当前位置:文档之家› 刺吸式口器昆虫与寄主植物的相互作用研究进展.doc

刺吸式口器昆虫与寄主植物的相互作用研究进展.doc

一、 题目和内容相符性有差,重点不突出,写的过泛(刺吸式口器的三大主要类群-蚜虫、飞虱、粉虱。

二、 层次上较欠缺

三、 后半部分涂黑部分均为诱导抗性内容,应重新组织。此部分不宜过多。

四、 表述、表达中有些地方不规范

五、 一些地方缺少引用文献

1、文献综述

2、开题报告的主要内容:

研究题目

立题的目的意义和国内外研究进展

研究的主要内容和实施方案

目前的进展

刺吸式口器昆虫与寄主植物的相互作用研究进展

王承香 20040219

摘要:在长期的演化过程中,昆虫与植物形成了密切的相互关系,寄主植物体表的蜡质层、毛状体、化学组分及叶片颜色、营养均能影响昆虫的选择、产卵、取食和活动。寄主体内的次生代谢物质亦能影响昆虫的生长发育、存活率及体内的酶活性变化,从而导致昆虫抗药性的产生。与此同时,寄主植物被植食性昆虫损伤后,形态特征、生理生化等方面会产生一系列的变化,并诱导挥发性次生代谢物质的产生,从而形成诱导抗虫性。

关键词:刺吸式昆虫 寄主植物 植物次生物质 诱导抗虫性 昆虫与植物相互作用的现象,在我国发现由来已久,在长期的演化过程中,二者之间形成了一种协同进化的关系,在这种协同演化关系中,次生性代谢物起着十分重要的作用。一方面,寄主植物在受到昆虫侵害时可以产生含氮化合物、酚类化合物、光敏化合物等次生代谢物防御昆虫,即诱导防御;另一方面,植食性昆虫在取食寄主植物及其所含的次生性代谢物的同时,也可以激发解毒酶系的活性,这种诱导变化使昆虫减轻或免受食料中次生物质的影响,同时也增强了对其他外来化合物的解毒作用(张 帅 ,2004)。但是,昆虫对植物的抵抗是相对的,而植物对昆虫的抗性则是绝对的,植物对昆虫的抵抗性和昆虫对植物的适应性及选择性是随着地点、时空的变迁而不断发生变化的(庞保平,1998)。本文就二者之间的具体作用做一概述:

一、 被取食植物对刺吸式昆虫的影响

(一)植物形态对刺吸式昆虫的影响

昆虫与植物之间的相互作用首先发生于植物体表。植物体表是植物与其生物和物理环境之间的界面,是一个功能器官,其结构的多样化是植物遭受环境压力多样化的反映。许多特性是植物与昆虫相互作用的结果。植物不仅为昆虫提供食物,还提供了栖息和活动场所。植物体表的形态结构和化学组成不仅直接影响植食性昆虫的产卵、取食和活动,还可以通过影响捕食者和寄生者,对植食性昆虫发生间接影响。

1.植物体表蜡质层(麦蚜有相关研究)

关于蜡质层的形态结构与昆虫的关系了解得还很少,一些研究证明它可以通过影响其它因子而对昆虫发生间接的影响。例如,Cole和Riggail(1992)认为,植物体表的光滑特性减弱了植物对水的吸附能力,导致忌避化合物的浓度增加,进而使甘蓝蚜对其取食减少。Stoner的研究结果表明甘蓝蚜在8个光滑型品系上的数量少于其它品系;桃蚜在绝大多数光滑型品系上的数量都少于其它品系(Stoner,1990)。

2. 植物体表毛状体

植物体表毛状体几乎存在于所有现存的植物类群,它对昆虫的影响因种类而不同, 可影响小型刺吸式昆虫口针刺入植物组织的深度,使之达不到维管束或其它组织而难以获得适宜的食物(尚宏芹,2004),还可影响昆虫在植物体表面的附着和行动、取食和产卵等,影响的程度取决于毛状体的形状、长短和密度。如覆盖于欧椴树叶上的一层浓密的放射状毛能够阻止椴树蚜(Eucallipterus tiliae)的取食(Jeffree。1986)。叶片具毛的棉花上的烟粉虱数量明显大于无毛的品种(Butler,1988;Mound,1965;Pollard,1955)。Ilyas等(Ilyas,1989)研究也发现棉花形态特征(包括叶毛密度、叶毛长度等)和烟粉虱的发生率显著相关。Soundararajan等研究证明叶毛密度和长度对烟粉虱的种群影响是同等重要的特征,通常是共同起作用(Soundararajan,2001)。另外,植物表皮毛还可影响昆虫的行动,如Pillemer和Tingey发现Phaseolus vulgaris和P.lunatus对叶蝉(Empoascafabae???)的捕获频率与叶片上钩状毛的频率成正相关(Pillemer,1976)。周富才等研究也发现,小麦叶片表面存在长、短2种刺,这2种刺对于体软的蚜虫的行动和刺吸可能造成影响,从而形成了叶片上刺密度对蚜虫的抗性(周福才,1998)。

