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【摘要】速生桉对桉树枝瘿姬小蜂Leptocybe invasa Fisher & LaSalle等趋嫩性害虫的免疫反应是出现红点、红斑,发红或出现锈斑,刺吸痕迹、柄枝伪虫瘿、叶面瘿瘤;在枝干出现瘿瘤后,桉树的免疫力崩溃,出现黄枯叶。桉树的免疫分子生物物质有1.8-桉叶油素,多酚氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶;富含水芹烯的桉叶油,香根草醇、肥料等。
【关键词】速生桉;桉树枝瘿姬小蜂;免疫反应;免疫分子生物物质;肥料
Preliminary study on immune response of eucalyptus trees with the Leptocybe invasa Fisher & LaSalle and other insect pestsof tenderness of trend and immune molecules of biological materials
Chen Shang-wen
【Abstract】Fast-growing eucalyptus trees on the Eucalyptus gall wasp(Leptocybe invasa Fisher & LaSalle) and other insect pests becoming tender of the immune response was the red dot appears, rash, red or rust, sucking traces branch pseudo-stem gall, leaf gall tumor; the branches appear gall tumors, the eucalyptus immunity collapse leaves appear yellow. Biological substances immune molecules of Eucalyptus were 1.8-cineole, polyphenol oxidase, peroxidase, catalase; rich phellandrene of eucalyptus oil, vetiver alcohol, fertilizer.
【Key words】Fast-growing eucalyptus;Leptocybe invasa Fisher & LaSalle;Immune response;Immune molecules of biological material;Fertilizer
1. 植物免疫的研究状况
植物具有和动物类似的先天免疫系统。该系统可在未受特定病原微生物诱导的情况下,对病原侵染发生快速的防卫反应。进一步理解植物免疫系统的复杂机制对防治病虫害非常重要。2009年5月6日至7日,以植物先天免疫机制为主题的第349次香山科学会议学术讨论会在北京成功召开,与会专家指出,植物先天免疫仍是一个刚刚开创的领域,由于有很多重要的科学问题尚未阐明,严重制约了抗病性的转基因育种。因此,以模式植物水稻和拟南芥为研究对象,开展有关植物先天免疫分子机制的研究,可以显著增强我国农业科学自主创新的能力。
2010年8月19日.德国亥姆霍茨慕尼黑中心研究人员发现一氧化氮作为信使物质激活植物先天性免疫系统的机制,已发现植物先天免疫系统由两个主要的免疫反应组成,即病原相关分子模式激发的免疫反应(PTI)和效应蛋白激发的免疫反应(ETI)。北京生命科学研究所的周俭民认为,PTI的存在是植物能抵御绝大部分病原微生物的重要原因,由于其具有广谱持久的特点,在农林业生产中有着不可忽视的应用前景。此外,植物小RNA途径则通过RNA沉默方式,参与了对病毒和细菌等病原的抗性反应。
2. 速生桉对桉树枝瘿姬小蜂等趋嫩性害虫的免疫反应
在20世纪70年代,中国小面积的柠檬桉、窿缘桉等对病虫害有较好的免疫能力,20世纪90年代后速生桉在广西、广东等南方地区大面积扩种后,逐步丧失了对病虫害的免疫能力,病虫害种类从10多种上升到400多种。在2007年后,趋嫩性害虫上升为主要害虫,在桉树枝瘿姬小蜂Leptocybe invasa Fisher & LaSalle等的攻击下不同速生桉品系表现出不同的免疫反应。
感虫桉树DH201-2第1代林的嫩叶、枝被桉树枝瘿姬小蜂侵袭攻击后在叶缘、叶中脉、叶柄及枝条、干上的免疫反应除出现红点、红斑,发红,在免疫力降低后出现明显的虫瘿,依次是出现刺吸痕迹瘿、叶中脉瘿、叶柄瘿及枝瘿,而老叶并不发红。在DH201-2第2代林中,除出现叶中脉瘿、叶柄瘿外,枝瘿、干瘿的出现明显。在高种群密度下(200头/株)DH201-2的免疫力崩溃,陆续出现黄叶和枯叶,最后枯死。
而抗虫桉树广林9号等的嫩叶、枝被桉树枝瘿姬小蜂、桉木虱、黑蓟马、叉线拟隐脉叶蝉等趋嫩性害虫侵袭攻击后在老叶及枝条上的免疫反应是出现红点、红斑,发红或出现锈斑,刺吸痕迹、柄枝伪虫瘿、叶面瘿瘤;免疫反应是不产生明显的虫瘿。
