虫害诱导抗性水稻挥发物增强邻近感性水稻品种对褐飞虱的直接和间接抗性

【目的】褐飞虱Nilaparvata lugens是为害水稻的重要害虫。本研究旨在明确褐飞虱为害诱导的抗性水稻品种(IR64, ASD7和IR56)挥发物对感性品种TN1抗虫性的影响,为褐飞虱的绿色生态防控提供理论和技术指导。【方法】以水稻-褐飞虱-稻虱缨小蜂Anagrus nilaparvatae为研究对象,利用未被为害和经褐飞虱雌成虫为害(褐飞虱为害诱导)的水稻(IR64, ASD7, IR56和TN1)挥发物处理TN1植株,测定TN1植株上褐飞虱单雌产卵量和单雌蜜露分泌量、若虫存活率和卵孵化率;分别利用H型嗅觉仪和Y型嗅觉仪测定褐飞虱雌成虫和稻虱缨小蜂对上述不同处理TN1植株的选择性。【结果】褐飞虱为害诱导的抗性水稻挥发物处理TN1植株后均可降低褐飞虱单雌产卵量,而未被为害的抗性水稻挥发物处理后不影响褐飞虱单雌产卵量。健康TN1植株经褐飞虱为害诱导的IR64挥发物处理后可降低单雌蜜露分泌量,但对卵孵化率和若虫存活率无影响;同时还降低对褐飞虱的引诱作用,而增强对稻虱缨小蜂的引诱作用。且健康TN1植株经褐飞虱为害IR64和TN1诱导的挥发物处理后,其挥发物组分中仅2-庚酮的相对含量发生显著变化。【结论】褐飞虱为害诱导的抗性水稻挥发物处理TN1植株后可降低褐飞虱雌成虫产卵量和蜜露分泌量,降低对褐飞虱雌成虫的引诱作用却增加对其天敌稻虱缨小蜂的引诱作用。褐飞虱为害诱导的抗性水稻IR64挥发物引起TN1植株中2-庚酮相对含量增加,可能是改变褐飞虱和稻虱缨小蜂行为的重要原因。

虫害诱导挥发物的生态调控功能

虫害诱导挥发物(herbivore-induced plant volatiles,HIPVs)是植物受害虫胁迫后释放的挥发性物质,是植物与周围环境进行信息交流的媒介。环境中的天敌、害虫和植物通过感知H IPVs所携带的信息,对各自的行为或生理生化反应做出相应的调整。介绍了挥发物的种类及主要的生物合成途径,概括了影响天敌依据H IPVs搜寻寄主和猎物的主要因素。综述了这类挥发性物质对植食性昆虫寄主选择或产卵行为的影响,介绍了植物地上部分和地下部分受害后对彼此间接防御的影响,讨论了多种害虫加害同种植物后对天敌搜寻猎物或寄主行为的影响。另外,作为损伤信号,HIPVs还能诱导同株植物未受害部位和邻近植株的防御反应。最后,对H IPVs在害虫防治中的应用现状及前景作了介绍和讨论。