不同茶树品种抗假眼小绿叶蝉机理研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mingyinzhu
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假眼小绿叶蝉Empoasca vitis G the(同翅目,叶蝉科)是我国重要的茶树害虫,其为害严重影响到茶叶的质量和产量。由于成虫将卵产于植物组织内部,化学防治很难达到理想的效果。本文从品种抗虫性的角度出发,根据假眼小绿叶蝉在茶树品种上的田间虫口密度、生命周期、成虫繁殖力等指标,对供试品种的抗假眼小绿叶蝉水平进行分级。其次,利用电子刺探图谱(Electrical penetration graph,EPG)技术研究了假眼小绿叶蝉在不同抗虫水平茶树品种上的电生理反应,实现茶树品种抗性因子的定位。以此为基础,调查了不同抗虫水平茶树品种的外观形态、物理结构和生化特征的差异,并对相关生化成分进行生物测定,最终确定茶树对假眼小绿叶蝉的抗性因子和抗性机理。主要结果如下:1.通过对天台(TT)等12个茶树品种的田间茶枝幼虫孵化数、笼内接虫产卵若虫孵化数和田间虫口密度的调查,筛选出恩标(EB)、竹山一号(ZS)、蓝天(LT)、斑竹园(BZY)、长兴紫笋(CX)、举岩(JY)、建德(JD)和德清(DQ)8个品种做进一步研究。2.调查假眼小绿叶蝉在8个初筛品种上的生命周期、每雌产若量和若虫成活率,根据结果将其分为两大类。第Ⅰ类:举岩、德清、建德和长兴紫笋,抗假眼小绿叶蝉品种;第Ⅱ类:蓝天、斑竹园、竹山一号和恩标,感假眼小绿叶蝉品种。其中,举岩对假眼小绿叶蝉抗性最强,恩标对假眼小绿叶蝉抗性最弱。3.运用EPG、TEM(Transmission electronic microscope)等昆虫行为学和植物组织学手段,明确假眼小绿叶蝉在茶树上的取食过程,首次证实假眼小绿叶蝉是破损细胞取食者(Cell rupture feeder)。假眼小绿叶蝉取食茶树过程中产生7种EPG波形。其中,主要波形Np (non-probing)、E1、E2和E3分别代表口针的非刺探、渠道开通和多细胞刺探、叶肉主动取食和维管束主动取食行为。假眼小绿叶蝉在茶树上一次完整的刺探行为通常为Np-E1-E2-E3-E1-Np。4. EPG非连续型参数的分析结果显示,假眼小绿叶蝉在感虫品种上的取食时间长于抗虫品种,恩标和竹山一号与抗虫品种之间的差异达到显著水平;另一方面,EPG连续型参数的分析发现,长兴紫笋、德清和建德表面均存在抗性,而蓝天显然缺少这种抗性;举岩、建德和德清的叶片下表皮-叶肉层存在抗性,但感虫品种在这个层面上均没有抗性;举岩、长兴紫笋和建德的叶肉组织都表现出对假眼小绿叶蝉的抗性,斑竹园和恩标却明显缺乏这种抗性。5.外观形态上,抗虫品种与感虫品种的当年生新梢色泽(抗虫品种深于感虫品种)、一芽三叶长度(抗虫品种<感虫品种)、叶片大小(抗虫品种<感虫品种)、叶片硬度(抗虫品种>感虫品种)和叶身伸展状态都存在差异。物理结构上,抗虫品种的茸毛长度和密度都显著大于感虫品种;抗虫品种的蜡质含量也显著高于除恩标以外的其它感虫品种;此外,抗虫品种的下表皮厚度均大于感虫品种。生化成分上,抗虫品种的茶多酚和绿原酸含量显著低于感虫品种,相反,γ-氨基丁酸含量却明显高于感虫品种。6.茶树品种理化指标与假眼小绿叶蝉每雌产若量和生命周期的相关性分析显示,茸毛长度、茸毛密度、叶表皮蜡质含量和γ-氨基丁酸含量与假眼小绿叶蝉每雌产若量呈负相关,相关性均达到极显著;下表皮厚度与每雌产若量也呈显著负相关;茶多酚与假眼小绿叶蝉的每雌产若量呈极显著正相关。另一方面,茸毛长度和茸毛密度与假眼小绿叶蝉生命周期呈极显著正相关;下表皮厚度与假眼小绿叶蝉的生命周期呈显著正相关;茶多酚与假眼小绿叶蝉的生命周期呈显著负相关。绿原酸与假眼小绿叶蝉每雌产若量和生命周期均没有相关关系。7.配制全纯人工饲料进行γ-氨基丁酸、茶多酚、绿原酸、天冬氨酸和茶氨酸的生物测定。高浓度茶多酚对假眼小绿叶蝉若虫的生长和存活表现抑制作用,与茶树品种中茶多酚含量和假眼小绿叶蝉生命周期的相关性分析结果不一致;高浓度γ-氨基丁酸对假眼小绿叶蝉若虫的生长发育和成活率有负面影响;虽然假眼小绿叶蝉的成活率不受绿原酸浓度的影响,但第1、2龄历期随其浓度的逐步升高呈现出递增趋势。另外,天冬氨酸与茶树抗虫性没有相关关系,但假眼小绿叶蝉1、2龄历期随其浓度的增加而缩短;茶氨酸对假眼小绿叶蝉的存活和龄期没有影响。8.茶树不同抗虫品种具有不同的抗虫机理。蜡质含量、茸毛长度和密度决定表面抗性,其中,蜡质含量是关键因子;下表皮厚度是形成叶片下表皮-叶肉层抗性的重要原因;生化成分可能是叶肉组织抗性的主要决定因素。而且,叶肉层面的化学抗性是决定茶树抗假眼小绿叶蝉水平的关键作用因子,γ-氨基丁酸可能正是关键因子之一。
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