沙棘营养物质和次生代谢产物对沙棘木蠹蛾幼虫转移危害的影响

发布时间：2020-04-08 23:37

【摘要】：沙棘木蠹蛾Eogystia hippophaecolus(Hua,Chou,FangChen)是我国沙棘林危害严重的一种钻蛀性害虫,主要以初孵幼虫危害沙棘(Hippophae)rhamnoidea主干,同年越冬前转移至根部危害。为明确沙棘木蠹蛾幼虫转移危害的原因,本文研究了幼虫的消化道结构,测定了沙棘根、干部营养物质和次生代谢产物的差异,结合取食沙棘根、干部幼虫消化酶、解毒酶和保护酶的数据分析,探究了沙棘根、干部营养物质及次生代谢产物的差异对幼虫转移危害的影响。主要研究结果如下:1.明确了沙棘木蠹蛾幼虫的消化道结构。消化道整体呈一条淡黄色的膜质直管,由口、食道、嗉囊、前胃、中肠、回肠、直肠、肛门和马氏管构成,前肠与中肠、中肠与后肠连接处内侧有贲门瓣和幽门瓣,无胃盲囊。前肠退化,主要起到磨碎和推动食物后移的作用;食道内膜有顺食物流动方向的小刺,可防止食物倒流。中肠上皮层柱状细胞顶部密布微绒毛,增大了细胞的分泌和吸收面积,柱状细胞分泌方式为局部分泌和全胞分泌;上皮细胞的退化方式是连续退化。后肠短小,肌肉层发达有利于食物残渣后移;内膜层很薄,直肠具6个膜质直肠垫,能够促进水分和无机盐的吸收;马氏管由两根主管延伸分叉形成6根马式小管,未发现明显的隐肾结构。2.通过测定沙棘根、干部营养物质的差异,结合沙棘根、干部幼虫中肠消化酶的数据进行分析,明确了沙棘根、干部营养物质对幼虫转移危害的影响。沙棘根部的水分、还原糖含量高于干部,根部幼虫淀粉酶的活性显著高于干部,表明根部较高含量的水分、还原糖对幼虫的取食有诱导作用,幼虫倾向取食水分、还原糖含量较多的根部。沙棘根、干部脂肪含量(约1.0%)较低且差异不大,幼虫脂肪酶活性很低,脂肪的含量对幼虫转移危害影响不大。取食干部的幼虫胰蛋白酶(F=0.372,P=0.047)活性显著高于取食根部的幼虫,表明干部的可利用的蛋白质含量高于根部,对幼虫的转移危害起抵制作用。取食根部的幼虫纤维素酶活性大于取食干部的幼虫,表明根部较高的纤维素含量对幼虫取食有诱导作用。沙棘根部的丙氨酸、酪氨酸的含量超过干部的4倍,精氨酸、苏氨酸的含量超过干部2倍,K、Mg、P、Mn、Zn、Fe元素的含量均高于干部,对幼虫的取食行为有诱导作用。3.通过测定沙棘根、干部次生代谢产物的差异,结合沙棘根、干部幼虫中肠解毒酶和保护酶的数据进行分析,明确了沙棘根、干部次生代谢产物对幼虫转移危害的影响。受害沙棘根部和干部存在345种差异代谢物,有28类共174种次生代谢产物与抗虫性相关,占差异代谢物质总数的50.43%,且沙棘干部抗虫性次生代谢产物含量及种类高于根部,对幼虫有较高的趋避作用,促进幼虫转移危害根部。孕烯醇酮脂类、苯及其取代衍生物、黄酮类化合物、香豆素及其衍生物4类物质干部含量及VIP值较高,对幼虫趋避作用较强等。其中,三萜类化合物对组间贡献率显著,相关代谢通路显著性极高,是沙棘中重要的抗虫次生代谢产物。干部高含量的次生代谢产物可以诱导幼虫解毒酶中GSTs和CYP450的合成,激发幼虫的反防御机制。SOD、POD、CAT酶活根、干部差异不大,可推测沙棘根、干部内刺激幼虫产生保护酶的次生代谢产物差别不大。研究结果为明确沙棘木蠹蛾和沙棘之间的选择关系提供理论依据,为以消化系统为靶标的防治研究提供科学依据和新策略。
【图文】：

技术路线图,沙棘,幼虫转移,次生代谢产物

图１－１技术路线图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－１邋Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋Ｒｏａｄｍａｐ逡逑

谱图,正负离子,基峰,模式

逦沙棘根、干部次生代谢产物对幼虫转移危害的影响逦逡逑４．２结果与分析逡逑４．邋２．邋１供试寄主植物ＬＣ／ＭＳ非靶向代谢物质分析逡逑４．２．Ｕ代谢物谱图检查逡逑图４．１显示了沙棘质控样本的代谢物质在正负离子模式下响应的基峰图（ＢＰＣ，逡逑Ｂａｓｅ邋Ｐｅａｋ邋Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍ），即将每个时间点质谱图中最强的离子的强度连续描绘得逡逑到的图谱。如图所示，正负离子两种模式下代谢物离子响应时间和强度都有很大的差逡逑异，表明ＬＣ／ＭＳ检测方法可以较好的区分适用于不同离子源的代谢物质。逡逑图４．２显示了沙棘根、干样本的代谢物质在正负离子模式下响应的基峰图。如图逡逑所示，，同种离子模式下根干样本ＢＰＣ出峰时间点较为一致，但存在强度差异，即逡逑ＬＣ／ＭＳ方法检测到的各种代谢物质在根、干样本中存在差异。逡逑
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S763.7

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