3种桉树组成抗性评价模型构建与应用分析

笔者应用主成分分析方法对3种不同桉树组成抗性进行了综合评价分析,建立了桉树组成抗性的综合评价模型,提出了反映桉树叶片主要性状的3个主成分因子及主成分公式。分析表明:尾叶桉3种叶龄叶片组成抗性的综合指标值大小依次为:老叶>成熟叶>嫩叶,说明老叶的组成抗性较成熟叶和嫩叶好;3种桉树成熟叶的综合指标值大小依次为:大叶桉>尾叶桉>窿缘桉,说明大叶桉叶片的组成抗性较尾叶桉和窿缘桉好。

环境因子对油松组成抗性与生长发育的影响

综述一些学者对油松组成抗性以及不同环境因子对油松的生长发育的影响的研究,分析了植物组成抗性的重要作用及其在环境因子影响下的变化规律,并对植物组成抗性在生产上的应用进行了论述,展望了这一领域的研究方向和尚需深入研究的问题。

寄主植物对植食性昆虫抗性的研究进展——以云杉八齿小蠹为例

云杉八齿小蠹Ips typographus是针叶林中最具破坏性的物种之一。雄虫以寄主挥发物作为嗅觉信号搜寻和定位寄主,然后释放信息素吸引同性或异性小蠹群集攻击寄主。寄主植物在受到云杉八齿小蠹为害后,不同寄主植物对云杉八齿小蠹的抗性反应不同,但都能够利用其自身的物理结构、分泌物及挥发性化学物质等抵御小蠹的危害,并合成产生大量的防御化学物质来使其免受侵害,寄主植物这种应对小蠹侵害的能力可能有助于它们的长期生存,这是树木的一种可持续的防御策略。寄主植物对云杉八齿小蠹入侵的有效防御是多阶段系统防御,包括一系列组成和诱导的机制来抵御入侵的云杉八齿小蠹和限制入侵的真菌病原体的传播。寄主植物对植食性昆虫的抗性反应为研发植物诱导剂、植食性昆虫及其天敌的行为调控剂等害虫治理手段开辟了新途径。

基于组成型抗性性状的油茶抗茶籽象的评价模型

【目的】基于茶籽象不同危害期油茶果实组成型抗性指标(果形指数、果皮厚度、茶皂素积累量)与为害率的关系,初步构建油茶抗茶籽象评价模型,为油茶的抗性育种提供理论参考。【方法】在茶籽象产卵高峰期,测定我国主栽的油茶长林系列8个无性系的果形指数、果皮厚度,并跟踪测定产卵高峰期、初孵幼虫期、幼虫发育期和幼虫成熟期4个关键期各无性系种子中茶皂素积累量;利用R语言MASS包中的stepAIC()函数,以各测定指标为自变量、茶籽象为害率为因变量,构建多元线性回归模型。【结果】在茶籽象产卵高峰期,8个无性系的果形指数差异显著(P<0.05),极差为0.5~1.2,其中长林166号果形指数最小,为0.5~0.7;8个无性系果皮厚度为3~6 mm,均处于茶籽象危害厚度范围内,以长林53号果皮厚度最厚(5.03±0.08 mm)。茶籽象4个危害关键期8个无性系的茶皂素含量差异显著(P<0.05),依据茶皂素积累量可聚为3个类群。基于6个变量进行多元回归分析,初步构建了以茶籽象为害率(Y)为因变量的油茶抗茶籽象的评价模型Y=0.5316-0.301X2-0.43657X4+0.059526X5-0.0194X6(X2:果皮厚度;X4:初孵幼虫期茶皂素含量;X5:幼虫发育期茶皂素含量;X6:幼虫成熟期茶皂素含量),拟合度较好(P<0.01,R2=0.7737)。【结论】采用多元线性回归分析油茶长林系列无性系组成型抗性性状(果形指数、果皮厚度、茶皂素积累量)与茶籽象为害率的相关关系,初步构建了以果皮厚度及茶籽象初孵幼虫期、幼虫发育期和幼虫成熟期油茶种子中茶皂素含量为变量的油茶抗茶籽象的评价模型。

