植物表面蜡质对植食性昆虫的影响研究进展

植物表面蜡质的最初角色是防止植株体内水分的散失和外界水分的进入,其分布的部位、化学成分和结构的复杂性与复杂的生态角色相对应。植物表面蜡质的物理化学特性能够抵抗各种各样生物与非生物侵害,这些侵害包括真菌病害、植食性昆虫、太阳射线、冻结温度等。植物表面蜡质还是植物、植食性昆虫及其捕食者和寄生者相互作用的竞技场,其特有的化学成分和形态学特征赋予它特有的生态机能,这些机能之一便是植物与植食性昆虫之间相互作用的媒介。植物表面蜡质的物理结构和数量能够影响植食性昆虫的附着和移动。表面蜡质可通过影响天敌对植食性害虫的捕食,从而间接影响植食性害虫的行为。表面蜡质提取物和单一的蜡质成分能够刺激或者抑制植食性昆虫产卵、活动和取食。烷烃、蜡酯、游离脂肪醇和酸等脂肪族化合物是表面蜡质的主要成分,在植食性昆虫选择寄主植物中,长链脂肪族化合物起着尤为重要的作用;芳香族化合物也影响昆虫对寄主植物的选择。植食性昆虫较少在光滑蜡质少表现型的作物上取食,在光滑蜡质少表现型的作物上,表面蜡质的数量少,化学组分和形态学特征也不同。研究光滑蜡质少作物抗虫的分子生物学机制,有助于阐明植物表面蜡质在植物与昆虫之间所起的作用。表面蜡质的理化特性能够改变害虫与寄主植物间的相互作用,具有重要的农业影响,已成为一个活跃的研究领域。

不同小麦品种(系)叶片表面蜡质对两种麦蚜取食的影响

采用气质联用(GC-MS)和生物测定法,探讨了不同小麦品种(系)叶片表面蜡质对麦长管蚜和禾谷缢管蚜取食的影响.结果表明:SN80、SN18和ZM12叶片表面蜡质对2种蚜虫取食具有刺激作用,而SN87叶片表面蜡质无刺激作用.对4种小麦材料叶片表面蜡质进行GC-MS分析发现,其表面蜡质化学组分有所不同,但主要组分均为长链烷烃,其它组分包括7-十四碳烯、8-十五烷酮、十四烷酸乙酯和十六烷酸乙酯等.生物测定结果表明:长链烷烃(>C17)、7-十四碳烯及8-十五烷酮对两种蚜虫取食具有显著的刺激作用;而乙基柠檬酸、十四烷酸乙酯和十六烷酸乙酯对麦长管蚜取食无刺激作用;十四烷酸乙酯和十六烷酸乙酯对禾谷缢管蚜取食也无刺激作用.

5个苜蓿品种叶片表面蜡质覆盖与抗旱性的关系

以5个苜蓿(Medicago sativa)品种苜蓿王、阿尔冈金、大富豪、WL525和WL2321为材料,通过扫描电镜观察叶片表面蜡质覆盖情况,以热氯仿法抽提和测定叶片表面蜡质含量,并测定叶片叶绿素浸提率和脯氨酸含量,同时以质量分数为20%的PEG-6000进行模拟干旱处理,分析叶片表面蜡质覆盖量与苜蓿抗旱性之间的关系。结果表明,苜蓿王的叶片表面蜡质分布较密集,含量较高,而WL525叶片表面蜡质分布较稀疏,含量较少;苜蓿王的叶片叶绿素浸提速率相对较慢,WL525的叶片叶绿素浸提速率相对较快;苜蓿王的脯氨酸含量较高,而WL525的脯氨酸含量较低;模拟干旱处理发现苜蓿王对干旱敏感性最低。综合考虑,苜蓿品种叶片表面蜡质覆盖量与其抗旱能力呈正相关。

干旱胁迫对水稻叶表面蜡质积累的影响

环境胁迫一直以来是影响植物生长和农作物产量的主要因素,而覆盖植物叶片表层的蜡质层在植物生长发育和适应外界环境方面起着关键作用。本试验以中花11、广盐2号和Z46这3个水稻品种进行干旱胁迫处理,通过扫描电镜观察叶片表面蜡质覆盖密度,以及测定叶片相对含水量、叶绿素浸提率以及失水率等生理指标,从而综合分析干旱胁迫对不同水稻品种叶片表面蜡质积累的影响。结果表明:干旱胁迫条件下,3个试验的水稻品种叶片相对含水量降低,叶表面蜡质覆盖量增加,叶绿素浸提率以及离体叶片失水率下降。

垂叶榕叶片表面蜡质化学组分及蓟马锉吸胁迫对其含量的影响

为明确垂叶榕(Ficus benjamina)叶片表面蜡质的化学组分和蓟马(Thrips spp.)锉吸胁迫对蜡质含量的影响,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对不同危害等级蓟马锉吸叶片的表面蜡质化学组分及含量进行了检测和比较分析。结果表明,垂叶榕叶片的表面蜡质中含有32种化合物,包含有9种酸、8种醇、5种酯、5种酮和5种烃。不同危害等级叶片的表面蜡质总量、已分离化合物的总离子峰面积、各类化合物的相对含量、各类化合物及其主要组分的离子峰面积均不同。垂叶榕叶片的表面蜡质的化学组分和含量可直接或间接反映叶片受蓟马锉吸危害的程度。这说明叶片表面蜡质的化学组分及含量在垂叶榕与蓟马的互作和协同进化中扮演着重要角色。