3. 植物体表化学组分对刺吸式昆虫的影响

植物体表的化学物质能够影响昆虫的取食行为,包括影响刺吸式昆虫的定居、刺激或阻止取食。如在Woodhead,S.和 Padgham,D.E(1988)的研究中,当将抗褐飞虱的水稻品种的体表脂类提取物用于感虫品种表面时,可阻止飞虱的取食,并且增加了飞虱的活动(Woodhead,1988)。_------烟草不同品种对烟蚜抗性研究结果。

(二)植物叶片颜色

刺吸式昆虫在植物上取食和产卵有一定部位,而且所选部位可随着植物的生长阶段、组织的老嫩、花器的有无而变化,因此其选择性与特定器官的颜色有关。烟粉虱在特定时间对反射黄绿光的表面有极强的趋性(Chu et al. 2000),有时对蓝色/超紫外光反射表面也有极强趋性(Csizinszky et al. 1997,1999)。烟粉虱成虫对颜色的不同趋性顺序是:黄绿>黄色>红色>橙红色>暗绿>紫色(林克剑,2005)。Mound研究表明,烟粉虱受蓝光、紫外光和黄色光部分的光谱吸引,他还进一步证明短波长的光导致烟粉虱的迁移行为,而长波长的光能促使其降落在寄主上(Mound,1962)。Berlinger表明,烟粉虱对500~700nm的表面反射光有强烈趋性(Berlinger,1980)。Cohen(1982)研究表明,烟粉虱受黄色光的吸引强导致成虫降落,而不受表面温度等任何因素的影响。这都解释了烟粉虱喜欢选择嫩叶,因为嫩叶比老叶更偏黄一些。????

(三)寄主植物的(叶片)营养

不同寄主种类

不同品种

不同发育时期

除烟粉虱材料外应增加其他害虫的研究结果。

不同叶齡的叶片在营养供给上差异很大,这严重影响了昆虫的产卵及若虫存活率,进而影响到其种群数量。如Rote和Puri曾报道了烟粉虱种群数量与棉叶含N量成正相关(Rote,1991);Ilyas等(1991)报道了烟粉虱的发生率与叶片的含N量和pH值显著相关,但与叶绿素的含量成反比;Soundararajan等研究也证明了pH值在6.03~6.2和糖含量高的棉叶较被烟粉虱喜欢,而当茄碱和苯酚含量较高时则不被喜欢;Rao等还报道了对烟粉虱具有抗性的植物中含有较高的P和Mg ,及较低的N和Fe , 而其他像糖类、蛋白、K、Ca、和Cu等则无明显差异(Rao,1990);Abdallah等也报道了在8~9月份叶片中Cu、Ca、Fe、N、K的含量与烟粉虱种群数量及其相关,同时还随着Mg含量的增加而急剧减少(Abdallah,2001)。另外,N肥的施用导致棉叶中的蔗糖、葡萄糖和果糖含量增加,进而引起烟粉虱的大发生,分泌大量的蜜露,致使损失巨大(Bentz,1995;Bi,2001)。秦焕菊 张怀宝等的研究结果表明,烟草生长前期,烟叶中氨含量与烟蚜数量呈显著的正相关性(r=0.7150),烟草生长后期其正相关性达到了极显著水平(r=0.7568);在烟草生长前期所有种类的氨基酸与烟蚜的相关系数均达不到显著水平;在烟草生长后期,随着烟株生长,烟叶中各种氨基酸含量的增加,氨基酸对烟蚜的影响已明显表现出来,脯氨酸、缬氨酸、异亮氨酸与烟蚜的相关系数分别为0.7464、0.7343和0.6308, 相关性达到了显著或极显著水平。烟叶中还原糖及总糖含量与烟蚜数量呈负相关性,在烟草生长前期与烟蚜数量相关性不明显,烟草生长后期,总糖含量与烟蚜数量相关系数(r=0. 5399),接近显著水平(秦焕菊,1998)。

(四)植物体内次生代谢物质对刺吸式昆虫的影响——内容明显不足!

