新疆不同棉花品种(系)的抗蚜性评价及其抗性机理研究

摘要

棉蚜Aphis gossypii（Glover）属同翅目（Homoptera）蚜科（Aphididae），世界性分布，是新疆棉花的主要害虫之一，分布于所有棉花种植区。本论文对新疆地区棉花主栽品种的蕾期抗蚜性进行了鉴定，结合鉴定结果，对部分主栽品种的形态抗蚜性、生化抗蚜性以及诱导抗蚜性机理进行了研究，主要结果如下： （1）对新疆棉区主栽的22个棉花品种（系），进行了棉花蕾期抗蚜性初步鉴定，结果表明：高抗、抗性品种共3份，其中新海21蚜害指数最小，抗性水平最高，新陆早26号、新杂棉2号为抗蚜品种；感蚜品种为中35和81-3；中抗品种中的新陆早22号、新陆早12号、新炮台1号、标杂A1、新陆早13号、新陆早19号、新陆早16号受害相对较轻。 （2）对9个供试棉花品种（系）进行了叶片蜡质含量和叶背茸毛密度的测定，不同品种之间蜡质含量差异显著（F=5.134，F0.05（8.18）=2.51），新海21号的蜡质含量高于其他棉花品种，中棉所35、81-3、新陆早24号、新陆早12号含量较低，有利于蚜虫的取食危害。蚜害指数（y）与蜡质含量（x）线性回归式为：y=160.82-78.868x，R=0.706，P=0.034<0.05。表明蚜害指数与蜡质含量呈显著负相关，即品种叶片的蜡质含量越高，对棉蚜的抗性越强。不同品种之间叶背茸毛密度差异显著（F=59.065，F0.05（8.81）=2.06），高抗品种新海21号和抗性品种新杂棉2号的茸毛数明显较多，茸毛密度大，影响棉蚜的取食，茸毛密度与蚜害指数成显著负相关。 （3）对9个供试棉花品种（系）叶片氨基酸含量进行主成分分析，其中8种氨基酸：天门冬氨酸（x1）、丝氨酸（x2）、谷氨酸（x3）、甘氨酸（x4）、精氨酸（x5）、脯氨酸（x6）、蛋氨酸（x7）和酪氨酸（x8）对前3个主成分的贡献较大，可作为品种氨基酸的主成分。蚜害指数（y）与这8种氨基酸进行逐步回归分析：y=134.701-68.238x3+15.939x6+48.749x5，R=0.884，F=5.967，F0.05（3.5）=5.41，回归效果显著。回归方程式表明蚜害指数与棉花蕾期谷氨酸含量呈负相关，即谷氨酸含量越高，抗蚜性越强；与脯氨酸和精氨酸含量呈正相关，即脯氨酸和精氨酸含量越高感蚜性越强。 （4）棉花品种（系）对棉蚜的抗性强弱与可溶性糖含量（x1）、单宁含量（x2）、游离棉酚含量（x3）、氨基酸（x4）和全氮含量（x5）密切相关。蚜害指数（y）与这5种生化物质进行逐步回归分析：y=109.886-545.048x3+41.788x2-99.373x1，R=0.984，F=51.536，F0.01（3.5）=12.06，回归效果极显著。回归方程式表明蚜害指数与棉花蕾期单宁含量呈正相关，即单宁含量越高，感蚜性越强；与游离棉酚、可溶性糖含量呈负相关，其中游离棉酚含量对抗蚜性的影响最大，含量越高，抗蚜性强。 （5）9个供试棉花品种（系）正常棉株与蚜害棉株蕾期脯氨酸含量均存在显著差异，高抗品种新海21号和抗蚜品种新杂棉2号的脯氨酸含量较高，棉株在受蚜虫刺吸胁迫时，脯氨酸含量大幅度增加，感蚜品种增加的幅度不如抗蚜品种明显。脯氨酸含量与蚜害指数成极显著负相关，r=-0.852，P=0.004<0.01。可以认为棉株中的脯氨酸是重要的抗蚜物质，在棉花品种固有抗蚜性及诱导抗蚜性中有明显作用。 （6）苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）测定结果表明，不同棉花品种（系）正常棉株的3种酶活性均存在一定差异，抗蚜品种活性高于感蚜品种。当受蚜虫为害后，各品种的3种酶活性均有不同程度的升高，抗蚜品种新海21号、新杂棉2号、新陆早13号的酶活性提高率明显高于感蚜品种中棉所35和81-3，经方差分析品种间3种酶活性差异均达极显著。 （7）对新陆早13号进行苗期棉黑蚜为害诱导后，蕾期棉蚜再次为害，棉花生理状态以及营养成分都发生了变化。结果表明新陆早13号先经棉黑蚜为害后被棉蚜为害和只被棉蚜为害的两个处理脯氨酸含量、PAL、POD、PPO活性差异都达极显著。在棉花苗期受棉黑蚜刺吸诱导后，棉株体内合成并积累了部分次生抗蚜物质，当蕾期棉株受到棉蚜为害时，这些抗生物质有效的调动了相关防御反应体系，在一定程度上抑制了蕾期蚜害的扩展，抗生物质脯氨酸含量以及酶活性比只在蕾期受一次棉蚜为害的棉株要高。棉花苗期受棉黑蚜刺吸为害后，氨基酸、氮含量有所下降，对棉蚜而言营养开始恶化，不利于棉蚜生长、发育。

