麦长管蚜（Sitobion avenae）唾液酶的鉴定及功能分析

摘要

麦长管蚜Sitobionavenae是我国乃至世界麦区的重大害虫，其为害不仅能传播病毒病，而且还严重影响小麦的产量和品质。在蚜虫与小麦相互作用过程中，麦蚜唾液是一种非常重要的侵染因子，因此对麦蚜唾液酶的研究具有重要意义。它不仅有助于阐述植物防御系统的进化特点、生物间信息交流的协助进化关系，而且也使系统地研究小麦、麦蚜、天敌间的协同进化机制有了明确的切入点。本文研究了麦长管蚜唾液中的酶类及其功能，主要研究结果如下： 1麦长管蚜唾液介质提取液对小麦间接防御反应的影响结果表明，用双层Parafilm膜夹营养液的方法，以重蒸水和20％蔗糖(含100mmol/L丝氨酸，100mmol/L蛋氨酸，100mmol/L天冬氨酸)2种介质为食料能够成功提取麦长管蚜唾液。 “Y”型管嗅觉测定结果表明，4种寄生和捕食性天敌(燕麦蚜茧蜂Aphidiusavenae、异色瓢虫Harmoniaaxyridis、七星瓢虫Coccinellaseptempunctata和大草蛉Chrysopaseptempunctata)对用20％蔗糖(含氨基酸)提取液处理的麦苗反应较强，对水介质提取液处理的麦苗几乎无反应。紫外分光光度计测定结果表明，20％蔗糖(含氨基酸)作为食料与水相比，前者所提取的唾液组分更多。气谱分析结果表明，蚜害麦苗与蔗糖提取液处理麦苗得到的峰形图相似，与水介质提取液处理麦苗的峰形图差别较大，这说明蔗糖提取液处理麦苗与蚜害麦苗产生的挥发物可能相似。 因此，蔗糖介质提取液中可能含有诱导小麦产生间接防御反应的诱导因子，而水介质提取液中不可能含诱导因子。 2麦长管蚜唾液中酶类的鉴定紫外分光光度计检测结果表明，麦长管蚜的唾腺中含有果胶酶、纤维素酶、多酚氧化酶和过氧化物酶4种酶，由此可推知，麦长管蚜在自然状态下取食小麦时，其唾腺可能分泌上述4种酶。 人工食料虽然能模仿蚜虫的自然取食条件，但毕竟受某些因素影响，没有完全收集到上述4种酶，而且食料不同，蚜虫分泌酶的种类也随之变化。在20％蔗糖食料中(含氨基酸)，测到了果胶酶、纤维素酶和多酚氧化酶的活性，没有测到过氧化物酶的活性；在纯水食料中，只测到了纤维素酶的活性。 3麦长管蚜唾液中酶类活力测定在20％蔗糖介质提取液中，每30头蚜虫分泌的果胶酶、多酚氧化酶和纤维素酶3种酶的酶活力依次为2.59×10-3U/g、7×10-3U/g和7.89×10-3U/g；在水介质提取液中，纤维素酶酶活力为3.68×10-3U/g。表明果胶酶、多酚氧化酶和纤维素酶在麦长管蚜诱导小麦植株的间接防御反应中可能具有重要作用。 4麦长管蚜唾液中酶类的功能分析生物测定试验证明，果胶酶处理的麦苗产生的挥发物对天敌具有强烈的吸引作用，其他两种处理与对照比无明显差异。GC-MS分析结果表明，果胶酶处理后小麦挥发物的组分与健康麦苗相比，增加了8种成分：1-己醇、6-甲基-5-庚烯-2-醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮、十四烷、4-叔丁基苯甲醇、吲哚酚、十五烷和二十烷。有蚜株小麦挥发物的组分与健康麦苗相比也增加了以下几种成分：1-己醇、6-甲基-5-庚烯-2-醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮、茚、顺-2,3,3-三甲基-4-辛烯、吲哚和十五烷。两种处理共同增加的成分有：1-己醇、6-甲基-5-庚烯-2-醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮和十五烷。 由于果胶酶处理麦苗的挥发物与蚜害麦苗挥发物组分相似，共同含有能吸引天敌的化合物(6-甲基-5-庚烯-2-醇和6-甲基-5-庚烯-2-酮)，由此可以证明果胶酶是麦长管蚜唾液中诱导小麦产生防御反应的诱导因子，其它两种酶在小麦的间接防御中无明显作用，是否在直接防御中有作用，尚待进一步研究。

目录

关于学位论文原创性和使用授权的声明

第一部分文献综述和本研究的目的意义

第二部分试验研究

第一章麦长管蚜唾液介质提取液对小麦间接防御反应的影响

第二章麦长管蚜唾液中酶类的鉴定

第三章麦长管蚜唾液中酶类的活力测定

第四章麦长管蚜唾液中酶类的功能分析

第三部分总讨论

参考文献

硕士期间发表的论文

致谢

附录1英文缩略表

附录2试剂的配制：