兩種梢斑生存策略及寄主紅松化學防御研究.pdf

1、冷杉梢斑螟和赤松梢斑螟常常伴隨發(fā)生,是紅松主梢和球果的重要害蟲,二者雖是同屬近緣種,但其生物生態(tài)學習性卻不盡相同。前者常一果多蟲,無轉移危害習性；后者在果、梢間轉移危害。本研究深入探討了冷杉梢斑螟和赤松梢斑螟成蟲、幼蟲與寄主紅松之間協(xié)同進化關系,力求從化學生態(tài)學的角度探索防治梢斑螟的有效途徑,為提高林木健康水平和有效控制兩種梢斑螟提供理論依據(jù)。得到如下結論:
　　 1.兩種梢斑螟對寄主紅外輻射的行為反應
　　 白天時,兩

2、種梢斑螟處女雌蛾引誘率顯著高于驅避率。夜晚時,紅外輻射對冷杉梢斑螟處女雌蛾、交尾雌蛾引誘率顯著高于驅避率；赤松梢斑螟處女雌蛾、交尾雌蛾引誘率顯著高于驅避率。
　　 2.健康、受害紅松揮發(fā)物晝夜釋放規(guī)律對冷杉梢斑螟、赤松梢斑螟和長距繭蜂寄主選擇影響
　　 冷杉梢斑螟處女雌蛾、交尾雌蛾和雄蛾對夜晚健康球果及主梢有較強的趨性。赤松梢斑螟處女雌蛾、交尾雌蛾和雄蛾對夜晚健康球果及主梢有較強的趨性,同時處女雌蛾、交尾雌蛾對夜晚被害球

3、果也有一定趨性。雌雄長距繭蜂白天對蟲害紅松球果、主梢有較強的趨性。紅松各部位揮發(fā)物成分及含量在健康與蟲害、白天與夜晚之間存在顯著差異,萜烯類物質含量變化存在節(jié)律性,白天表現(xiàn)為對天敵的引誘,夜間突出表現(xiàn)為影響梢斑螟成蟲的產(chǎn)卵選擇。
　　 3.兩種梢斑螟成蟲及寄生蜂對紅松萜烯類揮發(fā)物的觸角電位及行為反應
　　 冷杉梢斑螟處女雌蛾、交尾雌蛾和雄蛾除對R-α-蒎烯和莰烯沒有明顯電位反應外,對其余7種均有明顯的電生理反應,與對照相

4、比差異顯著。赤松梢斑螟處女雌蛾和交尾雌蛾除對R-α-蒎烯沒有明顯電位反應外,對其余8種均有明顯的電生理反應,與對照相比差異顯著。雄蛾對R-α-蒎烯、月杜烯和反檸檬烯沒有顯著電位反應,對其余6種紅松揮發(fā)物均有明顯的生理反應,顯著高于對照。
　　 冷杉梢斑螟、赤松梢斑螟處女雌蛾、雄蛾和交尾雌蛾對寄主植物9種揮發(fā)性物質均能夠產(chǎn)生嗅覺反應,反應率都在75％以上,表現(xiàn)為物質不同,濃度不同,成蟲的趨向反應辦不同。其中,冷杉梢斑螟和赤松梢斑螟

5、處女雌蛾、雄蛾和交尾雌蛾對一定濃度的S-α-蒎烯、羅勒烯、3-蒈烯均產(chǎn)生趨向反應,高濃度的羅勒烯對赤松梢斑螟交尾雌蛾有驅避作用。一定濃度的水芹烯對冷杉梢斑螟雌蛾和冷杉梢斑螟雄蛾產(chǎn)生驅避作用。莰烯對赤松梢斑螟雌蛾有引誘作用,對冷杉梢斑螟雌蛾有驅避作用。反-檸檬烯對兩種梢斑螟雌蛾均產(chǎn)生驅避反應。
　　 雌蜂對除莰烯外的其余7種揮發(fā)物的EAG反應值均高于對照。雌蜂蟲對R-α-蒎烯、S-α-蒎烯、羅勒烯、3-蒈烯有趨向反應。雄蜂僅對R-

