烟草对葡萄根瘤蚜的防控作用及机理研究
葡萄根瘤蚜（Daktulosphaira vitifoliae Fitch）是一种毁灭性的葡萄专性寄生害虫，由于葡萄根瘤蚜的巨大危害，世界各国一直在进行根瘤蚜防控技术的研究工作。尽管已有一些可供选择的根瘤蚜控制方法，但由于抗性砧木的成功应用，在其他研究上花的精力较少。我国目前处于葡萄根瘤蚜入侵的初期阶段，采用抗性砧木建园的葡萄园尚占极小比例，如何在葡萄园遭受根瘤蚜侵染后，提供一个阻止或减缓根瘤蚜的生长发育，延缓受侵染葡萄植株死亡，保障可持续生产的有效方案，且兼备安全性、经济性和可行性，是我国葡萄科技工作者面临的一个重大课题。为此，本课题收集了10种具有防虫或灭虫作用的中草药植物，探讨了其水浸提液对葡萄根瘤蚜的控制作用，重点对有效植物烟草进行了作用机理研究，主要结果如下: 1.10种植物水浸提液对根瘤蚜的控制作用 采用离体实验方式，分别通过毒性试验、驱避试验和生长发育控制试验，测定了10种植物水浸提液对葡萄根瘤蚜的控制作用。主要作用如下: (1)各植物水浸提液对葡萄根瘤蚜均有明显的驱避作用; (2)植物水浸提液处理后根瘤蚜若虫的死亡率随着时间增加升高，Logistic模型拟合毒力方程和半致死时间的结果与死亡率变化趋势一致，其中烟草和龙葵水浸提液对根瘤蚜的半致死时间最短，烟草水浸提液处理后根瘤蚜的校正死亡率可达96.00％; (3)植物水浸提液对根瘤蚜的生长发育也有一定的抑制作用，植物水浸提液可降低根瘤蚜由2龄若虫到成虫的发育速度，其中黄芪水浸提液处理根段上根瘤蚜的发育历期可延长至30d，比未处理根段上的根瘤蚜增加4～5 d; (4)处理后成虫的日平均产卵量均降低21.89％以上。 本研究所选植物水浸提液对葡萄根瘤蚜均有不同程度的生物活性，其中，烟草水浸提液对葡萄根瘤蚜的虫卵和若虫的生存率的抑制作用最明显，烟草、黄芪和壳聚糖的混合和稀释实验的结果证明，烟草水浸提液及其稀释液对根瘤蚜最具有控制潜力。 2.烟草水浸提液对根瘤蚜侵染葡萄的控制效应 以两年生温室盆栽‘巨峰’自根苗为实验材料，接种根瘤蚜虫卵35 d后进行烟草水浸提液处理，结果表明20 mg·mL-1和50 mg·mL-1的烟草水浸提液对根瘤蚜均有一定程度的抑制作用，施药21d后，葡萄根部的新增根结数分别比侵染对照下降了42.90％和52.80％。烟草水浸提液处理还在一定程度上缓解了根瘤蚜侵染对植株光合能力的抑制作用。20 mg·mL-1和50 mg·mL-1烟草水浸提液处理后的株高分别比侵染对照提高了57.10％和7.70％;根瘤蚜侵染降低了土壤中真菌、细菌和放线菌的数量，烟草水浸提液处理进一步降低了真菌和放线菌的数量。 3.烟草水浸提液化学成分分析 通过Bertrand试剂、Dragendorff试剂、Fehling试剂、5％α-萘酚乙醇试剂和1％三氯化铁乙醇溶液对烟草水浸提液的成分进行分析，生物碱、酚类、糖类、鞣质及多肽蛋白质成分测试结果均呈阳性。 4.烟碱溶液对葡萄根瘤蚜的毒力方程推导 使用不同浓度的烟碱溶液处理根瘤蚜若虫后，在第24 h记录根瘤蚜若虫死亡率，得出烟碱溶液对根瘤蚜的毒力曲线方程为y=1.0161x-0.6355，相关系数r2=0.9950，95％置信限下半致死浓度为0.2212 mg·mL-1。 5.烟碱溶液对虫体生理生化性质的影响 以2龄根瘤蚜若虫为研究对象，亚致死剂量(0.2 mg·mL-1)的烟碱溶液处理导致虫体乙酰胆碱酯酶活力、细胞色素P450相关酶活力受到抑制，处理6h时乙酰胆碱酯酶活性下降40.90％，细胞色素b5含量、对硝基苯甲醚O-脱甲基酶和NADPH-Cyt还原酶的活性分别降低89.10％、40.40％和77.80％;碱性磷酸酯酶活力在烟碱溶液处理2～4 h后短暂上升，随后又显著下降，而酸性磷酸酯酶变化不显著;羧酸酯酶与碱性磷酸酯酶变化趋势一致。 以浓度为0.2 mg·mL-1（该剂量不会对未中毒根瘤蚜乙酰胆碱酯酶活力产生显著影响）的乙酰胆碱酯酶重活化剂碘解磷定(2-PAM)溶液处理烟碱中毒后的根瘤蚜，发现根瘤蚜的乙酰胆碱酯酶活力有所恢复，在处理60 min时重活化率最高，为52.55％，而中毒120 min的重活化率仅为12.76％。 荧光定量的数据表明烟碱溶液作用会引起根瘤蚜体内烟碱样乙酰胆碱受体基因表达量的升高，胆碱酯酶重活化剂在酯酶抑制程度较轻时，加重抑制，而当抑制程度加重时，表现为缓解抑制;胆碱酯酶重活化剂作用于正常根瘤蚜若虫不会造成该基因表达量的显著变化。 6.葡萄根瘤蚜nAChR-α-亚基基因片段的克隆 利用RACE技术对葡萄根瘤蚜nAChR-α-亚基基因3'端片段进行克隆，结果表明，根瘤蚜体内的nAChR受体基因与Genebank上注册的10种昆虫nAChR受体基因具有高度保守的核心区域，氨基酸序列相似性在70～90％。已得到的根瘤蚜nAChR-α-亚基基因cDNA3'端片段全长982 bp，包括一个549 bp的开放阅读框，编码一个183个氨基酸的多肽，预测分子量为81914.68D，预测等电点PI为5.12;该基因片段所推导的氨基酸全部位于细胞膜表面。
葡萄根瘤蚜;烟草;水浸提液;防控技术
山东农业大学
博士
葡萄与葡萄酒学
翟衡
2014
中文
S436.631.21
103
2015-09-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）