论文部分内容阅读
本研究围绕目前两类抗蚜转基因小麦策略（即抗生性和驱避性），以麦长管蚜为对象，开展了转凝集素基因小麦和转反式-β-法呢烯（EβF）合成酶基因小麦的抗蚜性评价研究；并通过饲喂凝集素研究对蚜虫抗生性及剂量；利用人工合成的EβF的释放研究对蚜虫驱避作用及剂量，得到主要结果以下：利用PCR检测转基因小麦株系的目标基因；选取阳性转基因小麦苗，利用Giga-8DC-EPG监测蚜虫取食行为，同时采用多目标综合判别法进行抗蚜性鉴定，明确了转凝集素基因（天南星凝集素AHA或半夏凝集素PTA）小麦对蚜虫取食行为的影响：株系117、48、54、278和406的韧皮部取食波E波的历期比例显著短于转基因受体小麦KN199。以各取食波的平均持续时间为指标进行聚类，10个小麦品种（系）可分为三类：第一类抗虫类型：JP①和转AHA基因株系278、54、48、406；第二类中间类型：转PTA基因小麦117株系；第三类感虫类型：西农2595、北京837、KN199、151株系（转AHA基因）。第一、二类的np波持续时间显著长于第三类；E2波的持续时间显著短于第三类。抗蚜鉴定结果显示，转基因小麦除151株系为低感之外，株系117、48、54、278和406均为低抗，麦长管蚜世代历期明显缩短，繁殖力也明显下降。EPG参数聚类的结果与多目标综合判别法抗蚜性鉴定结果基本一致；利用波型参数鉴定小麦抗蚜性标准为：E2>10min的历期比例在13%以下，E波历期比例在23%以下为抗蚜品种，其余为感蚜品种。建立了麦长管蚜在转基因小麦上的种群生命表，结果表明：转凝集素基因小麦上蚜虫净增值率减小，平均世代周期缩短，内禀增长率变小，周限增长率变小和种群加倍时间延长。基于上述5个参数综合评价，406株系和278株系对蚜虫有较好的控制效果。转EβF合成酶基因小麦使蚜虫种群净生殖率和周限增长率减小，种群加倍时间延长，总体表现为蚜虫种群增长受到抑制。寄主选择实验发现麦长管蚜对不同转EβF合成酶基因小麦品系存在选择偏好性差异，总体表现为转EβF合成酶基因小麦对麦长管蚜具有驱避作用，W1、W2、W3、W4、W8、W9、W10、W12、W17作用明显。通过Y型嗅觉仪观察株系中的W1、W2、W3、W8、W9、W10、W12、W17同中4无芒一样对蚜虫均表现明显驱拒作用。测定两种糖特异性结合的凝集素对麦长管蚜的影响，结果显示，甘露糖结合特异性的伴刀豆凝集素（ConA）对蚜虫半致死浓度为LC50（48h）=1.45mg/mL。半乳糖结合特异性红肾豆凝集素（PHA）对蚜虫半致死浓度为LC50（48h）=1.88mg/mL。这两种凝集素对蚜虫致死浓度为2mg/mL，ConA饲喂第五天蚜虫全部死亡，PHA饲喂第六天蚜虫全部死亡；对蚜虫的发育、蜕皮、产仔均有抑制作用。EPG监测ConA对蚜虫取食行为结果表明，各浓度ConA处理使E2波跟随E1波的持续时间显著缩短，0.5mg/mL及其以上浓度E2波跟随E1波出现的次数显著减少。浓度1mg/mL以上的完全抑制了E2波的出现。浓度1.0mg/mL以上E1波在整个E波中历期的比例显著高于对照。不同浓度的EβF对蚜虫的短距离作用的逃逸行为、远距离的嗅觉行为、有翅蚜形成和种群扩增的影响表明，EβF浓度200ng/μL以上处理蚜虫的逃离数明显多于对照。浓度400ng/μL以上极明显抑制了蚜虫的种群数量。通过Y型嗅觉仪观察蚜虫嗅觉行为，与对照相比600ng/μL以上浓度的EβF对麦长管蚜有明显的排斥作用，且诱导了有翅蚜的产生，导致有翅蚜率极显著高于对照。综合蚜虫种群数量、行为和翅型比例的结果，初步推断EβF600ng/μL为麦长管蚜驱避作用的阈值浓度。