蚜虫取食对杏叶片细胞分化、果枝节间伸长和花芽形成量的影响

为揭示蚜虫取食对杏叶片细胞分化、果枝节间伸长和花芽形成量的影响,对‘金太阳’杏被桃蚜取食与未被取食同龄幼叶超微结构、果枝节间长度和每节花芽数进行比较,结果表明:(1)被取食幼叶叶肉细胞比未被取食同龄幼叶叶肉细胞明显小,显示其生长较慢。(2)被取食与未被取食同龄幼叶叶肉细胞的质体差异显著,未被取食幼叶中质体凸透镜形,含丰富类囊体和发达基粒,表现叶绿体形态结构;被取食幼叶中质体球形或椭球形,含少量类囊体,不具叶绿体形态结构。(3)被取食果枝节间长度显著短于未被取食果枝,相反,被取食果枝每节花芽数显著多于未被取食果枝。因此认为,蚜虫取食阻碍杏叶细胞生长和分化,抑制果枝节间伸长,每节花芽数增加。

枸杞异分支酸合酶基因的克隆及其在蚜虫取食下的表达特性分析

水杨酸(salicylic acid,SA)是植物防御反应过程中的关键信号分子,异分支酸途径是SA合成的主要途径。异分支酸合酶(isochorismate synthase,ICS)是该途径的限速酶,催化分支酸变构为异分支酸,再经丙酮酸裂解酶的催化分解形成水杨酸。本研究以宁夏枸杞(Lycium barbarum)叶片为材料,利用cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNAends,RACE)技术克隆枸杞ICS基因,利用Blastn和Blastp进行核酸和氨基酸序列相似性分析同时构建进化树;利用ExPaSy在线分析预测蛋白质二级结构与构建3D结构模型;利用荧光定量qPCR测定LbICS在枸杞不同组织器官中的表达特性,进一步分析蚜虫取食枸杞叶片过程中LbICS表达谱与水杨酸合成的关系。结果显示:枸杞LbICS基因(GenBank登录号为MK457455)开放阅读框1731 bp,编码577个氨基酸,具有多个磷酸化位点,构建的蛋白质3D模型为一个紧凑的球状结构。经Signal P4.0 Server等(在线软件)分析发现LbICS蛋白含有典型的保守分支酸结合结构域,N端含有一条37个氨基酸残基组成的叶绿体跨膜信号肽,与辣椒(Capsicum annuum XM_016722852)ICS相似度最高,其次与烟草(Nicotiana sylvestris XM_019374845)ICS、牵牛花(Ipomoea nil XM_019342500)ICS、橙子(Citrus sinensis XM_00647-6586)ICS等亲缘关系较近。RT-qPCR结果显示,LbICS在枸杞不同的器官中表达具有组织特异性,受外源SA诱导表达,在叶中的表达量最高,茎次之,根中表达量最低;枸杞叶片被蚜虫取食后1~3 d LbICS表达逐渐升高,3 d时达到最大值,取食后5~7 d逐渐降低,其表达变化模式与蚜虫取食后叶片SA含量变化趋势一致。以上结果表明蚜虫取食下LbICS调控枸杞SA合成,研究结果对于阐明SA在枸杞中的合成途径及枸杞LbICS的生理功能具有重要意义。

