缩节胺调控棉花防御棉蚜的生化机制研究

The chemical regulation has been a critical technology in cotton cultivate system, so that the biochemical mechanism of cotton regulated by dimethyl peperdinium chloride(DPC) against aphis gossypii will be studied by the system of DPC-cotton-aphis gossypii. Effect of population of aphis gossypii treated by different frequencies and doses application of DPC will be researched by measuring physiological metabolism, detoxifying enzymes activity, feeding behavior, growth and development, population fecundity and wing dimorphism of aphis gossypii. The induced resistance of cotton treated by DPC against aphids will be analysised by observing leaf tissue structure,and determining nutritious substances accumulation, defensive enzymes activity and the content of secondary substances in cotton leaves in the whole process of chemical regulation by DPC. The mechanism of population variation of aphis gossypii under the combined effect of DPC stress and inducing resistance of cotton would be explored by the physiological metabolism, detoxification enzyme activity, growth and development, population fecundity and wing dimorphism of aphis gossypii after feeding cotton treated by DPC, and the change of leaf tissue structure, nutritious substances, secondary substances and resistance enzymes of cotton fed by aphis gossypii. This study will provide the certain theory and the production practical guidance for aphis gossypii integrated control, delaying the development of insect pests resistance and environmental pollution.

化学调控是棉花栽培的关键技术，本课题以缩节胺-棉花-棉蚜构成的系统为对象，研究缩节胺调控棉花防御棉蚜的生化机制。通过棉蚜生理代谢、解毒酶活性、取食行为、生长发育、种群繁殖力、翅型分化的测定，研究缩节胺对棉蚜种群的影响。在棉花全程化学调控过程中，观察棉花的组织结构，测定缩节胺调控的棉花叶片营养物质积累、防御相关酶活性、次生物质含量，分析缩节胺对棉株抗蚜物质产生的诱导效应。通过棉蚜取食缩节胺处理的棉花后生理代谢、解毒酶活性、生长发育、种群繁殖力、翅型分化的变化，以及棉蚜取食对棉花组织结构、营养物质、次生物质、抗性酶系的影响，探索棉蚜在缩节胺胁迫和诱导棉花抗性联合作用下种群变化的机制，旨在为蚜虫综合防治、延缓害虫抗药性发展及环境污染等提供理论基础和生产实践指导。

化学调控是棉花栽培的关键技术，本项目以缩节胺-棉花-棉蚜构成的系统为对象，通过缩节胺对棉蚜体内能源物质及消化酶的影响，饥饿胁迫对有翅与无翅棉蚜物质能量差异性，不同取食温度下有翅与无翅棉蚜生理代谢差异性，外源保幼激素和蜕皮激素对棉蚜种群消长动态及翅型分化的影响，探索了缩节胺对棉蚜种群的影响。当缩节胺喷施棉花后，取食缩节胺处理棉花的棉蚜体内三油酸甘油酯含量均比对照组低，且处理初期随缩节胺浓度增大，甘油酯含量逐渐下降；总糖、游离氨基酸及蛋白质含量均比对照组高，游离氨基酸含量变化趋势与蛋白质含量变化趋势相似，随时间延长，整体变化趋势为‘W’型；不同缩节胺浓度对棉蚜体内淀粉酶、蔗糖酶、海藻糖酶活性有一定的影响，但整体影响并不显著。缩节胺对棉蚜没有触杀作用。在处理后的同一时间内,随着缩节胺浓度梯度的升高,对棉蚜的忌避作用增强，棉蚜成虫的寿命和生殖能力随着时间的增长逐渐减少，说明缩节胺对棉蚜种群有较好的抑制作用。通过测定大田和室内条件下，不同缩节胺浓度处理花铃期棉花后的棉蚜解毒酶活性，随缩节胺浓度升高，谷胱甘肽硫转移酶比活力增加，羧酸酯酶、乙酰胆碱酯酶比活力降低，且随时间延长，各解毒酶比活力均降低。缩节胺对棉蚜起到一定的毒害作用，而过量的缩节胺浓度则会诱导棉蚜抗药性产生。通过测定缩节胺处理后的棉花槲皮素、黄酮、单宁次生物质、叶绿素含量和MDA含量等生理指标，说明缩节胺施用后，可以增强棉花的防御能力，增加棉花抗虫性，提高棉花叶片的光合作用。研究了缩节胺调节棉花对棉蚜酶系活性的影响。缩节胺通过参与棉花的生理代谢过程，诱导棉花增加次生代谢物的合成和积累，从而引起棉蚜保护酶和解毒酶活性的变化。棉蚜的存在增强了棉花的自我防御反应，而缩节胺的处理放大了棉花的这种防御反应。研究了不同棉蚜种群对不同时期的棉花（两片真叶期、花铃期）叶片中生理指标的影响。少量棉蚜取食植物汁液后,可以降低SOD、POD和CAT活性，但是棉蚜达到一定数目时,可以提高SOD、POD和CAT活性。由此可见，合理使用缩节胺可以增强棉花抗性，为蚜虫综合防治提供理论基础和生产实践指导。