华北棉区棉蚜寄主专化型及其形成机制初步研究

发布时间：2017-10-16 10:01

  本文关键词：华北棉区棉蚜寄主专化型及其形成机制初步研究

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【摘要】：棉蚜Aphis gossypii Glover是世界性的重要害虫,通过取食和传播病毒病严重为害棉花等多种农作物。多食性的棉蚜在长期取食和进化过程中已分化形成不同的寄主专化型。华北棉区棉花种植制度复杂,棉蚜寄主植物种类丰富,棉蚜的寄主专化型具有较好的代表性。本文综合运用昆虫生态学、生物化学和分子生物学的理论和方法,研究了华北棉区棉蚜的寄主专化型种类、不同专化型棉蚜的分子鉴定技术、不同专化型棉蚜的寄主转移规律以及不同专化型棉蚜对多种夏寄主的适合度,并通过分析棉花、黄瓜和西葫芦次生化合物和游离氨基酸组分,研究了棉蚜寄主专化型的形成机制。本研究可为阐明棉蚜和寄主的互作关系,探索棉蚜生态防控新技术提供科学依据。本研究的主要结论如下:1.棉蚜寄主转换生物测定结果表明,源于棉花和黄瓜的棉蚜寄主转换后,棉蚜成虫存活率明显降低、体重明显减轻,子代存活率及繁殖力均明显下降,不能建立种群;而将采集于棉花和黄瓜的棉蚜转接至西葫芦上均能正常存活、产仔,可建立种群。表明华北棉区棉蚜存在棉花和黄瓜两种寄主专化型,西葫芦是两种寄主专化型棉蚜的共同寄主。2.两种寄主专化型棉蚜线粒体基因组序列比对结果表明,两种寄主专化型棉蚜序列中存在5个单核苷酸多态性位点的稳定差异区域,分别为棉花型棉蚜的T、A、A、T、T及黄瓜型棉蚜的C、G、G、C、C。利用该差异,开发了可区分两种寄主专化型棉蚜的分子鉴定技术。3.采用寄主转换建立生命表及分子鉴定方法明确了不同寄主专化型棉蚜的寄主转移规律。结果显示,木槿、石榴和花椒是棉花型棉蚜的越冬寄主,适合度大小依次为木槿、石榴、花椒,木槿、石榴、花椒不是黄瓜型棉蚜的越冬寄主。4.河南安阳地区棉蚜主要夏寄主上有翅蚜及河北、河南、山东19个不同生态区棉花上的无翅蚜寄主专化型的分子鉴定结果表明,不同寄主植物对两种寄主专化型棉蚜的适合度不同。棉花及黄瓜上均存在两种专化型的棉蚜,但棉花上棉花型棉蚜比例明显高于黄瓜型棉蚜,黄瓜上黄瓜型棉蚜比例明显高于棉花型棉蚜;西葫芦上存在两种专化型的棉蚜,且黄瓜型棉蚜的比例高于棉花型棉蚜;甜瓜上的棉蚜全部为黄瓜型棉蚜;四季豆上棉花型棉蚜比例高于黄瓜型棉蚜;土豆及豇豆上不存在两种专化型的棉蚜。5.两种专化型棉蚜寄主选择行为试验结果表明,棉花型棉蚜对棉花的选择性明显高于黄瓜,黄瓜型棉蚜对黄瓜的选择性明显高于棉花,两种专化型棉蚜对西葫芦的选择性无明显差异。6.棉花、黄瓜及西葫芦苗期叶片中次生化合物含量及氨基酸种类和含量均存在较大差异。棉花与黄瓜中4-氨基丁酸、琥珀酸、咖啡酸、腐胺、5-甲氧基色胺、表没食子儿茶素、儿茶酸及水杨苷等含量均存在明显差异。西葫芦叶片中游离氨基酸种类最多,含量最高,棉花次之,黄瓜中最少;西葫芦和棉花中丝氨酸、γ-氨基丁酸、脯氨酸的含量显著高于黄瓜;西葫芦中半胱氨酸含量显著高于黄瓜,棉花中未检测到半胱氨酸。
【关键词】：棉蚜 寄主专化型 寄主转移 生物测定 生命表
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S433
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 英文缩略表13-14
• 第一章 引言14-20
• 1.1 棉蚜概况14
• 1.2 棉蚜寄主专化型研究14-15
• 1.3 棉蚜寄主专化型形成机制研究15-18
• 1.3.1 植物次生化合物15-16
• 1.3.2 寄主植物表面结构16
