1 文獻(xiàn)綜述

在長期進(jìn)化過程中，植物-植食性昆蟲-寄生蜂之間形成三級營養(yǎng)互作關(guān)系。植物先天具備抵御植食性昆蟲危害的防御機(jī)制，還能夠通過外界因子誘導(dǎo)產(chǎn)生。通過改變自身物理和化學(xué)表型從而發(fā)揮抗蟲效應(yīng)，對植食性昆蟲產(chǎn)生忌避、拒食、毒殺等作用[1]。寄生蜂以植食性昆蟲作為寄主，同時受到植物和植食性昆蟲兩個營養(yǎng)級的影響。植物防御機(jī)制通過直接的、間接的兩種方式作用于寄生蜂，如通過抑制植食性昆蟲的生長發(fā)育、免疫功能間接影響寄生蜂，或者通過次生代謝物等有毒物直接作用于寄生蜂[2]。無論何種作用方式都說明植物-植食性昆蟲-寄生蜂之間存在密切的關(guān)系。在自然環(huán)境中，有許多不同的因子都能夠誘導(dǎo)植物抗性增強(qiáng)，如植食性昆蟲取食、機(jī)械損傷以及病原菌的侵染。此外，通過施用外源植物激素也能使植物產(chǎn)生誘導(dǎo)抗性，目前研究最多的是有關(guān)茉莉酸、水楊酸和它們的衍生物，以及乙烯的作用[3]。然而，不同因子對植物抗性的誘導(dǎo)效應(yīng)不同，如取食損傷和機(jī)械損傷都能誘導(dǎo)植物體內(nèi)茉莉酸信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑合成防御物質(zhì)，但二者誘導(dǎo)的抗性表型在許多植物中都存在差異[4-6]。

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2 不同方式誘導(dǎo)菜薹抗性對甜菜夜蛾幼蟲及其寄生蜂斑痣懸繭蜂生物學(xué)特性的影響

2.1 材料和方法

菜薹以 3 種不同方式處理 24 h 后用于試驗，每個處理組重復(fù) 20 株植物。甜菜夜蛾幼蟲取食損傷處理：在菜薹第 2-6 葉上各接 1 頭 4 齡末甜菜夜蛾幼蟲（試驗前饑餓處理 5 h），，用塑料透明罩將植株罩住防止幼蟲逃逸，取食 24 h后移走試蟲，記為 HD。機(jī)械損傷處理：經(jīng)預(yù)實驗觀察甜菜夜蛾幼蟲取食處理后植株葉片被取食面積約占完整葉片 1/5，故用剪葉法剪去第 2-6 葉葉尖端 1/5，造成一次性機(jī)械損傷，記為 MD。MeJA 處理：每株植株噴施 MeJA 溶液 30 mL（液滴從葉面滴落），隨后用塑料透明罩罩住 8 h 以減少蒸發(fā)。該處理共設(shè)置 3 個濃度：0.01, 0.1 和 1 mmol/L，分別記為“MeJA 0.01”“MeJA 0.1”和“MeJA 1”。取食損傷和機(jī)械損傷以不做任何處理的植株為對照，記為 CK；MeJA 處理以噴施清水的植株為對照，記為Water。

2.2 結(jié)果與分析

斑痣懸繭蜂卵巢、卵巢管、未成熟卵和成熟卵形態(tài)如圖 2.3 所示，滋養(yǎng)細(xì)胞消失且卵黃充滿整個卵室的為成熟卵。不同方式誘導(dǎo)菜薹抗性對斑痣懸繭蜂卵巢發(fā)育沒有顯著影響，具體表現(xiàn)為：寄生蜂卵巢管數(shù)量、成熟卵數(shù)量和長寬之間差異都不顯著（表 2.2）。斑痣懸繭蜂卵巢由平均 8~10 根卵巢管組成，羽化 24 h 后成熟卵數(shù)量平均為 7~10 個；成熟卵的長度和寬度分別為 350 ±1.61 μm 和 78 ±0.78 μm（平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤）。

3 不同方式誘導(dǎo)的菜薹防御酶活性變化及其對甜菜夜蛾幼蟲中腸解毒酶活性的影響...... 19

3.1 材料和方法...............19
3.2 結(jié)果與分析.................21
3.3 討論.......24
4 不同方式誘導(dǎo)菜薹抗性對寄生前后甜菜夜蛾免疫功能的影響..........................26
4.1 材料和方法...........................26
4.2 結(jié)果與分析................28
4.3 討論....................30
5 全文總結(jié)................33
5.1 主要結(jié)論..................33
5.2 不足與展望.............33

