著短于黄金芽。茸毛密度、下表皮厚度和栅栏组织厚度是‘W016’抗茶蚜取食胁迫的主要物理屏障因子,而咖啡碱和可溶性糖含量为主要生化因子。表明‘W016’对茶蚜的取食抗性与其叶片理化性质密切相关。     

[反]-β-法尼烯合成酶基因在植物抗蚜分子育种中的应用

蚜虫是重要的农业害虫,每年造成数以亿计的经济损失。[反]-β-法尼烯[(E)-β-farnesene,EβF]是绝大多数蚜虫报警信息素的主要成分,可使蚜虫产生骚动、从植株上脱落,并吸引蚜虫天敌,有效控制蚜虫危害。EβF合成酶是催化合成EβF的关键酶,目前该基因已从薄荷、香橙、花旗松、黄花蒿、洋甘菊等植物中得到分离鉴定。植物中表达EβF合成酶基因以催化法呢基焦磷酸(Farnesyl diphosphate,FPP)合成EβF是控制蚜虫危害的重要策略。文中概括了当前植物抗蚜转基因研究现状,综述了植物EβF合成酶基因及其在植物抗蚜分子育种中的应用。针对当前转基因植物的EβF生成量较低等问题,展望了EβF合成酶基因在植物抗蚜分子育种中的应用前景和研究策略。     

‘百农64’慢白粉性的遗传分析

慢白粉品种‘百农64’与感病品种‘京双16’杂交,F1自交并分别与两亲本回交,获得包括亲本在内的6个世代,分析了‘百农64’慢白粉性的基因数目、遗传力和遗传模型.结果表明,‘百农64’慢白粉性受3对基因控制,其中2对基因的显性作用较强,另1对基因的显性作用较弱;广义遗传力为0.673 0±0.015 8,狭义遗传力为0.299 8±0.132 2;遗传方式符合加性-显性模型.     

辣椒感染疫病后生化指标的响应研究

采用生理生化分析方法研究了辣椒感染疫病后叶片中几个生化指标的变化。结果表明,染病前后感病品种叶片中可溶性总糖含量持续高于抗病品种;抗病类型品种和感病类型品种的可溶性蛋白含量变化规律均表现为先升高后下降,但接种前其叶片中可溶性蛋白含量两者间无明显差异;抗病类型和感病类型辣椒接种后保护酶活性均升高,而且感病类型的POD和ASP酶活性在接种后120h显著高于抗病类型;高抗类型叶片中PPO活性增加幅度显著大于感病类型,但抗病类型品种PPO活性上升趋势比较平缓。接种后,感病品种PAL活性上升幅度小于高抗品种,接种后96h PAL活性开始逐渐下降。可溶性总糖含量和苯丙氨酸解氨酶可以作为辣椒苗期抗疫病鉴定的生化指标。