• 1.3.3 寄主植物营养物质16-17
• 1.3.4 寄主转移规律17-18
• 1.3.5 蚜虫体内共生菌18
• 1.4 研究目的、意义及内容18-20
• 第二章 华北棉区棉蚜寄主专化型鉴定20-27
• 2.1 材料与方法20-21
• 2.1.1 供试植物及昆虫20
• 2.1.2 棉蚜寄主转换存活率及体重变化20
• 2.1.3 棉蚜寄主转换生命表的组建20-21
• 2.1.4 数据处理及分析方法21
• 2.2 结果与分析21-25
• 2.2.1 棉蚜寄主转换对存活率及体重的影响21-23
• 2.2.2 棉蚜寄主转换对生命表参数的影响23-25
• 2.3 讨论25-27
• 第三章 棉蚜寄主专化型分子鉴定技术27-32
• 3.1 材料与方法27-28
• 3.1.1 供试昆虫27
• 3.1.2 单头棉蚜总DNA的提取27-28
• 3.1.3 PCR反应、PCR产物检测、序列测定及比对28
• 3.2 结果与分析28-29
• 3.2.1 电泳图28-29
• 3.2.2 序列比对结果29
• 3.3 讨论29-32
• 第四章 不同寄主专化型棉蚜的寄主转移规律32-39
• 4.1 材料与方法32-33
• 4.1.1 供试植物及昆虫32
• 4.1.2 越冬寄主上的蚜虫与不同寄主专化型棉蚜寄主转换生命表的组建32-33
• 4.1.3 单头棉蚜总DNA的提取、PCR反应、序列测定及比对33
• 4.1.4 数据处理及分析方法33
• 4.2 结果与分析33-37
• 4.2.1 越冬寄主上蚜虫转接到棉花及黄瓜叶片后子代的存活与繁殖力33-35
• 4.2.2 棉花型及黄瓜型棉蚜转接到越冬寄主上的存活与繁殖力35-36
• 4.2.3 越冬寄主上棉蚜寄主专化型鉴定36-37
• 4.3 讨论37-39
• 第五章 不同夏寄主对棉蚜的适合度及寄主专化型鉴定39-44
• 5.1 材料与方法39-40
• 5.1.1 供试植物39
• 5.1.2 苗期寄主植物上蚜虫的数量动态39
• 5.1.3 蚜虫的收集39-40
• 5.1.4 单头蚜虫总DNA的提取、PCR反应、序列测定及比对40
• 5.2 结果与分析40-42
• 5.2.1 田间不同寄主植物上的蚜虫数量动态40
• 5.2.2 田间不同寄主植物上棉蚜寄主专化型鉴定40-41
• 5.2.3 不同地区棉花上棉蚜寄主专化型鉴定41-42
• 5.3 讨论42-44
• 第六章 不同专化型棉蚜的寄主选择性及寄主次生化合物组分分析44-54
• 6.1 材料与方法44-46
• 6.1.1 供试植物及昆虫44
• 6.1.2 主要试剂及仪器44-45
• 6.1.3 无翅棉蚜的行为选择反应45
• 6.1.4 植物次生化合物测定45-46
• 6.1.5 数据处理及分析方法46
• 6.2 结果与分析46-52
• 6.2.1 无翅棉蚜的行为选择反应46-48
• 6.2.2 总离子流图48-49
• 6.2.3 PCA分析结果49
• 6.2.4 差异次生化合物筛选结果49-52
• 6.3 讨论52-54
• 第七章 棉蚜主要寄主植物中游离氨基酸组分分析54-57
• 7.1 材料与方法54
• 7.1.1 供试植物54
• 7.1.2 植物叶片游离氨基酸测定54
• 7.1.3 数据处理及分析方法54
• 7.2 结果与分析54-55
• 7.2.1 植物叶片游离氨基酸种类及含量54-55
• 7.3 讨论55-57
• 第八章 全文结论57-58
• 参考文献58-65
• 致谢65-66
• 作者简历66

【参考文献】

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本文编号：1042028