目录

文摘

英文文摘

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引言

第一章文献综述

1.1植物抗虫性

1.1.1植物抗虫性的概念

1.1.2植物抗虫机制

1.2次生物质与植物的抗虫性

1.2.1萜烯类化合物

1.2.2生物碱类化合物

1.2.3酚类化合物

1.3植物的诱导抗虫性

1.4棉花的抗蚜机制研究进展

1.4.1形态抗蚜性

1.4.2生化抗蚜性

1.4.3诱导抗蚜性

第二章材料与方法

2.1供试材料

2.1.1供试棉花品种(系)

2.1.2供试虫源

2.1.3化学试剂

2.1.4实验器材

2.1.5田间试验和小区设计

2.2棉花蕾期抗蚜性鉴定

2.2.1调查及鉴定方法

2.2.2蚜害分级标准

2.2.3棉花对苗蚜抗性分级标准

2.3棉花品种(系)抗蚜机制研究

2.3.1棉花品种(系)叶片蜡质含量测定

2.3.2棉花品种(系)叶片茸毛密度测定

2.3.3棉花品种(系)叶片可溶性糖含量测定

2.3.4棉花品种(系)叶片单宁含量测定

2.3.5棉花品种(系)叶片游离棉酚含量测定

2.3.6棉花品种(系)叶片全氮含量测定

2.3.7棉花品种(系)叶片氨基酸含量测定

2.3.8棉花品种(系)叶片脯氨酸含量的测定

2.3.9棉花体内几种酶活性的测定

2.4棉花的诱导抗蚜性测定

2.5多元统计分析方法

第三章结果与分析

3.1不同棉花品种(系)蕾期抗蚜性鉴定

3.2不同棉花品种(系)对棉蚜的形态抗性

3.2.1不同棉花品种(系)叶片蜡质含量对抗蚜性的影响

3.2.2不同棉花品种(系)叶片茸毛密度对抗蚜性的影响

3.3不同棉花品种(系)对棉蚜的生理生化抗性

3.3.1可溶性糖含量对抗蚜性的影响

3.3.2单宁含量对抗蚜性的影响

3.3.3游离棉酚含量对抗蚜性的影响

3.3.4氨基酸和全氮含量对抗蚜性的影响

3.3.5棉花品种(系)叶片生化物质含量与抗蚜性关系

3.4蚜害前后不同棉花品种(系)应激反应生理指标的变化规律

3.4.1脯氨酸在棉花品种(系)抗蚜性中的作用

3.4.2不同棉花品种(系)的酶活性对抗蚜性的影响

3.5棉花的诱导抗蚜性

3.5.1棉黑蚜为害诱导棉花生理状态的改变

3.5.2棉黑蚜为害诱导棉花营养成分的改变

第四章结论与讨论

4.1结论

4.2讨论

参考文献

附录：棉花品种(系)叶片氨基酸高效液相分析色谱图

致谢

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