但抗虫桉树广林9号被桉树枝瘿姬小蜂、桉木虱等趋嫩性害虫反复侵袭攻击后, 在种群密度低的情况下(4头/株),其桉树的免疫反应是牺牲主干向上的生长,萌发大量丛生枝叶,在种群密度增加的压力下(7~10头/株),其桉树的免疫力下降,开始在叶柄出现瘿瘤, 在11~500头/株种群密度加大下,在叶脉出现瘿瘤, 在50~200头/株种群密度剧增下,在枝干出现瘿瘤,桉树的免疫力开始崩溃,出现黄叶和枯叶。
3. 桉树的免疫分子生物物质及其在生产实际中的应用
在原产地澳大利亚,桉树的生长一是会遇到专吃桉树叶子的昆虫,二是抑制桉树生长的真菌。正是这样两种天敌减缓了桉树的生长速度,增强了桉树的免疫
力,优化了桉树的组织肌体,使得其慢慢成长,贮存能量,成为坚硬的木材。
工业桉油主要以胡椒酮和a-水芹烯为主要成份。目前,富含水芹烯的桉叶油被用作生产廉价的杀菌剂和工业液体皂的散香剂,另外1.8-桉叶油素可以抑制或杀死马尾松毛虫,因此桉油可能是桉树的免疫分子生物化学物质。
桉树的免疫物质可能是次生物质多酚氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶,在2009年李诺等的研究中发现桉树枝瘿姬小蜂侵袭攻击后,抗虫桉树广林9号的过氧化氢酶的活力增加,这和马尾松毛虫危害马尾松诱导导过氧化氢酶活力增加类似。香根草醇可以诱导刺激植物产生抑制害虫物质,激活植物免疫系统,2008年8月在广西靖西县广林9号使用后,在2009年2月有效控制桉树枝瘿姬小蜂的危害。
4. 桉树对虫害的免疫与化学肥料的关系
肥料能够降低或提高植物免疫能力,如富安牌系列螯合专用肥料除含氮、磷、钾等大量营养元素外还富含氨基酸、腐植酸、钙、硫、锌、铁、硼等二十多种作物必需的“品质元素”,起到了调节土壤平衡营养的作用,是一种新型高效绿色全营养肥。改善作物生态环境、抑制土壤病虫害、抗重茬。能有效的抑制害虫卵的孵化及有害菌的滋生,对抑制作物根腐病、枯黄植萎病及多种土壤病虫害,效果显著,杜绝重茬病的发生,有效的降解毒素、化学药物和重金属残留。能抗病抗灾,提高桉树自身的免疫力,能很好的预防桉树常发病。施用含钾、腐植酸等桉树专用肥料也可以减轻桉树枝瘿姬小蜂等趋嫩性害虫的危害。但施用含氮高的肥料可使桉树丧失对食叶害虫的免疫力,诱发如小用克尺蛾、油桐尺蛾等蛾类害虫的危害。
5. 讨论
植物免疫是植物生理、植物生物化学学科发展中的新领域,和微生物、分子生物学,分子昆虫学等有紧密关系,研究速生桉对桉树枝瘿姬小蜂等趋嫩性害虫的免疫反应,对于区别桉树生理病害与虫害,开辟新的无公害虫害控制手段有较好作用。
在桉树生产中,由于趋嫩性害虫形体小不易发现,往往把速生桉对桉树枝瘿姬小蜂等趋嫩性害虫的免疫反应认为是桉树生理病害,两者应该有主要的联系,但有很多重要的科学机制尚未阐明,需要实验数据去验证。
参考文献
[1] 袁秀云, 谢慧玲. 植物免疫及其机制.生物学教学, 2004, 9
[2] 周中正 ,杨光富. 植物免疫反应与化学诱导抗病剂.湖北省植物病理学会2002年学术年会论文集 ,2002-12-01
[3] 蒋士君.激活植物免疫促进生长阻隔昆虫传毒的功能性保健药肥[专利]. 河南农业大学 ,2008
收稿日期:2010-09-12
【关键词】速生桉;桉树枝瘿姬小蜂;免疫反应;免疫分子生物物质;肥料
Preliminary study on immune response of eucalyptus trees with the Leptocybe invasa Fisher & LaSalle and other insect pestsof tenderness of trend and immune molecules of biological materials
Chen Shang-wen
【Abstract】Fast-growing eucalyptus trees on the Eucalyptus gall wasp(Leptocybe invasa Fisher & LaSalle) and other insect pests becoming tender of the immune response was the red dot appears, rash, red or rust, sucking traces branch pseudo-stem gall, leaf gall tumor; the branches appear gall tumors, the eucalyptus immunity collapse leaves appear yellow. Biological substances immune molecules of Eucalyptus were 1.8-cineole, polyphenol oxidase, peroxidase, catalase; rich phellandrene of eucalyptus oil, vetiver alcohol, fertilizer.
