三種夜蛾科昆蟲對生物堿的排除及仿生型信號分子對煙草生物堿的抑制.pdf

1、本研究用煙草為模式植物，建立了煙草中四種主要生物堿及尼古丁的代謝物-可替寧的分離分析的常規(guī)方法。以斜紋夜蛾、煙青蟲和棉鈴蟲三種夜蛾科昆蟲為模式昆蟲，通過測定它們取食煙葉后的蟲體、蟲糞，比較分析三種夜蛾科昆蟲對煙草生物堿的排除機制。昆蟲取食或機械性損傷都能激活煙草植株的系統(tǒng)性防衛(wèi)反應，誘導根部尼古丁運輸至受傷及相鄰部位。正是在煙草與昆蟲互作效應的基礎上，選取了一種與煙株創(chuàng)傷信號相頡抗的仿生型信號分子(BSM)，研究其與品種、施肥量以及打頂

2、時期等栽培因素的互作效應。優(yōu)化BSM的應用，從而將煙草生物堿總量及生物堿組成控制在合適的范圍，為煙草生物堿的調控提供一條新途徑。 論文主要工作總結如下： 1.通過大量實驗，探索出了一種簡單、快速和可靠的反相高效液相色譜法測定煙草中降煙堿、新煙草堿、假木賊堿、尼古丁及其代謝物可替寧的含量。系統(tǒng)的優(yōu)化了前處理過程中萃取溶劑和萃取方式，應用C18固相小柱進行樣品的純化。通過優(yōu)化色譜條件最終確定了最佳的儀器測定條件，并從線性范圍

3、、精密度和回收率等方面對分析方法進行了驗證。實驗結果表明，方法具有較寬的線性范圍和較高的回收率，五種物質的相對標準偏差在0.89-3.56％之間，整個實驗過程加標回收率均大于90％，適合于煙草中生物堿的分析測定。 2.煙草是斜紋夜蛾、煙青蟲和棉鈴蟲的共同寄主，利用已建立的高效液相色譜法測定蟲體、蟲糞和取食的煙葉中生物堿和可替寧的含量以確定昆蟲攝取的生物堿是否被吸收、截留、代謝和排泄，從而確定三種夜蛾科昆蟲對生物堿的排除機制。結果

4、表明，只有少量生物堿被截留和解毒成可替寧，分別有82.1％、84.1％和87.7％的總生物堿可以在斜紋夜蛾、煙青蟲和棉鈴蟲的蟲糞中獲得。說明煙青蟲和棉鈴蟲這兩種嗜煙性昆蟲不僅可以通過口腔分泌物來抑制煙草植株中生物堿的合成，同時具有比斜紋夜蛾更強的生物堿代謝能力和排泄能力。放置后的斜紋夜蛾蟲糞中，生物堿含量降低，可替寧的含量卻增加，表明蟲糞中的尼古丁可以在外界環(huán)境如空氣或微生物條件下自然降解。通過排泄作用排除生物堿是三種夜蛾科昆蟲之所以能

5、適應煙草作為寄主植物的主要機制之一。 3.用源于取食煙草的寡食性昆蟲口腔分泌物的仿生型信號分子(BSM)在不同條件下、對不同類型煙草在打頂后進行涂抹處理。用HPLC檢測BSM處理株和對照株煙葉中主要生物堿的含量，分析探討了BSM在不同條件下對煙草生物堿的抑制作用。結果表明：BSM對不同類型煙草打頂后葉片上生物堿的積聚均有不同程度的抑制作用。BSM對烤煙9717中降煙堿的影響最大，中部和上部葉分別降低55.78％和63.40％，上

6、部葉各生物堿降幅均大于中部葉，其中尼古丁和總生物堿分別降低25.49％和26.28％。BSM的濃度對白肋煙中生物堿的抑制效應也有影響，0.1mol/L的BSM對尼古丁的影響最大，中、上部葉的降低率分別達22.99％和42.45％，總生物堿則分別降低22.21％和37.73％；0.2mol/L的BSM可使降煙堿的量顯著降低，中部和上部葉分別降低62.94％和58.53％。施氮量對BSM的抑制效應也有影響，在高的施氮量(9kgN/667㎡)

7、下抑制效果更好，可使K326上部葉總生物堿降低34.76％。 4.研究了烤煙云煙85在7kgN/667㎡和9kgN/667㎡施氮量時，在現(xiàn)蕾、初花、中花和盛花四個不同花期打頂后施用BSM對煙株中各生物堿含量的影響。結果表明，在兩種施氮量時，BSM對不同花期處理的煙株中生物堿的積累均有抑制作用。在現(xiàn)蕾期處理可有效抑制尼古丁積累，在中花期處理可顯著降低三種微量生物堿的積累。就兩種施氮量而言，在9kgN/667㎡時各花期處理后的煙株中