施硅提高玉米抗蚜性的组成型和诱导型生理代谢机制

【目的】禾谷缢管蚜(Rhopalosiphum padi)是危害玉米的主要害虫之一,其生长繁殖严重影响了玉米的产量和品质。分析施硅(Si)诱导玉米植株对蚜虫的抗性对玉米正常生长尤为重要。本研究从玉米抗氧化系统、次生代谢和信号传导途径3个方面,探究了施硅提高玉米抗蚜性的生理代谢机制。【方法】采用玉米水培试验方法,共设置4个处理:不施硅不接蚜虫(–Si–A)、不施硅接蚜虫(–Si+A)、施硅不接蚜虫(+Si–A)、施硅接蚜虫(+Si+A)。分别于蚜虫侵染后48、60、72、96、120 h,调查玉米植株蚜虫密度,并取样分析玉米植株抗氧化系统(CAT、SOD、H_(2)O_(2)和MDA)、次生代谢(PAL、PPO、LOX和木质素含量)和信号传导物质(JA、SA)含量,以未接虫玉米3个系统中的相关成分含量为组成型抗性,以接虫前后各成分含量的差值为诱导型抗性,讨论了硅对玉米抗蚜组成型和诱导型抗性的影响。【结果】随着蚜虫侵染后时间的延长,蚜虫密度增加,与侵染后48 h相比,在–Si处理下,侵染后60~120 h时蚜虫数量显著增加了12.50%~40.18%;+Si处理下,侵染后60~120 h蚜虫数量显著增加了12.36%~49.44%;在侵染后48~120 h相同时间点下,与不施硅处理相比,施硅处理的蚜虫种群密度显著降低了15.29%~20.64%。整个培养时间内,与不施硅处理相比,施硅处理的玉米抗氧化系统中组成型CAT、SOD活性均显著提高,组成型H_(2)O_(2)、MDA含量分别降低了4.41%~15.35%、5.35%~17.95%,诱导型CAT活性显著增加(除侵染后72 h外),诱导型SOD活性显著降低,诱导型H_(2)O_(2)含量先提高后降低;施硅处理显著提高了次生代谢中组成型PAL、LOX和PPO活性、木质素含量,降低了诱导型PPO活性、木质素含量,诱导型PAL活性表现为先提高后降低,诱导型LOX活性表现为先降低后升高随后又降低;施硅处理显著提高了信号传导中组成型JA、SA含量,增加了诱导型SA含量43.77%~117.48%,降低了诱导型JA含量。同一时间点,无论是否施硅,组成型CAT、SOD活性、H_(2)O_(2)和MDA含量、PAL、LOX和PPO活性、木质素、JA和SA含量均显著高于诱导型。PCA与相关性分析结果表明,组成型和诱导型CAT、SOD活性和诱导型H_(2)O_(2)、SA含量为体现玉米抗蚜虫的组成型和诱导型抗性的较优指标。【结论】施硅可显著降低蚜虫的密度,并显著提高玉米抗氧化系统、次生代谢和信号传导途径各物质的组成型与诱导型抗性,因此,施用硅肥为玉米田间蚜虫的生态调控提供了理论基础和科学依据。

植物抗虫性研究概况

本文从组成抗性和诱导抗性两种植物主要的抗虫机制的研究进展对国内外对植物抗虫性的研究成果进行了综述,并详细综述了茉莉酸甲酯对植物抗虫性的影响。

资源分配对落叶松抗虫性的影响

落叶松对虫害的抗性可分为组成抗性和诱导抗性。文章综述落叶松结实期资源分配与组成抗虫性的关系及其对抗虫性的影响,并针对存在的问题进行了讨论,以其为落叶松的结实期防虫管理、营林措施等日常管护方法提供理论参考。

