[硕士论文] 转CrylAc+CpTI双价基因棉与烟粉虱互作机制研究 [复制链接]

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硕士论文-转CrylAc+CpTI双价基因棉与烟粉虱互作机制研究，共75页，35988字

摘 要

本研究通过调查常规棉 SY321 棉田、转 CrylAc+CpTI 基因棉 SGK321 棉田、以及间作

棉田烟粉虱成虫种群数量，分析了 SGK321、SY321 以及间作对烟粉虱空间分布和种群动

态的影响；通过室内饲养和观察，研究了 SY321 和 SGK321 两种棉花上烟粉虱成虫寿命、

伪蛹数、羽化率等生物学特性的差异；通过测定不同时期 SGK321 棉与 SY321 棉叶片中几

丁质酶、?-1，3-葡聚糖酶、苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶

等防御酶的活性及蛋白质的含量以及取食 SY321 和 SGK321 两种棉花的烟粉虱伪蛹体内羧

酸酯酶、乙酰胆碱酯酶、谷胱甘肽 S-转移酶等主要解毒酶的活性，分析了常规棉与转双价

基因棉对烟粉虱防御反应的差异以及常规棉与双价基因棉对烟粉虱体内主要解毒酶活性

的影响。主要结果如下：

1.SGK321 和 SY321 棉田中烟粉虱种群动态差异

在整个调查期间，SGK321 棉田烟粉虱的种群数量基本上均高于 SY321 棉田和间作棉

田；八月份是烟粉虱田间种群的快速增长期；在 8 月下旬，3 棉田烟粉虱种群均有 1 个发

生高峰，此时 SGK321 棉田烟粉虱种群数量（7.00 头/叶）明显高于 SY321 棉田（3.38 头/

叶）和间作棉田（3.73 头/叶），差异极显著（P<0.01）；不同棉田烟粉虱空间分布基本均是

上部叶片烟粉虱分布最多，其次为中部叶片，下部叶片烟粉虱最少，而且 3 个叶位烟粉虱

种群动态趋势也略有区别；SY321 和 SGK321 间作能够降低 SGK321 上烟粉虱的种群数量。

2. 烟粉虱取食诱导 SGK321 和 SY321 叶片中防御酶活性的变化

被烟粉虱取食的 SGK321 植株叶片几丁质酶活性呈下降-上升-下降-上升的趋势；

SY321 上部叶片中呈下降-上升-下降-上升的趋势，其下部叶片为先下降后上升趋势；

SGK321 叶片 β-1，3-葡聚糖酶活性变化呈下降-上升-下降-上升趋势，而 SY321 叶片基本

上均呈先下降后上升趋势；SGK321 与 SY321 叶片中苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶的活性