4 不同方式誘導(dǎo)菜薹抗性對寄生前后甜菜夜蛾免疫功能的影響

4.1 材料和方法

菜薹處理 24 h 后，接上大小相近的 5 d 甜菜夜蛾幼蟲，在處理植株上取食 4d 后將試蟲分為兩組：一組將試蟲逐一稱重后用于免疫功能測定；另一組用斑痣懸繭蜂單頭寄生，將寄生后試蟲放回先前取食的植株繼續(xù)飼養(yǎng)，48 h 后取下幼蟲逐一稱重再進(jìn)行免疫功能測定。寄生前后各處理均重復(fù) 30 只蟲。不同處理間甜菜夜蛾血細(xì)胞數(shù)量、PO 活性和蛋白質(zhì)含量均采用單因素方差分析，有顯著性差異的用 Turkey 氏多重比較方法進(jìn)行對比。甜菜夜蛾幼蟲體重對血細(xì)胞數(shù)量和 PO 活性的影響采用協(xié)方差進(jìn)行分析。寄生前和寄生后的血細(xì)胞數(shù)量、PO 活性和蛋白質(zhì)含量采用獨立樣本 t 測驗進(jìn)行對比。除特別注明外，差異顯著水平為 P = 0.05。數(shù)據(jù)用 SPSS 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

4.2 結(jié)果與分析

大量研究顯示植食性昆蟲的免疫功能與其所取食的食物之間具有密切關(guān)系，植物營養(yǎng)水平和防御物質(zhì)含量的差異可能使昆蟲的免疫功能發(fā)生變化。如 Lee等人證實灰翅夜蛾（Spodoptera mauritia (Boisduval)）取食蛋白質(zhì)含量高的食物后能將更多的能量用以維持高水平的免疫功能[50]；而當(dāng)植物次生代謝物較多的情況下昆蟲的免疫功能則容易受到抑制[51]。植食性昆蟲的免疫功能具體表現(xiàn)為血細(xì)胞數(shù)量、PO 活性等諸多免疫因子。有研究表明昆蟲血細(xì)胞數(shù)量也受食物品質(zhì)的影響，Shikano 等人發(fā)現(xiàn)粉紋夜蛾取食花椰菜后的血細(xì)胞數(shù)量顯著高于取食黃瓜的[47]；Vogelweith 等人研究表明葡萄卷葉蛾（Eupoecilia ambiguella）取食不同品種的葡萄后血細(xì)胞數(shù)量呈現(xiàn)差異性[48]；Yin 等人的試驗中棉鈴蟲取食營養(yǎng)水平低的小麥血細(xì)胞數(shù)量少于取食營養(yǎng)水平高的小麥[105]。PO 活性同樣也會隨著植物種類的改變而發(fā)生變化。

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5 全文總結(jié)

5.1 主要結(jié)論

本試驗通過甜菜夜蛾取食、機(jī)械損傷和噴施外源 MeJA 處理菜薹，目的是為了誘導(dǎo)菜薹產(chǎn)生誘導(dǎo)抗性，從而探究誘導(dǎo)抗性對甜菜夜蛾幼蟲及其寄生蜂斑痣懸繭蜂生長發(fā)育的影響，通過測定甜菜夜蛾解毒酶活性以及它的免疫功能進(jìn)一步分析誘導(dǎo)抗性影響甜菜夜蛾和斑痣懸繭蜂的生理機(jī)制。全文主要結(jié)論如下：1 取食損傷、機(jī)械損傷和噴施外源 MeJA 處理明顯提高菜薹防御酶活性，但是不同處理方式對菜薹抗性的誘導(dǎo)作用并不相同，取食損傷和外源 MeJA 的抗性誘導(dǎo)作用具有相似性，且二者均比機(jī)械損傷明顯。2 菜薹誘導(dǎo)抗性的產(chǎn)生明顯影響甜菜夜蛾和斑痣懸繭蜂的生物學(xué)特性。取食損傷和外源 MeJA 處理菜薹后影響甜菜夜蛾的存活和大小，進(jìn)而抑制斑痣懸繭蜂生長。這兩種處理使寄生蜂幼蟲的死亡率顯著增加，結(jié)繭率減少。誘導(dǎo)抗性沒有影響斑痣懸繭蜂的卵巢發(fā)育。

5.2 不足與展望

本試驗得到了上述幾個結(jié)論，為了更充分全面的分析植物誘導(dǎo)抗性產(chǎn)生過程中次生代謝物與植食性昆蟲生理代謝過程，在今后需要深入研究菜薹次生代謝物隨不同誘導(dǎo)處理的變化機(jī)制，通過測定硫代葡萄糖苷的含量來闡明它與昆蟲解毒酶活性變化之間的關(guān)系。在探索寄主昆蟲免疫功能變化試驗中發(fā)現(xiàn)寄生對寄主昆蟲血細(xì)胞數(shù)量和 PO活性有不同的影響，此前也有報道過上述兩個免疫因子并非是個穩(wěn)定值，而是會隨著寄生時間而呈現(xiàn)一定變化規(guī)律。因此在本試驗的基礎(chǔ)上還需要測定甜菜夜蛾幼蟲被斑痣懸繭蜂寄生后的免疫功能隨時間變化情況，才能更客觀深入了解寄主昆蟲免疫功能與寄生蜂直接的相互作用。

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參考文獻(xiàn)（略）

本文編號：89275