不同施氮量条件下白叶枯病发生对水稻—褐飞虱—稻虱缨小蜂互作的影响

发布时间：2020-09-05 13:00

　　在稻田生态系统中,水稻在其生长发育过程中会受到来自植食性昆虫和植物致病病原的侵害,这二者的发生往往不是独立的,已有研究表明,水稻病害的发生会对水稻与植食性害虫及其天敌互作产生影响。我们前期的研究也发现,水稻感染白叶枯病(Xanthomonas oryzae pv.Oryzae)后会对褐飞虱及其天敌黑肩绿盲蝽Cyrtorhinus lividipennis的行为产生了影响。但病害与植物及昆虫之间的互作又会受到复杂生态系统中其它非生物因素或生物因素的影响。氮肥作为一种重要的非生物因素,对作物病害或虫害的发生具有显著的影响。但对于氮肥是否会影响病害、植物及昆虫之间的互作并不是很清晰。为此,本课题以水稻重要病害白叶枯病、水稻重要害虫褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)及其天敌稻虱缨小蜂Anagrus nilaparvatae为研究对象,分析了不同施氮量水平(低氮:不施氮肥;中氮:90kg纯氮/公顷;高氮:180kg纯氮/公顷)对水稻感染白叶枯病与水稻、褐飞虱及稻虱缨小蜂互作关系的影响,以期为探明复杂生态系统中水稻与褐飞虱及其天敌互作的化学生态学机制奠定理论基础。主要的研究结果如下:1.在不同施氮量条件下水稻白叶枯病的发生随着感病时间的增加,白叶枯病斑相对面积增大;对感病水稻的剑叶观察后发现,在感病3d时,低氮的水稻可出现水渍状病斑及叶缘发黄等典型病征,感病10d时整叶焦枯,卷叶发黄;中氮的水稻感病3d时开始发病,5d后发病显著,出现暗绿色斑点,叶尖和叶缘发黄;高氮的水稻发病较慢,感病3d与健叶无差异,5d后发病显著,10d时出现叶片发黄卷曲等病征。感病后水稻的株高与根长无显著差异,但出现了叶片叶绿素含量降低,植株含氮量积累降低等一系列不利于水稻生长的现象。2.不同施氮量水稻白叶枯病发生对褐飞虱产卵和发育历期的影响不同施氮量条件下,褐飞虱在感病5d水稻与健康水稻上的产卵量、孵化率及若虫的发育历期无显著差异。不同施氮量条件下,白叶枯病的发生对水稻韧皮部游离氨基酸的含量影响的效应不同,低氮水稻在感病10d时,甘氨酸(Gly)和天冬氨酸(Asp)的含量显著低于健康水稻;中氮水稻在感病3d时,天冬氨酸(Asp)的含量显著高于健康水稻,感病10d时,苯丙氨酸(Phe)的含量显著低于健康水稻;高氮水稻在感病5d时,亮氨酸(Leu)的含量显著高于健康水稻,感病10d时,苯丙氨酸(Phe)的含量显著低于健康水稻。3.不同施氮量水稻白叶枯病发生对褐飞虱寄主选择行为的影响褐飞虱H-型嗅觉仪实验表明,不同施氮量条件下,褐飞虱对感染白叶枯病不同时间的水稻的行为选择影响效应不同。在低氮条件下,感病3d时,褐飞虱趋向选择感病水稻,感病5d和10d时,褐飞虱趋向选择健康水稻;在中氮和高氮条件下,水稻感病5d和10d时,褐飞虱显著地趋向选择感病水稻。通过GC-MS分离鉴定了不同施氮量条件下,白叶枯病侵染后水稻与同期健康水稻的挥发性物质组分。在感病与健康水稻间,有6种挥发物的含量有显著差异,主要为萜烯类物质和烷烃类化合物。其中,α-蒎烯(α-Pinene)和莰烯(Camphene)的含量在感病水稻中显著升高,呈现出较强的规律性。在中氮和高氮条件下,感病10d时,感病水稻中α-蒎烯(α-Pinene)、莰烯(Camphene)、十三烷(Tridecane)和十六烷(Hexadecane)等挥发物的含量显著高于健康水稻。4.不同施氮量水稻白叶枯病发生对稻虱缨小蜂寄主选择行为的影响不同施氮量与白叶枯病的发生时间,对褐飞虱的天敌稻虱缨小蜂的行为选择产生影响。在中氮和高氮条件下,水稻感病5d和感病10d时,稻虱缨小蜂趋向选择褐飞虱诱导后感病的水稻。通过GC-MS分离鉴定了褐飞虱诱导后的49种水稻挥发性物质。其中α-蒎烯(α-Pinene)、单萜烯(Monterpene)、异丁酸香叶酯(Propanoic acid,2-methyl-)、β-柏木烯(β-Cedrene)、十七烷(Heptadecane)。其中,在中氮条件下,水稻感病5d和10d时,α-蒎烯(α-Pinene)、单萜烯(Monterpene)、异丁酸香叶酯(Propanoic acid,2-methyl-)、β-柏木烯(β-Cedrene)和十七烷(Heptadecane)在感病水稻中含量显著高于健康水稻;在高氮条件下,水稻感病5d和10d时,α-蒎烯(α-Pinene)、单萜烯(Monterpene)和β-柏木烯(β-Cedrene)在感病水稻中的含量显著高于健康水稻。
【学位单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S435.11
【部分图文】：

健康水,水稻,白叶枯病,感病

感病、低氮-健康、中氮-感病、中氮-健康、高氮-感病、高氮-健康的水稻剑叶图，其中（a）是生长 53d 即感病 3d 水稻对照，（b）是生长 55d 即感病 5d 水稻对照，（c）是生长 60d 即感病 10d 水稻对照。由图可以看出，感病 3d 低氮水稻与健康水稻相比叶尖和叶缘发黄；在中氮条件下，感病水稻与健康水稻相比叶尖发黄；在高氮条件下，感病水稻与健康水稻相比差异不显著。感病 5d 低氮水稻与健康水稻相比叶缘焦枯，有黄绿色斑点；在中氮条件下，感病水稻与健康水稻相比叶尖和叶缘稍发黄，叶缘处暗绿色斑点；在高氮条件下，感病水稻与健康水稻相比叶尖发黄。感病 10d 低氮水稻与健康水稻相比，整个叶片焦枯,卷叶发黄，外观有显著差异；在中氮条件下，感病水稻与健康水稻相比叶尖和叶缘发黄卷曲，在高氮条件下，感病水稻与健康水稻相比叶尖发黄卷曲。(a) (b) (c)

白叶枯病,水稻,施氮量,健康水

13图 2-2 在不同施氮量条件下感染白叶枯病后的水稻顶 1-3 叶 SPAD 值的变化ig. 2-2 Variation of rice 1stto 3rdleaves SPAD values in different nitrogen applicat中数据为平均数±标准误，PI:白叶枯病菌侵染的水稻；CK：同处理健康水稻，“*”号表示差异05）。The data is mean±SEM. PI: rice infected by Xoo, CK: healthy rice, “*”means significant differen).

示意图,示意图,健康水,若虫

5d 和健康水稻分别置于两套封闭的褐飞虱短翅雌雄成虫，产卵装人工气候箱内（30±1℃，RH=90±孵若虫的数量直到无若虫再孵化卵装置，在解剖镜下解剖叶鞘， 8 次重复。实验 5d 和健康水稻置于封闭产卵装置，产卵装置顶端用一层细纱布封口H=90±5%），随后每隔 12h 观察一量，最后求其平均发育历期，实

【相似文献】