剪叶损伤与昆虫取食对兴安落叶松(Larix gmelinii)针叶中缩合单宁诱导作用的差异

单宁是植物内与抗虫性相关的重要次生代谢物质。为了研究昆虫取食及剪叶诱导对兴安落叶松（Larix gmelinii）针叶内缩合单宁含量的影响，用剪叶法和落叶松毛虫（Dendrolimus superans）幼虫取食处理5年生兴安落叶松苗，以香草醛．盐酸法测定其剩余健康针叶内缩合单宁含量的变化。结果表明：（1）处理后1～10d，剪叶4枝75％，8枝50％、75％，12枝25％、50％、75％及虫伤4枝75％的兴安落叶松健康针叶内的缩合单宁含量均明显高于对照（P〈0．01），15d时，剪叶8枝75％，12枝50％的兴安落叶松针叶内的缩合单宁含量仍高于对照（P〈0．05），说明剪叶与虫伤处理均能诱导缩合单宁含量增加。（2）剪叶4枝75％，8枝50％，12枝25％、75％的处理之间，诱导的缩合单宁含量差异不显著（P〉0．05）。剪叶8枝75％，12枝50％诱导缩合单宁含量增加幅度比其它剪叶处理大，且诱导持续时间长。说明剪叶程度虽能影响缩合单宁含量，但二者并不呈线性关系。（3）剪叶4枝75％在5d时诱导缩合单宁含量最高，虫伤4枝75％在10d时诱导缩合单宁含量最高，说明剪叶诱导的缩合单宁含量高峰早于虫伤处理。但处理后1-10d，剪叶及虫伤4枝75％的落叶松针叶内缩合单宁含量均明显高于对照（P〈0．01或P〈0．05），之后与对照差异不显著（P〉0．05），说明在受到诱导处理后，兴安落叶松产生应激反应，使其针叶内缩合单宁含量在一定时间内先增加，后逐渐恢复到正常水平。由上可见，可以采取适当的损伤处理取得与昆虫取食相似的兴安落叶松抗性反应。

剪叶及昆虫取食对兴安落叶松蛋白酶抑制剂的影响

植物蛋白酶抑制剂是植物重要的防御物质之一。为了研究不同程度剪叶及昆虫取食诱导与兴安落叶松Larixgmelinii针叶内蛋白酶抑制剂活性变化的关系,分别以剪叶及落叶松毛虫Dendrolimus superans取食处理兴安落叶松幼苗,用紫外分光光度法测定不同处理后针叶内胰蛋白酶抑制剂(TI)和胰凝乳蛋白酶抑制剂(CI)活性变化。结果表明:落叶松毛虫取食及剪叶可诱导兴安落叶松产生系统性防御反应,处理后的1～20天,苗木针叶内TI和CI两种抑制剂活性产生显著变化,诱导产生的TI和CI的活性与损伤程度无显著相关性。相同损伤程度下,虫害诱导的TI活性高于剪叶损伤诱导的活性,但二者差异不显著;3种取食程度诱导的CI活性,只在第5天同时显著高于剪叶损伤诱导的抑制剂的活性。由此可见,可以通过适当的损伤处理取得与昆虫取食相似的植物抗性反应,这为林木病虫防治提供了新的思路。

昆虫取食诱导的植物防御反应

植物被昆虫取食后可产生直接防御或间接防御。直接防御通过增加有毒的次生代谢产物或防御蛋白对昆虫生理代谢产生不利的影响 ,但对植物的消耗较大。间接防御通过释放挥发性化合物吸引天敌昆虫 ,并以此控制植食性昆虫。特异性的昆虫激发子 (insectspecificelicitors)能够诱导挥发性化合物的释放。多种信号途径参与昆虫取食诱导的植物防御反应 ,它们之间的相互作用协同或拮抗。了解昆虫取食诱导的植物防御反应 ,对于害虫综合治理策略的完善具有重要的意义。

昆虫取食和剪叶刺激对油松针叶内部分防御物质的诱导效应

为了研究自然条件下昆虫取食及剪叶刺激对油松诱导抗性的影响,本试验应用香草醛—盐酸法,亚硝酸钠—硝酸铝比色法以及紫外分光光度法,分析了剪叶和不同程度油松毛虫取食处理后,混交林和纯林中油松针叶内部分次生代谢物和蛋白酶抑制剂活性的动态变化。结果表明:剪叶及不同程度油松毛虫取食能够诱导缩合单宁、黄酮含量和胰蛋白酶抑制剂、胰凝乳蛋白酶抑制剂活性增加。与对照相比,胰凝乳蛋白酶抑制剂在混交林中的活性比纯林更为明显。说明剪叶及昆虫取食可诱导增加油松针叶内的缩合单宁和黄酮含量、提高胰蛋白酶抑制剂和胰凝乳蛋白酶抑制剂的活性,进而增强油松的抗虫性,林分类型可在一定程度上影响油松诱导防御物质的变化。