【Key words】Fast-growing eucalyptus;Leptocybe invasa Fisher & LaSalle;Immune response;Immune molecules of biological material;Fertilizer
1. 植物免疫的研究状况
植物具有和动物类似的先天免疫系统。该系统可在未受特定病原微生物诱导的情况下,对病原侵染发生快速的防卫反应。进一步理解植物免疫系统的复杂机制对防治病虫害非常重要。2009年5月6日至7日,以植物先天免疫机制为主题的第349次香山科学会议学术讨论会在北京成功召开,与会专家指出,植物先天免疫仍是一个刚刚开创的领域,由于有很多重要的科学问题尚未阐明,严重制约了抗病性的转基因育种。因此,以模式植物水稻和拟南芥为研究对象,开展有关植物先天免疫分子机制的研究,可以显著增强我国农业科学自主创新的能力。
2010年8月19日.德国亥姆霍茨慕尼黑中心研究人员发现一氧化氮作为信使物质激活植物先天性免疫系统的机制,已发现植物先天免疫系统由两个主要的免疫反应组成,即病原相关分子模式激发的免疫反应(PTI)和效应蛋白激发的免疫反应(ETI)。北京生命科学研究所的周俭民认为,PTI的存在是植物能抵御绝大部分病原微生物的重要原因,由于其具有广谱持久的特点,在农林业生产中有着不可忽视的应用前景。此外,植物小RNA途径则通过RNA沉默方式,参与了对病毒和细菌等病原的抗性反应。
2. 速生桉对桉树枝瘿姬小蜂等趋嫩性害虫的免疫反应
在20世纪70年代,中国小面积的柠檬桉、窿缘桉等对病虫害有较好的免疫能力,20世纪90年代后速生桉在广西、广东等南方地区大面积扩种后,逐步丧失了对病虫害的免疫能力,病虫害种类从10多种上升到400多种。在2007年后,趋嫩性害虫上升为主要害虫,在桉树枝瘿姬小蜂Leptocybe invasa Fisher & LaSalle等的攻击下不同速生桉品系表现出不同的免疫反应。
感虫桉树DH201-2第1代林的嫩叶、枝被桉树枝瘿姬小蜂侵袭攻击后在叶缘、叶中脉、叶柄及枝条、干上的免疫反应除出现红点、红斑,发红,在免疫力降低后出现明显的虫瘿,依次是出现刺吸痕迹瘿、叶中脉瘿、叶柄瘿及枝瘿,而老叶并不发红。在DH201-2第2代林中,除出现叶中脉瘿、叶柄瘿外,枝瘿、干瘿的出现明显。在高种群密度下(200头/株)DH201-2的免疫力崩溃,陆续出现黄叶和枯叶,最后枯死。
而抗虫桉树广林9号等的嫩叶、枝被桉树枝瘿姬小蜂、桉木虱、黑蓟马、叉线拟隐脉叶蝉等趋嫩性害虫侵袭攻击后在老叶及枝条上的免疫反应是出现红点、红斑,发红或出现锈斑,刺吸痕迹、柄枝伪虫瘿、叶面瘿瘤;免疫反应是不产生明显的虫瘿。
但抗虫桉树广林9号被桉树枝瘿姬小蜂、桉木虱等趋嫩性害虫反复侵袭攻击后, 在种群密度低的情况下(4头/株),其桉树的免疫反应是牺牲主干向上的生长,萌发大量丛生枝叶,在种群密度增加的压力下(7~10头/株),其桉树的免疫力下降,开始在叶柄出现瘿瘤, 在11~500头/株种群密度加大下,在叶脉出现瘿瘤, 在50~200头/株种群密度剧增下,在枝干出现瘿瘤,桉树的免疫力开始崩溃,出现黄叶和枯叶。