蚜虫及大麦黄矮病毒诱导小麦对后期禾谷缢管蚜酶活性的影响

为探究植物病毒-介体昆虫-寄主植物三者之间的互作关系,以前期经携带/未携带大麦黄矮病毒(BYDV)PAV菌株的禾谷缢管蚜危害的小麦为材料,研究后期取食的禾谷缢管蚜体内过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等保护酶和酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、乙酰胆碱酯酶(AchE)等解毒酶的活性变化。结果表明:与取食健康小麦(对照组)相比,取食前期经无毒禾谷缢管蚜危害后的小麦(蚜虫诱导组)后,禾谷缢管蚜体内POD、CAT、SOD、ACP、AKP活性均显著升高,分别升高206.9%、138.9%、161.7%、190.8%和138.9%,说明小麦受蚜虫危害后,对后期禾谷缢管蚜产生不利的影响,后期蚜虫通过升高保护酶和解毒酶活性来适应这种影响;与取食健康小麦(对照组)相比,取食前期经有毒禾谷缢管蚜危害后的小麦(病毒和蚜虫诱导组)后,禾谷缢管蚜体内SOD、AKP活性均显著降低,分别降低27.8%和34.3%。且与蚜虫诱导组相比,病毒和蚜虫诱导组禾谷缢管蚜体内POD、CAT、SOD、ACP、AKP活性均显著降低。说明大麦黄矮病毒存在条件下,不仅抵消前期蚜虫危害导致的酶活性上升,还降低部分保护酶和解毒酶的活性。

适宜钾浓度降低小麦蚜虫密度的生理代谢机理

【目的】从对植物基础代谢影响的角度,研究施钾降低麦株蚜虫密度的作用机理,为田间小麦蚜虫的生态调控提供科学依据。【方法】采用水培试验,设置5个钾水平(KCl 0.005、0.05、0.5、2、10 mmol/L),每个钾水平均进行蚜虫侵染和不侵染处理,每个处理重复3次,并于麦株五叶一心时进行蚜虫侵染,将虫龄大小一致的成年无翅蚜虫接种在小麦的最新完全展开叶上,每株小麦用5头蚜虫侵染。然后,分别于蚜虫侵染4天和8天两个时间节点调查麦株蚜虫密度并取样,分析钾水平和蚜虫取食对小麦叶片游离氨基酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量的影响。【结果】钾水平在0.005~0.5 mmol/L范围内,蚜虫侵染后第4天,单位干物质重的蚜虫密度随着钾水平的提高显著降低,进一步提高钾水平,蚜虫的群体密度差异并不显著;而在蚜虫侵染后第8天,蚜虫的群体密度随着钾水平的升高而显著降低。随着钾水平提高,未被蚜虫侵染的小麦植株其游离氨基酸含量呈降低趋势,而可溶性蛋白和可溶性糖含量则呈先升高后降低趋势;被蚜虫侵染的小麦植株其游离氨基酸和可溶性蛋白含量的变化趋势不变,而可溶性糖含量则呈持续增加趋势。同一测定时间与不接虫处理相比,接虫处理随着钾水平的提高,蚜虫侵染诱导的游离氨基酸和可溶性蛋白含量降低,而可溶性糖含量增加。两个时间节点相比,随时间推移,不接虫处理游离氨基酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量的平均增幅分别为2.6%、18.1%、2.0%,而接虫处理上述指标平均增幅分别为67.3%、20.9%、22.9%,与不接虫处理相比,接虫处理麦株游离氨基酸和可溶性糖含量增幅较大。此外,蚜虫侵染诱导的游离氨基酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量的增加量,都与相应时间节点的蚜虫群体密度显著或极显著相关,其中,接虫4天和接虫8天的相关系数分别为0.948、0.920、–0.908和0.944、0.985、–0.991。而组成型的可溶性蛋白和可溶性糖含量与相应时间节点蚜虫群体密度间相关性不显著,游离氨基酸含量却与之呈极显著正相关,接虫4和8天的相关系数分别为0.995和0.944。【结论】提高钾水平可能通过降低小麦组成型游离氨基酸的含量,降低蚜虫取食诱导型游离氨基酸和可溶性蛋白积累,提高诱导型可溶性糖的积累,共同降低麦长管蚜密度。

11种植物提取物对枸杞蚜虫的拒食和毒杀活性测定

测定了11种植物乙醇提取物对枸杞蚜虫的拒食和毒杀活性,结果表明:苍耳、钩腺大戟、蒺藜、狼毒和伏毛铁棒锤提取液对枸杞蚜虫具有明显的拒食活性,狼毒、蒺藜和葫芦巴提取液处理枸杞蚜虫72 h,校正死亡率达90%以上,其中狼毒毒杀活性最强.