模拟昆虫取食对红皮云杉幼苗根部酶活性的影响——根部中保护性酶和防御酶活性的变化情况

通过不同损伤处理模拟地下害虫取食红皮云杉幼苗根部,分析测定不同程度损伤后红皮云杉幼苗根部中保护性酶和防御酶活力的变化情况。结果表明:不同损伤处理模拟地下害虫取食后,均不同程度诱导了幼苗根部保护酶和防御酶活力的升高,表明模拟昆虫取食后诱导红皮云杉幼苗增加了抗虫性;其中25%损伤诱导红皮云杉幼苗根部过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和多酚氧化酶(PPO)活力均较对照升高明显,而50%和75%损伤程度诱导与对照相比较有所升高,但不明显;其中25%损伤后5 d CAT活力,25%损伤后12 h和3 d、50%损伤后6 h和10 d SOD活力,25%损伤后3、6、12 h和1 d、50%损伤后3、6、12 h和3 d PAL活力和25%损伤后12、1 d和10 d、50%损伤后12 h、75%损伤后3 d PPO活力均与对照差异显著。

模拟昆虫取食后红皮云杉幼苗营养物质的时序变化

为了研究寄主营养物质与昆虫取食危害的关系,通过损伤模拟地下害虫取食红皮云杉幼苗根部,测定了不同损伤程度的红皮云杉幼苗根部营养物质的时序变化。结果表明:损伤后红皮云杉幼苗根部蛋白质和游离氨基酸质量分数有所增加,而可溶性糖质量分数降低。50%和75%损伤后蛋白质质量分数在3、10、30 d时与对照差异显著(P<0.01);50%、75%损伤后12 h和50%损伤后15 d时红皮云杉幼苗根部游离氨基酸质量分数与对照差异显著(P<0.01或P<0.05);25%损伤后6 h时,50%损伤后6 h、5 d时,75%损伤后6 h、1 d、5 d、20 d时的可溶性糖质量分数与对照差异显著(P<0.05)。

昆虫取食和机械损伤对棉花和玉米脂氧合酶活性的诱导作用

脂氧合酶(LOX)是植物防御反应中的关键酶,脂氧合酶途径的产物包括茉莉酸、绿叶挥发物等,在植物防御反应中起着重要作用。为了明确脂氧合酶在昆虫取食和机械损伤诱导植物通信中的作用,以棉花、玉米为研究对象,分析不同处理(包括棉蚜取食和机械损伤诱导棉花及其相应挥发物诱导邻近玉米、玉米螟取食和机械损伤诱导玉米及其相应挥发物诱导邻近棉花)的诱导防御机制,测定不同方法处理24、48、72 h后棉花、玉米的脂氧合酶的活性。结果表明,昆虫取食和机械损伤不仅会诱导棉花、玉米植株的LOX活性升高,还能诱导邻近健康植株的LOX活性升高。研究结果表明,脂氧合酶在昆虫取食和机械损伤诱导的棉花、玉米间通信中起作用。

昆虫取食对杨树富集Cd、Cu、Zn能力的影响

为探讨昆虫取食对杨树富集Cd、Cu、Zn能力的影响,对1年生小黑杨（Populus simonii×P.nigra）扦插盆栽苗,分别人工施加一定量的Cd、Cu、Zn,待苗木生长30 d后,接种舞毒蛾（Lymantria dispar）幼虫,取食14 d取出,7 d后取样,分析小黑杨根、茎、叶的干质量、重金属质量分数、富集系数、转运系数、贮存量。结果发现：各处理间根（8.0%~19.7%）、茎（61.0%~69.7%）、叶（17.3%~26.1%）干质量占植株的比例较为一致,不受重金属胁迫或重金属＋昆虫取食胁迫影响。在Cd胁迫或Cd＋昆虫取食胁迫下,小黑杨各部位对Cd的富集量及贮存量未产生显著响应。在Cu、Zn胁迫下,小黑杨根茎叶对Cu、Zn的富集量极显著增加（P〈0.01）、贮存量显著增加（P〈0.05）;在Cu、Zn胁迫叠加昆虫取食胁迫后,对Cu、Zn的富集量及贮存量显著降低（P〈0.05）,但其在小黑杨各部位的分布状况不变。Cd在小黑杨各部位的富集量比较相近,Cu主要在茎部,Zn主要在叶部。Cd、Cu在茎部贮存量最高,达总贮存量的50%以上,而Zn量主要贮存在茎、叶部,达总贮存量的80%以上。各处理组的转运系数（TF）由大到小为Zn、Cd、Cu,Zn胁迫降低了小黑杨的TF,Cd、Cu胁迫增加了小黑杨的TF;昆虫胁迫增加了小黑杨对Cd和Zn的TF,降低了对Cu的TF。说明昆虫取食能显著影响杨树对重金属的富集能力。

