松果梢斑螟对虫害诱导防御的抑制作用研究

虫害诱导负防御引诱的另一种害虫，如何适应和克服竞争者的存在和诱导的直接防御，迄今尚未有研究报道。其科学意义涉及到转基因抗虫植物、诱抗剂应用引起潜在害虫危害等问题。有研究发现，有些鳞翅目幼虫利用其下唇腺葡萄糖氧化酶（GOX）抑制植物的防御。我们研究发现，油松球果小卷蛾幼虫危害，诱导油松球果蛋白酶抑制剂、多酚氧化酶活性和松脂酸等直接防御物质增加；我们预试验也检测到梢斑螟幼虫有很强的GOX活性。所以，本申请通过研究松果梢斑螟幼虫GOX对虫害球果或组织直接防御的抑制作用，探讨梢斑螟幼虫对虫害寄主的适应机制。利用紫外分光光度计检测幼虫GOX活性；用生物化学计量方法，研究虫害组织对幼虫生长发育的影响；用微提取和GC-MS分析，研究梢斑螟幼虫下唇腺GOX对虫害诱导松脂酸的抑制作用。本申请研究，对于完善诱导负防御概念，探讨诱导防御实践中的潜在问题，都有重要意义。

虫害诱导负防御引诱的另一种害虫，如何适应和克服竞争者的存在和诱导的直接防御，具有重要的科学意义，这涉及到转基因抗虫植物、诱抗剂应用引起潜在害虫危害等问题。松果梢斑螟(Dioryctria pryeri)是我国油松(Pinus tabuleaformis)球果和枝梢害虫，它对油松球果小卷蛾（Gravitarmata margarotana）先期虫害寄主有趋向作用。采用叔丁基甲基醚浸提—甲酯化和GC-MS检测梢斑螟虫害油松球果和新梢萜类防御物质变化，用分光光度计法检测球果和新梢内各龄期梢斑螟幼虫下唇腺葡萄糖氧化酶（glucose oxidase,GOX）活性。结果发现，双萜松脂酸是油松球果和新梢的主要组成和诱导性防御物质，虫害后球果双萜松脂酸极显著增加，10天后降低到正常水平；而新梢虫害后，松脂酸显著增加，后随新梢基础含量而增加，且第10天后虫害新梢松脂酸显著高于球果。小卷蛾虫害球果、健康球果和新梢等4类取食部位，都是5龄幼虫GOX活性最高，极显著高于4龄和3龄幼虫；且小卷蛾虫害球果中的梢斑螟幼虫GOX活性最高，新梢中幼虫GOX活性最低，球果中幼虫酶活性居中。表明虫害后，萜类防御物质随幼虫GOX活性升高呈现降低的趋势。生物化学计量法研究梢斑螟幼虫RNA和P含量结果显示，同一龄期，取食小卷蛾虫害球果、球果和新梢3类食料间无显著差异，但取食球果的幼虫RNA含量最高，取食新梢的幼虫RNA含量最低。说明梢斑螟幼虫通过提高GOX活性抑制寄主的防御，从而保证在不同寄主部位取食的幼虫生长发育不受影响。本研究阐明了虫害诱导负防御的机制，基本明确了油松球果小卷蛾和松果梢斑螟相互作用的关系。进一步证明，虫害寄主（诱导挥发物）暗示着竞争者和天敌的存在，寄主营养质量的下降，也代表着潜在寄主的存在，说明后来者具有特殊的克服和适应机制。