麦株蚜虫密度对供钾水平的响应及其生理生化机制

摘要

本研究采用水培试验，2个供试小麦品种，5个钾水平(0.005、0.05、0.5、2、10mM)，均分别进行接虫和不接虫处理，于接虫后0、4、8d取样（鲜样或干样）测定营养物质和次生代谢物质的含量，并调查及统计蚜虫数量。本研究一方面探索钾对不同品种小麦蚜虫密度的影响;另一方面探讨蚜虫取食过程中，不同供钾水平对不同品种小麦营养物质和次生代谢物质的影响，以及这些物质与蚜虫抗性之间的关系。从而揭示施钾提高小麦抗蚜性的内在机理，为通过合理施肥措施改善植物抗虫性提供理论与实践依据。主要研究结果如下:
　　1.无论接虫4d还是8d，在一定施钾范围内，随着钾水平的提高，2个品种小麦的麦长管蚜蚜虫数量显著降低，且当供钾水平达到0.5mM时，矮抗58的蚜虫数量即得到较好地控制，而郑麦9023需要更高的供钾水平才能有效的降低蚜虫数量。
　　2.随着钾水平的提高，2个品种小麦的可溶性糖无显著变化;接虫后，矮抗58只在K2和K10水平下显著增加，其余钾水平无显著变化，而郑麦9023所有钾水平下均无显著变化。当钾水平在0.005-0.5mM范围时，2个品种小麦的游离氨基酸含量均随着钾水平的提高而显著降低，继续提高钾水平，其含量变化不显著;接虫后，其含量显著增加。蛋白质含量随着钾水平的提高而增加，当钾水平高于2mM时，随着钾水平的提高，矮抗58显著降低，郑麦9023无显著变化;接虫后，2个品种小麦的蛋白质含量均显著增加。在钾水平0.005-0.5mM范围内，总酚和单宁含量随着钾水平的提高也显著降低，继续提高钾水平时，矮抗58的2类物质含量无显著变化，郑麦9023的总酚含量继续显著降低，而单宁含量显著增加;接虫后，K0.005和K0.05水平下，总酚含量显著增加，单宁含量显著降低，而0.5-10mM钾范围内时，总酚含量显著降低，单宁含量显著增加。随着钾水平的提高，矮抗58的黄酮化合物含量显著增加，郑麦9023先显著降低后显著增加;接虫4d，黄酮化合物含量显著降低，接虫8d，其含量显著增加。在0.005-0.5mM钾水平下，矮抗58小麦木质素含量随着钾水平的提高整体呈下降趋势，继续提高钾水平其含量无显著变化。而郑麦9023的木质素含量随钾水平的提高整体无显著变化。此外，接虫处理的游离氨基酸、可溶性糖、可溶性蛋白质、总酚和黄酮化合物含量随钾水平的变化规律与不接虫处理相似;但接虫处理的矮抗58的木质素变化规律正好相反，即其含量随着钾水平的提高而显著增加。
　　3.可溶性蛋白质和木质素含量与蚜虫数量呈显著或极显著负相关关系;麦株游离氨基酸含量与蚜虫数量的关系，只有在0.005-0.5mM钾水平范围内，才呈极显著正相关关系。而可溶性糖和其他次生代谢物质与蚜虫数量的关系因小麦品种而异，矮抗58麦株蚜虫数量与总酚含量呈显著正相关关系，与可溶性糖和黄酮化合物含量呈极显著负相关，与单宁含量关系不显著;而郑麦9023的麦蚜数量，只有在0.5-10mM的高钾水平内，才与其总酚含量呈显著正相关，与黄酮化合物含量呈极显著负相关，与可溶性糖含量关系不显著，且与单宁含量与蚜虫数量的关系只在接虫8d时呈极显著正相关。这说明了个别生化物质，特别是次生代谢物质与抗蚜的关系因抗蚜指标和小麦品种而异。
　　4.在与蚜虫有关的营养物质和次生代谢物质中进行相关分析可知，矮抗58除了单宁，其余各物质间均有显著正或负效应，郑麦9023除了单宁或可溶性糖外，其余各物质间均有显著正或负效应。由此可以看出各物质间的存在较大的交互作用，共同对蚜虫数量产生影响。之后通过通径分析迸一步明确对蚜虫数量起主导作用的一些物质:矮抗58接虫4d是木质素，接虫8d是可溶性糖和黄酮化合物;郑麦9023接虫4d是可溶性糖、总酚和木质素，接虫8d是可溶性糖、蛋白质、木质素和单宁。

目录

声明

致谢

摘要

1 文献综述

1．1 麦蚜的种类及其危害

1．1．1 麦蚜的种类

1．1．2 麦蚜的危害

1．2 植物对害虫的防御机制

1．2．1 植物形态结构对害虫的抗性

1．2．2 植物营养物质含量对害虫的抗性

1．2．3 植物次生化合物含量对害虫的抗性

1．3 钾对作物抗虫相关营养物质和次生代谢物质含量的影响

1．3．1 钾对作物营养物质含量的影响

1．3．2 钾对作物次生代谢物质含量的影响

1．4 钾与作物虫害发生的关系

1．4．1 供钾状况对作物虫害发生的影响

1．4．2 钾影响植物抗虫性的机理研究

2 引言

3 材料与方法

3．1 研究材料

3．2 试验设计与技术路线

3．3 研究方法

3．3．1 营养物质的测定方法

3．3．2 次生代谢物质的测定方法

3．4 数据处理

4 结果与分析

4．1 不同供钾水平对麦株蚜虫数量的影响

4．2 钾对蚜虫取食过程中小麦营养物质含量的影响

4．2．1 钾对蚜虫取食过程中小麦游离氨基酸含量的影响

4．2．2 钾对蚜虫取食过程中小麦可溶性总糖含量的影响

4．2．3 钾对蚜虫取食过程中小麦可溶性蛋白质含量的影响

4．3 钾对蚜虫取食过程中小麦次生代谢物质含量的影响

4．3．1 钾对蚜虫取食过程中小麦木质素含量的影响

4．3．2 钾对蚜虫取食过程中小麦总酚含量的影响

4．3．3 钾对蚜虫取食过程中小麦黄酮类化合物含量的影响

4．3．4 钾对蚜虫取食过程中小麦单宁化合物含量的影响

4．4 与麦蚜数量有关的生化物质的相关分析和通径分析

4．4．1 与抗虫相关的营养物质和次生代谢物质的相关分析

4．4．2 各测定指标与小麦蚜虫数量的通径分析

5 讨论与结论

5．1 供钾水平对小麦营养物质和次生代谢物含量的影响

5．2 供钾水平对麦株蚜虫数量的影响

5．3 施钾增强小麦抗蚜性的物质基础

5．4 结论

参考文献