昆虫取食与机械损伤对葡萄挥发物的诱导差异

试验结果表明,葡萄植株经过不同伤害处理后,所诱导的挥发物组成存在明显的不同,机械损伤后葡萄植株释放的挥发物主要是醇、醛和酯类物质,二点叶螨取食后释放出的挥发物以萜烯类化合物为主。

叶蜡含量与昆虫取食行为

在高等植物的叶表角质膜外 ,覆盖着一层由表皮细胞的分泌物沉积而成的蜡质薄层 ,简称为叶表蜡层。近年来研究发现 ,叶表蜡层中的化学物质作为信息物质对植食性昆虫的取食、产卵等行为有着十分微妙的关系。

昆虫取食诱导的植物间的通信作用综述

昆虫取食不仅能诱导植物本身产生防御反应,还能诱导邻近健康植物产生防御反应,这就是植物间通信作用。植物受到昆虫取食后,会释放出一系列的挥发性化合物,已经证明昆虫取食诱导的植物挥发性化合物在植物通信中起作用。本文总结昆虫取食诱导的挥发性化合物在植物通信中的作用及其机制,这有利于增加植物抗虫性找到害虫综合防治的新途径。

植物竞争和昆虫取食调节入侵植物对土壤细菌群落和功能的影响

以入侵植物空心莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb)、本土近缘种莲子草(Alternanthera sessilis(L.)DC)、生防昆虫莲草直胸跳甲(Agasicles hygrophila(Selman&Vogt))和本地昆虫虾钳菜披龟甲(Cassida piperata(Coleoptera:Cassididae))为研究对象,建立3种植物种植方式(空心莲子草单种、莲子草单种、空心莲子草和莲子草混合种植)和4种昆虫取食类型(无昆虫取食、虾钳菜披龟甲取食、莲草直胸跳甲取食、两种昆虫同时取食),通过高通量测序技术探究植物竞争、昆虫取食以及二者交互作用如何调控入侵植物对土壤细菌群落的影响。结果显示,植物竞争、昆虫取食及其交互作用对土壤细菌群落的物种多样性指数(Observed sub-OTUs)、香农指数(Shannon)、系统发育多样性指数(Phylogenetic diversity)和均匀度指数(Evenness)均无显著影响。表明不论是空心莲子草还是莲子草均不影响土壤细菌的alpha多样性,并且植物竞争和昆虫取食对土壤细菌alpha多样性没有调控作用。但植物竞争显著改变了土壤细菌群落结构,降低了绿弯菌和化能异养型细菌的相对丰度,而增加了酸杆菌的相对丰度。同时,植物竞争与昆虫取食的交互作用可以调控空心莲子草对土壤细菌群落结构、优势门类和功能类群的影响,说明生物胁迫对土壤微生物的群落结构和功能具有调控作用。准确评估外来入侵植物的影响时需要考虑其所入侵生境的生物因素。

模拟昆虫取食对牛膝菊防御特征的影响

为了解入侵植物牛膝菊的入侵机理,研究其应对昆虫取食的响应,在开花前喷洒不同浓度(5、10、20 mmol·L^(-1))的茉莉酸甲酯(MeJA)来模拟不同程度的昆虫取食,试验结束时测定其株高、叶片数、花序数、生物量、比叶面积、叶上表皮毛密度,以及叶和花序中的缩合单宁、总酚、黄酮含量。结果表明:5 mmol·L^(-1)MeJA处理下牛膝菊生长繁殖指标(株高、叶片数、花序数、生物量)与对照差异不显著,10 mmol·L^(-1)MeJA处理下其生长繁殖指标达到最大值,除株高外均显著高于对照;20 mmol·L^(-1)MeJA处理下各生长繁殖指标开始下降。比叶面积随MeJA处理浓度的增加而减小,叶上表皮毛密度随MeJA处理浓度的增加而增加,均与对照差异显著;5 mmol·L^(-1)MeJA处理下牛膝菊叶黄酮、总酚、缩合单宁含量与对照均无显著差异;叶、花序中的黄酮、总酚、缩合单宁含量在10 mmol·L^(-1)MeJA处理组达到最大值,花序的黄酮、总酚含量高于叶,缩合单宁则相反;20 mmol·L^(-1)MeJA处理下各防御物质含量开始下降。研究表明,牛膝菊可以耐受一定程度的昆虫取食,能采用补偿生长、物理防御、化学防御多种手段来调整防御策略,促进其成功入侵。

