中国梨喀木虱在不同品种梨上的适合度研究

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中国梨喀木虱(Cacopsylla chinensis Yang et Li)(Hemiptera:Psyllidae)是我国梨园中一种重要害虫,严重影响梨果的品质和产量。本文以不同品种梨上中国梨喀木虱发生程度有别为出发点,就中国梨喀木虱对白梨品种(酥梨和红香酥)和西洋梨品种(绿巴和红巴)的适合度差异及相关影响因子进行了研究:通过中国梨喀木虱在寄主上的种群密度、为害指数、选择和产卵偏好、适生性等指标,对不同品种梨抗虫水平进行分级,筛选、确定供试品种;通过供试品种上中国梨喀木虱种群两性生命表的组建和分析,对其寄主适合度予以评价;采用动态顶空吸附法和气-质联用方法收集和鉴定了不同品种梨叶片挥发物;采用熏蒸法和嗅觉仪对相关物质的生物活性进行了测定,并开展了驱避效果试验;利用高效液相色谱-质谱联用技术对不同品种梨叶片代谢物进行了鉴定,筛选出了差异代谢物和差异代谢途径;证实了中国梨喀木虱对绿巴和红巴适合度较差,并初步确定了梨叶片挥发物中的萜类物质为其重要影响因子。主要结果如下:(1)中国梨喀木虱在不同品种梨上的适合度表现:通过对50个品种梨上中国梨喀木虱种群调查,依据感虫指数筛选出两个敏感品种酥梨、红香酥和两个抗性品种绿巴、红巴作为供试品种;酥梨和红香酥上中国梨喀木虱种群数量、成虫寄居和产卵量、取食指数均大于绿巴和红巴,且差异显著;在选择条件下,夏型成虫在不同品种梨枝条上单枝产卵量(卵/枝)为红香酥(187.25)>酥梨(170.75)>绿巴(38.25)>红巴(15.25);若虫取食指数酥梨(1.78)>红香酥(1.75)>绿巴(0.95)>红巴(0.89)。结果表明,中国梨喀木虱对酥梨和红香酥有产卵和取食偏好,对绿巴和红巴表现出忌避性。(2)中国梨喀木虱在4种梨树上生命参数分析:与在酥梨和红香酥上相比,中国梨喀木虱在绿巴和红巴上成虫(雌/雄)前期和总产卵前期均较长,而产卵期均较短,成虫前存活率及繁殖力均较低,且差异均显著;其中总产卵前期:绿巴(45.20 d)>红巴(42.25 d)>红香酥(36.22 d)>酥梨(35.06 d);繁殖力(卵/雌):红香酥(70.78)>酥梨(64.50)>绿巴(30.90)>红巴(25.75)。中国梨喀木虱在绿巴和红巴上种群增长受限,其上中国梨喀木虱的内禀增长率,周限增长率和净增值率均显著低于酥梨和红香酥,其中内禀增长率:红香酥(0.0393 d-1)>酥梨(0.0367 d-1)>绿巴(0.0086 d-1)>红巴(0.0034 d-1)。上述结果说明在西洋梨两品种(绿巴和红巴)寄主上中国梨喀木虱生长发育迟缓,种群增长速率低,中国梨喀木虱对绿巴和红巴适合度较差。(3)不同品种梨叶片挥发物收集、鉴定和生物测定及田间试验:酥梨、红香酥、绿巴和红巴4个品种梨中共鉴定出58种挥发性成分,其中在两个西洋梨品种(绿巴和红巴)中存在的特有挥发性物质为邻苯二甲酸-1-丁酯-2-异丁酯、2-莰酮和α-蒎烯;用2m L/L的α-蒎烯熏蒸中国梨喀木虱成虫12 h、24 h和36 h后,其死亡率分别为18.75%、50.00%和100%,而10 m L/L的α-蒎烯在处理12h后死亡率达到100%;768 mg/L的2-莰酮在处理12 h、24 h和36 h后,成虫死亡率分别为28.41%、68.86%和100%。成虫对12 mg/L-192 mg/L的2-莰酮有显著的负趋性反应,而对α-蒎烯未表现明显的趋性反应。19.2 mg/kg的2-莰酮连续喷雾3 d和7 d后植株上成虫数量为6.25头/株和3.75头/株,均少于对照植株13.25头/株和9.50头/株。结果发现,α-蒎烯、2-莰酮对中国梨喀木虱成虫均有杀灭作用,死亡率与熏蒸时间和浓度有关,且2-莰酮对成虫有驱避性。(4)不同品种梨叶片代谢物的鉴定、分析和差异代谢途径筛选:在酥梨、红香酥、绿巴和红巴4个品种梨间共鉴定出111种差异代谢物,在白梨品种(酥梨和红香酥)和西洋梨品种(绿巴和红巴)间相对含量均存在差异的代谢物有68种,其中有8种黄酮类物质相对含量在西洋梨品种(绿巴和红巴)中比在白梨品种(酥梨和红香酥)中显著较高(槲皮苷和Biorobin含量高100多倍),4种黄酮类物质显著较低(山奈酚-7-奈山梨苷和Genistin含量低至1/100以下);4个品种梨间的差异代谢物共注释到18个代谢途径,富集分析筛选出白梨品种(酥梨和红香酥)和西洋梨品种(绿巴和红巴)间有显著差异的代谢通路共9个,其中黄酮和黄酮醇生物合成及类黄酮生物合成途径是差异最为显著的两个。(5)不同品种梨影响中国梨喀木虱适合度的内在因子:中国梨喀木虱适合度较差的西洋梨品种(绿巴和红巴)叶片中存在的萜类挥发性物质对成虫不仅有驱避作用,而且对其有杀灭活性。因此,挥发性萜类物质对中国梨喀木虱寄主选择有重要影响,可以利用该类物质为中国梨喀木虱绿色防控提供新途径。
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