昆虫在选择利用寄主的过程中,必将遇到对其生长发育产生不利影响的植物次生代谢物质,例如,酚类、单宁、生物碱等(钦俊德,1995)。不同的寄主植物中所含的对昆虫有害的次生代谢物质不同,如棉花中主要是棉酚,番茄中主要是番茄苷,烟草中则是烟碱;同一植物的不同品种所含的次生代谢物质的含量亦不相同,如刘绚霞等研究分析发现,我国主栽的烤烟品种烟碱含量为:长把黄1.23%、红大1.67%、G28为2.00%左右、春雷3号0.85%、NC89为1.69%、辽烟12号0.52%、G—140、中烟15分别为1.02%和1.61%(刘绚霞,1996)。它们影响昆虫的行为,如寻找寄主植物时的趋性反应、调节对食物的试探和取食行为,并且也影响营养、代谢、生长和生殖——那些种类昆虫应明确。

生物碱是一类重要的植物次生物质,在防御有害生物入侵时发挥重要作用,许多生物碱已被证明对蚜虫和其它一些害虫具有较强的毒杀活性,并成为很有前途的植物杀虫驱虫剂之一(罗万春,1997;姜双林,1999)。吲哚生物碱是生物碱中的一大类群, 广泛存在于一些植物中。有研究表明,芦竹碱和相关的吲哚生物碱存在于禾本科植物中, 并对禾谷缢管蚜和麦二叉蚜有毒杀作用(Corcuera,1984;Zuniga,1985;Zuniga,1986)。蔡青年等曾报道过小麦不同抗蚜品种穗部吲哚生物碱含量与麦长管蚜种群数量呈显著的负相关(蔡青年,2002)。烟草中的生物碱90%以上是烟碱,秦焕菊等研究发现在烟草整个生长发育过程中,烟碱含量与烟蚜数量呈明显的负相关性,经检验烟草生长前期(第一蚜高峰期)相关性达不到显著水平(相关系数r=-0.2388),烟草生长后期(第二蚜高峰期)其相关性达到了显著水平(相关系数r=-0.6217)。她的田间调查结果也表明,烟草不同品种的着蚜量存在着非常明显的差异,烟碱含量与烟蚜数量的波形正好相反,烟碱含量上升烟蚜数量下降,而烟碱含量下降烟蚜数量上升(秦焕菊,1997)。

酚类物质是小麦抗蚜重要次生物质,植株体内总酚含量与品种的抗蚜性呈极显著正相关,酚含量越高,品种的抗蚜性越强(陈建新,1997;陈巨莲,1997;Ciepiela,1989)。Leszczynski等研究了8种酚化合物对禾谷缢管蚜的影响,结果表明:在低浓度时,咖啡酸、阿魏酸、儿茶酚和邻苯二酚对蚜虫取食影响较大;高浓度时,所有酚化合物均能降低蚜虫的取食(Leszczynski,1985)。单宁含量与小麦品种的抗蚜级别呈负相关。在抗禾谷缢管蚜的品种中,有较高水平的自由酚酸和甲氧基酚酸类化合物(蔡青年,2003)。

(五)不同寄主植物对刺吸式昆虫体内酶活性的影响——昆虫对寄主植物的适应

注意层次的表达。

昆虫与植物相互关系的一个重要方面是对不同寄主植物的适应性,这也是昆虫与植物协同进化的结果。不同寄主植物常常能诱导昆虫体内解毒酶活性的变化,增强其解毒作用,从而使其具有广泛的适应性(蔡青年,2003)。已有的研究表明,不同棉花品种对棉蚜羧酸酯酶活性的影响较大,取食抗虫品种后,总的羧酸酯酶活力提高(姜永幸,1996)。在取食不同棉花品种叶片的棉蚜种群之间,羧酸酯酶活性有明显差异(高希武,1992)。关于小麦不同品种对麦蚜的酯酶活性影响的报道较少,陈建新等对取食不同抗性小麦品种的禾谷缢管蚜体内羧酸酯酶活性研究认为,抗性强的小麦品种上生长的蚜虫,其体内羧酸酯酶活性强,反之弱(陈巨莲,1997)。蔡青年等研究结果显示,随着小麦品种(系)的抗蚜性减弱,对蚜虫羧酸酯酶活性的影响也逐渐降低。取食高抗品系穗部的麦长管蚜,其羧酸酯酶的活性最高。赵士熙等报道,取食抗性水稻品种后,褐飞虱4龄若虫的羧酸酯酶、酸性磷酸酯酶和碱性磷酸酯酶活力受到抑制,且酶活力的抑制程度与水稻品种的抗性水平基本一致;羧酸酯酶的Km值在品种间无明显差异,但Vmax值差异显著。吕仲贤等研究表明,取食抗性品种的褐飞虱体内羧酸酯酶活性比取食敏感品种时高。除酯酶外,谷胱甘肽转移酶在昆虫的代谢解毒及其对寄主植物的适应过程中也起着重要作用。周亦红、韩召军等研究表明,ASD7和RH品种能够诱导褐飞虱成虫GST活性显著提高,这表明GST可能在害虫与水稻品种的互作过程中起作用(周亦红,2003)。

(六)昆虫对植物次生物的适应机制——与上标题表达的意思重复,应合并。

相关主题