模拟昆虫取食对两种入侵植物生长繁殖的影响

【目的】研究入侵植物牛膝菊(Galinsogaparviflora)和椴叶鼠尾草(Salvia tiliifolia)对昆虫取食的耐受性并探讨它们的入侵机制。【方法】采用模拟昆虫取食试验在开花前将牛膝菊和椴叶鼠尾草的叶片分别去除1/3,2/3和4/5,测定株高,花数,叶片数,根、茎、叶和花果的干质量,比叶面积等指标,使用单因素方差分析比较其中差异性。【结果】两种植物均具有超补偿生长能力,在去除4/5的叶片后植株仍能正常生长,除叶片干质量外其他各部分的生物量均高于不去除叶片的对照组,与后者的差异具有统计学意义(p<0.05)。所有去叶处理的牛膝菊植株在去叶后14d株高、花数和叶片数就可实现完全补偿。去除4/5叶片处理的椴叶鼠尾草植株在去叶后14d也能实现株高、花数和叶片数的完全补偿,但该植物在去除1/3和2/3叶片处理后14d时未达到完全补偿生长。与其他处理相比,在去除2/3叶片处理条件下两种植物的株高、叶片数和花数的增长速率均达最大值;当去叶超过一定限度后,两种植物的株高、花数和叶片数量的增长率下降。【结论】牛膝菊和椴叶鼠尾草对昆虫取食或机械损伤具有很强的耐受能力,这有利于两者种群的生存和扩散,有利于成功入侵。

利用昆虫取食降解塑料研究进展

废旧塑料因具有较高的化学惰性,不易被自然降解,而形成长期污染,现已成为全球性的环境问题.塑料垃圾的传统处置方法,如卫生填埋法、焚烧法和化学处理法等,存在侵占土地、产生二次污染和费用高等问题.近年来,可以取食并降解塑料的昆虫的发现,为塑料垃圾无害化处置和资源化处理提供新的探索方向.深入分析废弃塑料的污染危害和回收处理现状,详细介绍具有取食降解塑料能力的昆虫类型如黄粉虫、大麦虫、大蜡螟虫等,取食降解的塑料类型包括聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等,比较昆虫对各类塑料的降解能力及效率差异、昆虫取食塑料对其生长发育的影响,昆虫肠道功能菌群结构以及被分离的降解塑料功能微生物差异等.提出未来面临的机遇与挑战,对潜在的突破可能进行展望:(1)可取食降解塑料昆虫的进一步发现与优选;(2)可取食塑料的昆虫的毒理学分析与资源化;(3)降解塑料昆虫和功能菌的降解机制的深入解析;(4)基因工程菌株的构建与合理应用.

3种不同类型口器的昆虫取食对菜豆叶片PPO和PAL活性的影响

为研究不同口器昆虫取食对菜豆植株系统防御的影响,以斜纹夜蛾(Spodoptera litura)咀嚼取食、二斑叶螨(Tetranychus urticae)刺吸取食和西花蓟马(Frankliniella occidentalis)锉吸取食分别处理菜豆中部叶片6、24、48、72和96 h后,测定菜豆受处理的中部叶片及未处理的上部及下部位叶片多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性。结果表明:危害方式、处理时间和叶片部位对菜豆叶片PPO和PAL活性有极显著影响(P<0.01),且三者间有极显著的交互作用。不同危害方式诱导后中部处理叶片的PPO活性均是在6 h明显升高(P<0.05),但随时间的延长PPO活性在不同处理下变化不同;中部叶片PAL活性在机械损伤处理48 h后才被显著激活,而斜纹夜蛾、二斑叶螨和西花蓟马取食后,PAL活性分别在6、6和24 h明显升高,且达到最大值,分别是对照的2.66、1.75和2.79倍;处理菜豆的上部和下部未受害叶片的PPO和PAL活性对虫害的响应明显比机械损伤迅速;二斑叶螨取食后PAL活性响应最快,上部和下部叶片均在6 h达到最大值,分别为对照的2.72和5.07倍。以上结果说明,害虫取食能引起菜豆植株产生系统防御反应,并且防御的时空效应与害虫的为害方式有关。