黄檗叶片内酚酸质量分数的时序变化及其抗虫性

通过测定不同林龄的健康和受害黄檗,在不同生长时期(6月、7月和8月)内雌、雄植株叶片酚酸质量分数的变化,研究了酚酸质量分数与黄檗抗虫性之间的关系。结果表明:性别、树龄、健康状况和生长时期对黄檗叶片内酚酸总量的影响差异均显著(P<0.05)。健康和受害植株的酚酸总量均表现为7月份>8月份>6月份的变化趋势,且不同月份之间差异均极显著(P<0.01);雌株的酚酸总量均极显著高于雄株(P<0.01);37年生的黄檗总酚酸含量显著高于56年生(P<0.01),不同树龄的受害植株在所测定的各月份其酚酸总量显著高于健康植株(P<0.05);不同树龄之间酚酸总量的差异也极显著。黄檗叶片内共检测出原儿茶酸、绿原酸、咖啡酸、香豆酸、水杨酸、苯甲酸、苯乙酸、阿魏酸和肉桂酸9种酚酸类物质,受害植株的酚酸种类显著高于健康植株。说明性别、树龄、健康状况和发育时期均在不同程度上影响黄檗叶片酚酸质量分数的变化,进而影响黄檗抗虫性强弱。因此,可以根据这一变化规律对抗性较弱的黄檗,采取适当的管理措施维护林木的正常生长。

瘿螨寄主植物抗性研究进展

从植物组成抗性与诱导抗性两个方面,回顾了植物抗瘿螨的研究进展。其中,组成抗性研究已较为透彻,本文从遗传、组织结构与形态、代谢产物3个方面进行综述;而诱导抗性从诱导抗性方式论述,主要有瘿螨取食、化学物质诱导和机械损伤3个方面。诱导抗性还有待进一步的深入研究,仍有很大的研究空间。

虫害诱导烟草抗性对斜纹夜蛾生长和产卵选择的影响

【目的】探究不同品种烟草的虫害诱导抗性对斜纹夜蛾生长和产卵选择的影响。【方法】选取了野生种的八旦野生烟、地方品种的梁桥晒烟和选育品种的湘烟5号3个烟草品种,测试斜纹夜蛾幼虫取食不同品种烟草的对照组和虫害处理组后的生活史参数;观察斜纹夜蛾成虫对不同品种烟草的产卵选择偏好性。【结果】斜纹夜蛾幼虫取食诱导的烟草,对后续再取食的斜纹夜蛾存活率、发育历期、蛹质量、蛹期、羽化率和成虫体质量产生了不利影响,例如,虫害处理组的斜纹夜蛾存活率、蛹质量较对照组显著降低,两者分别相差1.27~2.60倍、1.25~1.54倍,这一不利影响在野生种和地方品种烟草上表现的更为明显。斜纹夜蛾成虫对不同烟草品种的产卵选择偏好性存在差异,其中最偏好在选育品种上产卵,其次为地方品种,最不喜野生种,且虫害处理组的产卵选择率均显著低于对照组。【结论】虫害诱导烟草抗性对斜纹夜蛾的生长和产卵选择产生了不利影响。

针叶小爪螨—寄主植物—芬兰钝绥螨相互关系的研究 Ⅲ.寄主植物的化学组成与针叶小爪螨生长发育的关系

用海绵水盘法饲养针叶小爪螨Oligonychusununguis (Jacobi) ,观察其在未受害板栗、麻栎、栓皮栎和槲树叶片及受害板栗、麻栎叶片上的生长发育状况 ,并测定了这些植物叶片中某些化学物质的含量。结果发现 ,危害槲树者 ,其发育历期最长 ,雌成螨寿命最短 ,平均单雌产卵量最少 ;危害板栗、麻栎、栓皮栎者生长发育状况无明显差异 ,但危害板栗者幼螨期明显缩短 ;叶片受该螨危害后 ,游离氨基酸的总量、全氮含量减少 ,可溶性总糖、粗脂肪、单宁的含量增加。与板栗、麻栎、栓皮栎相比 ,槲树叶片中游离氨基酸的总量、全氮含量、可溶性总糖的含量最低 。