3. 桉树的免疫分子生物物质及其在生产实际中的应用
在原产地澳大利亚,桉树的生长一是会遇到专吃桉树叶子的昆虫,二是抑制桉树生长的真菌。正是这样两种天敌减缓了桉树的生长速度,增强了桉树的免疫
力,优化了桉树的组织肌体,使得其慢慢成长,贮存能量,成为坚硬的木材。
工业桉油主要以胡椒酮和a-水芹烯为主要成份。目前,富含水芹烯的桉叶油被用作生产廉价的杀菌剂和工业液体皂的散香剂,另外1.8-桉叶油素可以抑制或杀死马尾松毛虫,因此桉油可能是桉树的免疫分子生物化学物质。
桉树的免疫物质可能是次生物质多酚氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶,在2009年李诺等的研究中发现桉树枝瘿姬小蜂侵袭攻击后,抗虫桉树广林9号的过氧化氢酶的活力增加,这和马尾松毛虫危害马尾松诱导导过氧化氢酶活力增加类似。香根草醇可以诱导刺激植物产生抑制害虫物质,激活植物免疫系统,2008年8月在广西靖西县广林9号使用后,在2009年2月有效控制桉树枝瘿姬小蜂的危害。
4. 桉树对虫害的免疫与化学肥料的关系
肥料能够降低或提高植物免疫能力,如富安牌系列螯合专用肥料除含氮、磷、钾等大量营养元素外还富含氨基酸、腐植酸、钙、硫、锌、铁、硼等二十多种作物必需的“品质元素”,起到了调节土壤平衡营养的作用,是一种新型高效绿色全营养肥。改善作物生态环境、抑制土壤病虫害、抗重茬。能有效的抑制害虫卵的孵化及有害菌的滋生,对抑制作物根腐病、枯黄植萎病及多种土壤病虫害,效果显著,杜绝重茬病的发生,有效的降解毒素、化学药物和重金属残留。能抗病抗灾,提高桉树自身的免疫力,能很好的预防桉树常发病。施用含钾、腐植酸等桉树专用肥料也可以减轻桉树枝瘿姬小蜂等趋嫩性害虫的危害。但施用含氮高的肥料可使桉树丧失对食叶害虫的免疫力,诱发如小用克尺蛾、油桐尺蛾等蛾类害虫的危害。
5. 讨论
植物免疫是植物生理、植物生物化学学科发展中的新领域,和微生物、分子生物学,分子昆虫学等有紧密关系,研究速生桉对桉树枝瘿姬小蜂等趋嫩性害虫的免疫反应,对于区别桉树生理病害与虫害,开辟新的无公害虫害控制手段有较好作用。
在桉树生产中,由于趋嫩性害虫形体小不易发现,往往把速生桉对桉树枝瘿姬小蜂等趋嫩性害虫的免疫反应认为是桉树生理病害,两者应该有主要的联系,但有很多重要的科学机制尚未阐明,需要实验数据去验证。
参考文献
[1] 袁秀云, 谢慧玲. 植物免疫及其机制.生物学教学, 2004, 9
[2] 周中正 ,杨光富. 植物免疫反应与化学诱导抗病剂.湖北省植物病理学会2002年学术年会论文集 ,2002-12-01
[3] 蒋士君.激活植物免疫促进生长阻隔昆虫传毒的功能性保健药肥[专利]. 河南农业大学 ,2008
收稿日期:2010-09-12