韧皮部取食昆虫诱导的植物防御反应

刺吸式昆虫与寄主植物之间具有特殊的生物互作关系。本文对刺吸式昆虫取食韧皮部诱导的植物防御反应类型、防御物质变化、信号途径以及植物反应转录组学研究等方面进行综述。韧皮部取食昆虫取食诱导的植物防御反应机制主要包括:(1)改变自身的营养状况;(2)产生有毒的次生化合物;(3)产生防御蛋白。防御反应与植物水杨酸、茉莉酸、乙烯等信号分子密切相关。研究表明,刺吸式昆虫取食诱导的植物防御反应主要引发以水杨酸为主的信号途径,但相关分子互作机制还有待明确。日益丰富的基因组资源和不断发展的分子生物学技术为揭示植物防御反应中信号分子的作用机制、找出植物内生抗性的特异因子以及阐明诱导防御机制奠定了基础。了解刺吸式昆虫取食诱导的植物防御反应,为深入理解植物-昆虫间协同进化关系提供了依据,为害虫治理和抗虫植物的培育提供了新的思路。

蓟马取食、机械损伤以及外源水杨酸甲酯和茉莉酸对菜豆叶片防御酶活性的影响

【目的】探讨菜豆对昆虫取食防御反应的生化机制。【方法】研究了西花蓟马Frankliniella occidentalis取食、机械损伤以及外源水杨酸甲酯(MeSA)和茉莉酸(JA)处理后菜豆叶片防御酶活性的变化。【结果】西花蓟马取食、机械损伤及MeSA和JA处理均能明显提高过氧化物酶(POD)的活性,前2种处理POD活性在72 h上升到最高峰,而后2种处理则在48 h达到最高峰。蛋白酶抑制剂(PI)活性在西花蓟马取食后升高最明显。JA途径关键酶脂氧合酶(LOX)和多酚氧化酶(PPO)的活性在西花蓟马取食、机械损伤和JA诱导处理均升高,但外源MeSA诱导处理则不能诱导它们的活性(P>0.05)。SA途径的关键酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)在西花蓟马取食和机械损伤后均有一个先升高后下降的过程,外源MeSA诱导只在24 h引起PAL活性升高,其余时间下和对照没有明显的区别,外源JA诱导未能引起PAL活性的显著变化(P>0.05)。西花蓟马取食、JA和MeSA诱导以及机械损伤均能诱导β-1,3-葡聚糖酶(PR-2)活性上升(P<0.05)。【结论】结果说明,不同处理可诱导菜豆植株产生明显的防御反应,但酶活性的变化与处理方式和处理时间有关。

昆虫刺探电位图谱(EPG)技术在茶树抗刺吸式口器害虫研究中的应用

以假眼小绿叶蝉为主的茶园刺吸式昆虫是茶叶生产中的重要害虫,其特殊的产卵习性和危害方式使化学农药很难发挥理想的作用。茶树品种抗虫性研究作为控制刺吸式害虫的一种新途径,引起了科研工作者的关注和重视。而昆虫刺探电位图谱(Electrical Penetration Graph,EPG)技术,作为刺吸式口器昆虫的取食行为记录仪,参与到这一研究,明确了许多叶蝉行为和品种抗虫性间的关系。本文在分析EPG技术特点的基础上,总结了EPG技术在茶园刺吸式害虫的取食行为、茶树品种抗虫性的检测和抗性机理方面的应用,并且对相关研究结果进行梳理,归纳出假眼小绿叶蝉的取食过程和特点。

植物挥发物防御食草动物取食的研究进展

植物遭遇植食性昆虫取食时,会向外界环境释放挥发物,这些挥发物可以诱发附近植物产生防御物质抵御昆虫的取食或吸引昆虫天敌捕杀昆虫虫咬诱导产生的挥发物是植食性昆虫和植物长期协同进化、相互适应的产物,挥发物的种类和浓度因植物种类、昆虫种类、昆虫龄期的不同而不同。挥发物的生态功能是近年来生态学的重要研究内容,我们对植物防御挥发物的种类、挥发物的成分及其调控物的研究进展进行综述,以期为后续利用植物挥发物进行农业害虫的防治提供理论依据。