均呈上升趋势，超氧化物岐化酶活性则是下降后上升，过氧化氢酶的活性基本呈下降趋势。

SY321 与 SGK321 叶片中蛋白质含量基本均呈先上升后逐渐下降趋势。SGK321 与 SY321

处理植株叶片几丁质酶活性之间没有明显差异；SGK321 处理植株叶片 β-1，3-葡聚糖酶的

活性多数时期高于 SY321。SY321 处理植株叶片中苯丙氨酸解氨酶活性在不同时期均高于

SGK321 处理植株，相对活力变化趋势两者相差不大；SGK321 处理植株叶片中过氧化物

酶活性在不同时期均高于 SY321；SGK321 处理植株上部叶片超氧化物岐化酶活性在处理

30d 前明显高于 SY321，处理 40d 时 SY321 高于 SGK321；SY321 处理植株叶片中过氧化

氢酶活性高于 SGK321。

3.SGK321 和 SY321 对烟粉虱生物学特性及体内主要解毒酶活性的影响

取食 SGK321 烟粉虱成虫平均寿命（15.75 天）略低于取食 SY321 上（16.20 天），差

异不显著（P>0.05）；SGK321 上的烟粉虱 F1 代伪蛹数（114.44 头/笼）以及羽化率（76.17%）

比 SY321 上烟粉虱的（分别为 108.00 头/笼和 69.62%）高。SGK321 缩短成虫寿命，提高

F1 成虫羽化率，促进了烟粉虱种群的快速增长。SGK321 对烟粉虱体内主要解毒酶没有显

著影响。与 SY321 种群相比，SGK321 种群烟粉虱伪蛹 α-NA 羧酸酯酶活性和 β-NA 羧酸

酯酶活性均值略有下降，而乙酰胆碱酯酶和谷胱甘肽 S-转移酶活性略有上升，但差异均不

显著（P>0.05）;SGK321 和 SY321 对各个酶活性的分布频率的影响也有差异。

关键词：棉花；烟粉虱；互作机制；防御性酶；解毒酶

目 录

摘 要 ... 1

Abstract ............ 3

第一章 文献综述 ........... 5

1 转基因棉对棉田靶标和非靶标昆虫的影响 ........ 6

1.1 转基因棉对靶标昆虫的影响 . 6

1.2 转基因棉对棉田非靶标昆虫种群数量的影响 7

1.3 转基因棉对棉田烟粉虱种群数量的影响 ........ 7

2.寄主植物对烟粉虱取食防御机制研究进展 ........ 8

2.1 寄主植物对烟粉虱取食的诱导防御反应 ........ 8

2.2 寄主植物对烟粉虱诱导抗性的影响因子分析 . 9

2.3 烟粉虱取食影响后来取食者生长发育 .......... 10

2.4 寄主植物对烟粉虱取食诱导抗性的信号途径研究进展 .......... 11

3 寄主植物对烟粉虱的影响 ...... 13

3.1 寄主植物对烟粉虱生物学影响 ......... 13

3.2 寄主植物对烟粉虱生理生化的影响 . 14

4 目的与意义 .. 15

5 研究内容 ...... 15

第二章 转 CrylAc+CpTI 基因棉田烟粉虱种群动态的影响 ........... 16

1 材料与方法 .. 16

1.1 供试棉花 .. 16

1.2 田间调查方法 ........ 16

1.3 数据统计 .. 16

2 结果与分析 . 17

2.1 棉田烟粉虱种群数量 ........... 17

2.2 棉田烟粉虱成虫种群动态 ... 19

2.3 棉田烟粉虱种群的空间分布 ............ 20

2.4 间作对烟粉虱种群分布的影响 ......... 21

3 本章小结 ..... 22

第三章 转 CrylAc+CpTI 双价基因棉对烟粉虱取食的诱导防御反应 ......... 23

1.材料与方法 .. 23

1.1 供试棉花 ... 23

1.2 酶活性测定 ............. 23

1.3 数据分析 .. 25

2 结果与分析 . 25

2.1 烟粉虱取食对 SY321 与 SGK321 叶片几丁质酶活性的影响 . 25

2.2 烟粉虱取食对 SY321 与 SGK321 叶片 β-1，3-葡聚糖酶活性的影响 . 27

2.3 烟粉虱取食对 SGK321 与 SY321 叶片苯丙氨酸解氨酶活性的影响 .... 29

2.4 烟粉虱取食对 SGK321 与 SY321 叶片过氧化物酶活性的影响 ............ 30

2.5 烟粉虱取食对 SGK321 与 SY321 叶片超氧化物歧化酶活性的影响 .... 32

2.6 烟粉虱取食对 SGK321 与 SY321 叶片过氧化氢酶活性的影响 ............ 33

2.7 烟粉虱取食对 SY321 与 SGK321 叶片蛋白质含量的影响 ..... 35

3 本章小结 ..... 36

第四章 转 CrylAc+CpTI 基因棉 SGK321 对烟粉虱生物学及其生理代谢的影响... 38

1 材料和方法 .. 38

1.1 烟粉虱生物学观察 . 38

1.2 解毒酶活性的测定 38

1.3 数据处理 .. 40

2 结果与分析 . 40

2.1 SGK321 对烟粉虱生物学的影响...... 40

2.2 SGK321 对烟粉虱羧酸酯酶活性的影响 ........ 41

2.3 SY321 与 SGK321 对烟粉虱乙酰胆碱酯酶活性的影响 ........... 43

2.4 SGK321 和 SY321 对烟粉虱谷胱甘肽 S-转移酶活性的影响 .. 44

3 本章小结 ..... 45

第五章 结论与讨论 ..... 46

1 转 CrylAc+CpTI 双价基因棉 SGK321 对烟粉虱种群动态的影响........... 46

2 烟粉虱取食诱导对 SGK321 叶片 PR 蛋白及氧保护酶活性的影响........ 47

3 SGK321 与 SY321 对烟粉虱生物学的影响...... 49

4 SGK321 与 SY321 对烟粉虱体内主要解毒酶活性的影响 .......... 49

参考文献 ......... 50

致谢 ... 57

硕士期间发表论文 ....... 58

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