玉米自交系對朱砂葉螨誘導(dǎo)抗性機制的研究.pdf

1、朱砂葉螨Tetranychus cinnaburinus是1種世界性害螨，近年來在我國玉米產(chǎn)區(qū)發(fā)生逐年加重，甚至已成為我國玉米最主要的有害生物之一。對于該螨的防治主要依賴于化學(xué)防治，而長期使用農(nóng)藥導(dǎo)致“3R”問題日益嚴重。培育和利用抗螨品種是害螨綜合治理最經(jīng)濟有效的措施之一。目前有關(guān)玉米抗螨性的研究主要集中在對抗性材料的初步篩選。有關(guān)玉米誘導(dǎo)抗螨生化機制尚不清楚。本文在評價了8個玉米自交系對朱砂葉螨的抗性基礎(chǔ)上，研究了玉米防御酶（蛋白）

2、與抗螨性的關(guān)系，葉螨刺吸脅迫對玉米體內(nèi)化學(xué)防御物質(zhì)的系統(tǒng)誘導(dǎo)性和對防御信號分子的誘導(dǎo)性，以期探明玉米對朱砂葉螨的誘導(dǎo)抗性機制，進一步為朱砂葉螨的綜合防治提供理論依據(jù)。結(jié)果如下:
　　1.8個玉米自交系抗螨性鑒定
　　采用田間罩網(wǎng)接螨和室內(nèi)盆栽接螨法，以葉片為害指數(shù)為指標(biāo)，評價了8個玉米自交系苗期與抽穗期對朱砂葉螨的抗性。結(jié)果表明，苗期與抽穗期鑒定結(jié)果基本一致，自交系H1014168葉片為害指數(shù)最小，苗期與抽穗期分別為0.31

3、和0.34，為高抗材料;自交系H1019005葉片為害指數(shù)最高，苗期和抽穗期分別為0.81和0.73，為高感材料。
　　2.8個玉米自交系防御酶（蛋白）與抗螨性的關(guān)系
　　室內(nèi)和大田人工接螨，采用分光光度計法，分別測定了朱砂葉螨為害的第2d、4d、6d和8d，8個玉米自交系幼苗期和抽穗期葉片內(nèi)5種防御酶和2種蛋白酶抑制劑的活性，并與葉片為害指數(shù)做相關(guān)性分析，探討了玉米防御酶（蛋白）與玉米抗螨性的關(guān)系。結(jié)果表明，幼苗期，在朱砂

4、葉螨為害期內(nèi)，8個自交系玉米葉片內(nèi)PPO、POD、SOD、TI和CI活性均呈上升趨勢，而PAL和CAT活性呈先升高后降低趨勢，其峰值分別出現(xiàn)在第6d和第2d，3個抗螨性自交系幼苗葉片內(nèi)PPO、POD、PAL、TI和CI活性顯著高于5個感螨性自交系，線性相關(guān)分析表明，PPO和CAT活性的平均變化率(x)與苗期葉片為害指數(shù)(y)顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為r=-0.75063(y=-2.0415x+1.8454)，r=-0.7483(y=-1

5、.2045x+1.0674)，POD、SOD、TI和CI活性的平均變化率(x)與苗期葉片為害指數(shù)(y)極顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為r=-0.8467(y=-0.5395x+0.703)、r=-0.8374(y=-0.8331x+0.8349)、r=-0.9695(y=-0.8589x+0.7615)、r=-0.9720(y=-1.1568x+0.8863)。抽穗期，8個自交系葉片內(nèi)POD、SOD和TI活性均呈上升趨勢，而CI活性先升高后

6、降低，在第2d達到最大，3個抗螨性自交系顯著高于感螨自交系，PPO、PAL活性同時均發(fā)生不同程度的變化。線性相關(guān)分析表明，朱砂葉螨為害后玉米抽穗期葉片內(nèi)PPO、PAL活性的平均變化率(x)與抽穗期葉片為害指數(shù)(y)存在顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分另別為r=-0.7137(y=-1.553x+1.1552)、r=-0.7878(y=-4.0668x+3.5226);POD、TI、CI活性的平均變化率(x)與抽穗期葉片為害指數(shù)(y)存在極顯著負相

7、關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為r=-0.9083(y=-2.3447x+1.8392)、r=-0.8560(y=-3.5544x+2.9294)、r=-0.9046(y=-5.04x+4.067)。
　　3.朱砂葉螨為害對玉米自交系防御信號物質(zhì)的誘導(dǎo)作用
　　采用分光光度法(SP)、高效液相色譜法(HPLC)和酶聯(lián)免疫法(ELISA)，測定了朱砂葉螨持續(xù)為害0、24、48、72和96 h后，玉米自交系“H1014168”幼苗葉片內(nèi)茉莉酸

8、(jasmonic acid，JA)、水楊酸(salicylic acid，SA)、乙烯(ethylene，ET)、一氧化氮(nitricoxide，NO)、脫落酸(abscisicacid，ABA)和過氧化氫(hydrogen peroxide，H2O2)6個信號分子的含量。朱砂葉螨持續(xù)刺吸為害玉米自交系幼苗葉片后，JA、ABA和H2O23個信號分子含量在葉螨刺吸為害24 h內(nèi)迅速上升，在24 h時達高峰值，葉螨密度為30頭/葉時分別

9、為同期未接螨對照的4.13、3.84和3.20倍，24-48 h內(nèi)迅速下降，此后，ABA和H2O2維持在較低水平，而JA在48-96 h內(nèi)又上升至次高峰值;NO則在24-48 h內(nèi)上升較快，48 h時達最高，葉螨密度為30頭/葉時為同期未接螨對照的5.09倍;SA和ET在96 h內(nèi)均隨刺吸時間的延長而增大，96 h時最高，葉螨密度為30頭/葉時分別為同期未接螨對照的5.17和2.99倍。葉螨密度為30頭/葉時，6個信號分子含量均顯著高于

10、同期未接螨對照。朱砂葉螨為害對玉米葉片內(nèi)JA、SA、ET、NO、ABA和H2O2均具有誘導(dǎo)作用，且6個信號分子在葉螨持續(xù)為害玉米葉片后循序被誘導(dǎo)。
　　4.朱砂葉螨為害對玉米系統(tǒng)性防御的誘導(dǎo)效應(yīng)
　　按不同密度朱砂葉螨（0、10、20和30頭/葉）轉(zhuǎn)接到抗、感螨的玉米自交系H1014168、H1014591幼苗第一片葉，測定了葉螨為害7d后玉米幼苗接螨部位（第一葉）與非接螨部位（第二葉和根系）中丁布(DIMBOA)、總酚(T

11、otalPhenolic)、胰蛋白酶抑制劑(CI)和胰凝乳蛋白酶抑制劑(TI)的變化。結(jié)果表明，朱砂葉螨刺吸脅迫7d后，與對照相比較，“H1014168”和“H1014591”第2葉內(nèi)丁布、總酚、TI和CI含量，以及根內(nèi)TI含量均顯著增高。但是，前者根內(nèi)丁布、總酚和CI含量均顯著增加，而后者丁布和CI含量與對照差異不顯著，總酚含量顯著降低。朱砂葉螨刺吸脅迫對玉米體內(nèi)丁布、總酚、胰蛋白酶抑制劑和胰凝乳蛋白酶抑制劑的誘導(dǎo)具有系統(tǒng)性，對玉米抗