6、α-蒎烯和S-α-蒎烯的EAG值顯著高于對照,并有明顯的趨向偏好。
　　 4.紅松化學防御與冷杉梢斑螟和赤松梢斑螟幼蟲生存策略
　　 健康紅松球果及主梢多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶、超氧化物歧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶活性、蛋白酶抑制劑及酚酸變化與其生長發(fā)育時期有關。梢斑螟幼蟲取食誘導紅松球果及主梢內(nèi)防御酶、蛋白酶抑制劑及酚酸與健康紅松差異顯著,寄主不同部位防御物質變化與該齡期幼蟲取食有關。
　　 不同生存策略的

7、兩種梢斑螟幼蟲解毒酶、保護酶活性存在差異。冷杉梢斑螟幼蟲谷胱甘肽轉移酶、羧酸酯酶、多功能氧化酶顯著高于赤松梢斑螟,且解毒酶活性隨幼蟲齡期增加。赤松梢斑螟幼蟲3種解毒酶活性隨不同齡期幼蟲轉移危害發(fā)生顯著變化。赤松梢斑螟保護酶,超氧化物歧化酶和幾丁質酶與冷杉梢斑螟差異不顯著,酶活性與幼蟲是否轉移無顯著相關性。赤松梢斑螟幼蟲酚氧化酶和過氧化物酶活性高于冷杉梢斑螟,冷杉梢斑螟幼蟲無轉移危害習性,主要以生理解毒；赤松梢斑螟以生理解毒和巧妙的改變?nèi)?/p>

8、食范圍相結合的方式,適應寄主植物的化學防御。
　　 5.外源茉莉酸類化合物系統(tǒng)誘導紅松化學防御
　　 噴施不同濃度茉莉酸類化合物使球果和主梢超氧化物歧化酶歧化酶、過氧化氫酶、過氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶活性顯著升高,原位誘導與系統(tǒng)誘導的結果無顯著差異。噴施茉莉酮誘導的防御酶活性均顯著高于或與蟲害取食無顯著差異,更接近幼蟲取食。
　　 噴施不同濃度茉莉酸類化合物使球果和主梢胰蛋白酶抑制劑活性分別在處理后的

9、1～60d和1～30d顯著增加。系統(tǒng)誘導主梢胰凝乳蛋白酶抑制劑活性顯著高于原位誘導。茉莉酮誘導的兩種蛋白酶抑制劑活性更接近幼蟲取食。
　　 在健康紅松球果中檢測到香豆酸、苯乙酸、阿魏酸、水楊酸和肉桂酸等5種酚酸,在主梢中檢測到香豆酸、苯乙酸、苯甲酸、水楊酸和肉桂酸等5種酚酸,兩部位所含有的酚酸數(shù)量相同但組分存在差異。兩種梢斑螟幼蟲取食后,球果內(nèi)出現(xiàn)原兒茶酸和苯酚,主梢內(nèi)出現(xiàn)苯酚,且除球果內(nèi)香豆酸含量下降外,球果和主梢內(nèi)其余幾種酚

10、酸含量均顯著增加。噴施茉莉酮誘導的酚酸種類更多,且誘導時間與蟲害取食更為接近。
　　 10mmol·1-1的系統(tǒng)噴霧誘導各酚酸含量、防御酶及蛋白酶抑制劑即顯著高于蟲害誘導,可以利用此濃度的萊莉酬噴霧處理增加紅松抗性,抵御梢斑螟幼蟲取食。
　　 本文通過研究紅松的化學防御及誘導化學防御強弱、揮發(fā)物釋放及紅外輻射規(guī)律,結合冷杉梢斑螟和赤松梢斑螟的生物生態(tài)學特點及其生理適應特性,探索這兩種梢斑螟的發(fā)生與紅松揮發(fā)物晝夜節(jié)律、負防