灰飞虱LHSC70基因表达特性及功能

灰飞虱是我国主要水稻害虫之一,在各水稻种植区均有分布,对环境具有较强的适应性。HSP70作为分子伴侣在生物生长发育和外界刺激应激中发挥重要作用。HSC70是HSP70家族重要成员之一,具有组成型表达特性。为探讨灰飞虱对环境适应的分子机理,本研究采用qPCR、RNA干涉等技术研究了灰飞虱HSC70的表达特性和功能。结果表明,灰飞虱HSC70基因长1971bp,命名为LHSC70,编码656个氨基酸,推测分子量为71.6kD,等电点为5.46,含HSP70家族3个标签序列,具有HSP70典型结构特征。系统进化分析表明LHSC70与褐飞虱HSC70同源性最高,达到99%。LHSC70基因的表达与龄期有关,1~5龄若虫的表达量无显著差异,但雌成虫的表达量明显高于若虫和雄成虫;10、16、22、26、30、34、38、42℃下,雌成虫LHSC70基因表达量变化不显著。RNA干涉抑制雌成虫LHSC70基因表达,导致其耐热性下降,而产卵量变化不大。这些结果说明灰飞虱LHSC70为组成型热激蛋白70,与组成抗性有关,与繁殖关系不大,且不受热激诱导。

树龄及性别对黄檗叶片内主要防御蛋白活力的影响

为研究黄檗树龄和性别与其组成抗性的关系,分别对2个树龄等级的黄檗雌、雄叶片内6种重要的防御蛋白PAL、PPO、CAT、POD、SOD和TI活性进行分析。结果表明,树龄及性别对6种蛋白的活性影响差异均显著(p<0.05)。2个不同树龄的雌株PAL、PPO、CAT、POD和SOD的活性均显著高于雄株(p<0.01),而雌株TI的活性显著低于雄株(p<0.05);不同树龄之间PAL、PPO、CAT、POD、SOD和TI的活性差异均显著(p<0.05)。说明黄檗树龄和性别对其防御蛋白有直接影响。

黄檗叶片内保护酶活性的时序变化

为了研究不同生长时期黄檗的组成抗虫性,采用紫外分光光度法,分别对6、7、8月份的37年生和56年生的健康和受害黄檗的雌、雄株叶片内CAT、POD和SOD活性差异进行了分析。结果表明,生长时期对黄檗叶片内保护酶活性影响差异极显著(p<0.01),健康和受害的黄檗叶片内CAT、POD和SOD的活性均表现为7月份抗性不是其自身保护的主要措施。

性别、胸径和叶龄对东北红豆杉针叶内防御蛋白活力的影响

为研究东北红豆杉的性别、树龄和叶龄与其组成抗性的相关性,分别对东北红豆杉不同性别（雌雄）、胸径（40～50 cm、60～70 cm,DHB）和叶龄（1、2、3年生）针叶内苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、胰蛋白酶抑制剂（TI）和胰凝乳蛋白酶抑制剂（CI）的活性进行了差异显著性分析。结果表明,性别、胸径和叶龄对PAL、PPO、POD、TI和CI的活性影响差异显著（P〈0.05）。东北红豆杉雄株1、2年生叶内TI活性显著高于雌株（P〈0.05）,东北红豆杉雌株针叶内CI的活性显著高于雄株（P〈0.05）,TI和CI在东北红豆杉雌雄株内的活性呈现相反的趋势;胸径大的植株针叶内PAL和POD的活性显著高于胸径小的（P〈0.05）;低叶龄针叶内TI活性显著高于高叶龄的,而低叶龄针叶内PAL活性显著低于高叶龄的（P〈0.05）。植物的组成抗性是植物在未受到侵害时就已经具备的天然抗性屏障,防御蛋白是组成抗性的重要组成部分,本研究结果说明东北红豆杉组成抗性与性别、胸径和叶龄的相关性都较大。