尖角突脐孢菌在稗草和水稻叶片表面蜡质上附着胞形成的差异及其原因

[目的]本研究旨在探明稗草和水稻叶片表面蜡质的化学组成对尖角突脐孢菌在侵染其植株中附着胞形成的不同影响及原因。[方法]以3~4叶期的稗草及水稻叶片为试验材料,采用氯仿提取和去除叶片表面层蜡质及人工制备叶表层蜡质膜等方法,研究不同蜡质表层病原真菌分生孢子萌发及附着胞形成情况,并采用气相色谱/质谱（GC-MS）法计算及分析其叶片表面蜡质组成及含量。[结果]去蜡稗草叶片上尖角突脐孢菌附着胞形成率显著降低,去蜡水稻叶片附着胞形成率显著增加;稗草叶片表面蜡质膜对病原真菌附着胞形成有显著促进作用,水稻叶片表面蜡膜相对于玻璃表面对真菌附着胞形成无显著影响。稗草及水稻叶片表面蜡质晶体结构及成分分析结果表明：稗草和水稻叶片表面蜡质中各组成成分相似,均检测到脂肪酸、初级醇、醛及烷烃类物质,但其相对含量差异显著。稗草叶片表面蜡质组分中烷烃类占总含量的29.99%,极显著高于水稻（20.05%）,而水稻中醛类的相对含量为22.72%,极显著高于稗草（15.17%）。叶片表面蜡质中不同长度的碳链化合物相对含量不同,稗草叶片表面蜡质中主要碳链化合物为：C32醇18.87%,C18醛14.61%,C33烷烃14.83%;水稻叶片表面蜡质中主要碳链化合物为：C30醇32.71%,C18醛21.58%。稗草叶片表面蜡质组成中没有检测到C24醇以及C24醛类物质,而水稻叶片表面蜡质组成中没有检测到C35烷烃。[结论]稗草叶片表面蜡质对尖角突脐孢菌附着胞形成有促进作用,水稻叶片表面蜡质对该菌附着胞形成存在抑制作用,稗草和水稻叶片表面蜡质中烷烃类及醛类化合物的相对含量差异极显著,其中C30醇、C32醇及C33烷烃的相对含量差异较大。

不同地域云杉表面蜡质的润滑性能研究

分别采集阿拉善地区的青海云杉和双鸭山地区的青仟云杉,提取叶片表面蜡质并用气质联用(GCMS)对提取的云杉表面蜡质进行成分分析。利用MFT-4000摩擦磨损试验机,以合成酯作基础油,云杉蜡质作为添加剂,研究其在钢-钢和钢-铝摩擦副下的润滑性能,考察云杉蜡质成分作为绿色润滑油添加剂的可能性。用光学显微镜观察钢块和铝块表面磨痕形貌,用飞行质谱仪(SIMS)对磨痕表面成分进行分析。结果表明:两种云杉表面蜡质作为添加剂时均能够起到良好的减摩抗磨作用,其润滑机理是蜡质成分中的极性物质与金属表面分子形成吸附膜或反应膜,从而起到减摩和抗磨作用。

丝瓜络吸油测试及组成结构分析

本研究着眼于目前我国资源短缺与环境污染的主要矛盾,将丰富的纤维素资源予以利用,以天然丝瓜络为原料,运用扫描电镜方法探究丝瓜络的结构特点,并分析其吸油机理,预计将其应用于海上溢油的清理。同时,实验中考察了表面蜡质对丝瓜络吸附过程的影响。实验结果表明,丝瓜络属于网络状孔隙结构,孔形状为不规则多边形,孔分布较均匀,全开孔,内部网络交联,骨架结构明显。全开孔结构不仅使原油及有机污染物自由通过,其骨架结构还能有效支撑吸入油的重量,保油能力强。用石油醚,乙醚萃取蜡质后的丝瓜络吸附性不及乙醇萃取蜡质后的丝瓜络,表征了丝瓜络表面蜡质与油品之间的范德华力对其吸附性的重要性。

玉米叶片表皮蜡质相关性状的全基因组关联分析

为发掘玉米叶片表皮蜡质合成与调控相关基因,以218份由温带、亚热带和热带自交系组成的关联群体为材料,在原阳对其3个生物学重复叶片表皮挂水能力进行调查,利用1.25 M覆盖玉米全基因组的SNPs进行Q、K和Q+K这3种模型下的全基因组关联分析。结果表明,Q模型较K模型和Q+K模型能更好地评价叶片表皮的挂水能力。Q模型下,共检测到88个覆盖玉米9条染色体的显著SNPs(P≤2.04E-6),88个SNPs分布于47个QTLs内,单个QTL可解释13.6%~45.6%的叶片挂水能力表型变异,47个QTL内共有97个候选基因,其中,77个具有功能注释。位于第2染色体上的转录因子NAC77(GRMZM2G018436)和第3条染色体上的亚油酸酯氧合酶(GRMZM2G156861)编码基因,是叶片表皮蜡质性状的重要候选基因。

Study of tribological properties of ecofriendly lubricant additives derived from leaf-surface waxes

Three kinds of leaf-surface waxes are extracted from the leaves of Euonymus japonicas(EJ), Sabina chinensis(SC) and Sabina procumbens(SP) to be tested for their tribological properties. Lubricating oils containing these 3 waxes respectively were analyzed via gas chromatography-mass spectrometer(GC-MS) for their chemical constituents and tested with friction and wear testing machine and time of flight secondary ion mass spectrometry(TOF-SIMS) for the tribological mechanism. It was found that all the tested cuticular wax can reduce the coefficient of friction, and the waxes of SC and EJ can reduce the wear width. The contents of acid and esters in the wax can improve the friction reducing property by forming tribochemical films on the metal, but result in the increase of wear due to corrosion. The increase of ions containing C, H, O and the decline of aluminum positive ions on the worn surface,demonstrate that the tribofilms derived from long chain compounds play a role of protecting the metal surfaces.