光照对不同杨树保护酶活性的影响

杨树是我国北方营造防护林和速生用材林的主要树种之一,近年来,杨树属植物遭到病虫害侵袭的现状越来越严重,研究杨树属植物自身防御机制尤为重要。以杨树属植物扦插苗为试验对象,主要选取小叶扬、小青杨、小黑杨为试验材料,设置高、中、低3个光照强度,相对光强分别相当于全光照下的25%、50%和100%,从防御蛋白在杨树属植物叶片内的光照强度的差异,进行了较为系统的研究,探索外界环境对杨树属植物抗性相关物质的影响。

家蚕抗菌肽基因研究进展

抗菌肽是昆虫先天性免疫系统中十分重要的效应因子,近年来一直是昆虫免疫学研究的热点。家蚕作为鳞翅目昆虫的代表,其抗菌肽研究取得了长足进展。根据已经研究获得的抗菌肽基因序列在家蚕基因组中进行同源搜寻,共获得了40个家蚕抗菌肽基因。这些基因编码的多肽在大小、氨基酸组成和性质上差异很大,但基于结构性质可以分成3类:(1)具有α-螺旋结构并且缺乏半胱氨酸(cysteine,Cys)的线性抗菌肽;(2)富含脯氨酸或甘氨酸的组成性抗菌肽;(3)富含半胱氨酸的环形抗菌肽。以这3类结构作为主线,综述了家蚕抗菌肽近年来的研究进展。

植物角质蜡质代谢及抗病机制研究

角质蜡质是植物在长期的生态适应过程中进化形成的一类次生代谢产物,广泛参与了植物抗逆、抵御病虫害侵染等诸多抗性生理过程。角质蜡质在植物-病原互作中发挥了重要作用,是植物抗病机制的重要组成部分。随着分子生物学的发展,人们对植物角质蜡质代谢及其抗病机理的认知不断深入。本研究综述了植物角质蜡质生物合成与其抗病机理的最新研究进展并对未来研究提出展望。目前,植物角质蜡质的抗性机理研究主要集中于组成型抗性和诱导型抗性2类。角质蜡质作为角质层主要成分,一方面可作为组成型抗性成分发挥物理抗性(物理屏障)和化学抗性(抑菌)作用;另一方面,也可作为诱导型抗性成分发挥作用,诱导产生的角质蜡质单体除了作为角质层主要成分发挥物理抗性外,也可作为信号分子或者诱导子激活下游的抗性反应进而发挥其化学抗性功能。未来可侧重于对角质蜡质诱导抗性机理的深入阐释,进一步丰富植物化学生态学研究理论体系。此外,基于角质蜡质的诱导抗性作用,可开发角质蜡质类生物农药(植物免疫诱导剂),为植物病害防控提供新思路。

不同光照强度下兴安落叶松对舞毒蛾幼虫生长发育及防御酶的影响

为了探讨舞毒蛾对光照环境变化引起的落叶松抗性的变化是如何响应的,分析了不同光照强度处理的兴安落叶松对舞毒蛾幼虫生长发育状况和生理指标变化的影响。研究发现,取食50%和25%光照强度下生长的落叶松后,舞毒蛾幼虫平均体重、蛹重、化蛹率和羽化率与对照组相比均显著下降(P<0.05)。幼虫体内保护酶SOD、POD、CAT和解毒酶ACP、AKP、CarE、GSTs、MFO活性与对照组(100%光照)相比均显著降低(P<0.05)且除CAT外在50%光照强度下降低最为显著(P<0.05);4龄和5龄幼虫取食同一光强处理的落叶松后,SOD、POD、CarE、GSTs和MFO活性5龄显著低于4龄(P<0.05),ACP和AKP活性5龄却显著高于4龄(P<0.05),表明昆虫在不同的发育阶段启用不同的排毒酶系。已有研究表明光照差异对取食人工饲料的舞毒蛾生长发育没有显著影响,对部分解毒酶活性有影响,表明光照增加了植物的抗性,同时降低了昆虫了自身解毒酶。研究结果表明,采取适当的营林措施调节林分内的光照条件,可以提高落叶松的自主抗虫性,增强其抵御害虫危害的能力,有效控制害虫危害,减少化学农药的施用量。