施鉀對(duì)小麥抗蚜性和葉片胼胝質(zhì)沉積的影響.pdf

1、蚜蟲是小麥生產(chǎn)中的主要害蟲，嚴(yán)重危害小麥產(chǎn)量和品質(zhì)。前期研究發(fā)現(xiàn)，鉀素在提高小麥的抗蚜性方面具有重要作用，但是，關(guān)于施鉀提高小麥抗蚜性的機(jī)理有待于深入研究。
　　本試驗(yàn)采用室內(nèi)水培試驗(yàn)，設(shè)置4個(gè)鉀水平K0.01、K0.1、K2、K10)，待小麥幼苗生長至四葉一心時(shí)，利用刺探電位圖譜(EPG)技術(shù)研究蚜蟲在不同供鉀水平的小麥葉片上的取食行為。同時(shí)，在4個(gè)鉀水平的基礎(chǔ)上，設(shè)置接蚜與不接蚜處理，應(yīng)用植物組織的冰凍切片技術(shù)，觀察蚜蟲侵染前

2、后胼胝質(zhì)在第四葉切片韌皮部中的沉積情況。在此基礎(chǔ)上，選擇K0.01和K2兩個(gè)水平，設(shè)置接蚜與不接蚜處理，研究不同處理小麥葉片內(nèi)與胼胝質(zhì)合成和降解相關(guān)的基因GSL2、GSL10、GSL12和BG以及與JA、ET和SA相關(guān)的基因AOS、EIN2和PAL的表達(dá)的時(shí)序變化，初步揭示供鉀水平對(duì)小麥抗蚜性的影響及其生理機(jī)制，為田間小麥蚜蟲的生態(tài)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果如下:
　　(1)蚜蟲取食EPG波形研究表明:在非刺探階段，蚜蟲在K2和K10

3、水平的小麥葉片上，不僅口針開始刺探葉片的時(shí)間顯著晚于K0.01和K0.1水平，而且蚜蟲在前者上的非刺探時(shí)間總和以及非刺探平均時(shí)間也顯著高于后者;在路徑刺探階段，蚜蟲在K2和K10水平的小麥葉片上C波持續(xù)的時(shí)間更長且遇到的機(jī)械障礙更多;在韌皮部取食階段，在K0.01-K2水平之間，第一次E1波開始時(shí)間點(diǎn)、第一次E2波開始時(shí)間點(diǎn)、E1波持續(xù)時(shí)間占E波總持續(xù)時(shí)間的比例、E1波持續(xù)時(shí)間總和、E1波平均持續(xù)時(shí)間、無E2波跟隨的E1波的時(shí)間等六項(xiàng)指

4、標(biāo)均隨著鉀水平的提高而增加。就前三項(xiàng)指標(biāo)而言，在各鉀水平之間差異不顯著，然而，進(jìn)一步提高鉀水平至K10時(shí)，在K0.01和K10之間出現(xiàn)顯著差異;就后三項(xiàng)指標(biāo)而言，在K0.01和K2之間存在顯著差異，繼續(xù)提高鉀水平時(shí)它們雖然有所增加，但是K2和K10之間差異并不顯著。E2波的時(shí)間總和在K0.01-K2水平之間，隨著鉀水平的提高而減少，但各鉀水平之間差異不顯著，進(jìn)一步提高鉀水平，E2波的時(shí)間總和不僅會(huì)進(jìn)一步減少，而且在K0.01和K10之間

5、差異顯著。在木質(zhì)部取食階段，蚜蟲在K0.01水平的小麥葉片上口針在木質(zhì)部取食波G波的持續(xù)時(shí)間最長，且隨著鉀水平的提高G波的持續(xù)時(shí)間顯著降低。
　　(2)不同供鉀水平下蚜蟲取食誘導(dǎo)韌皮部胼胝質(zhì)的研究表明:無蚜蟲侵染時(shí)，各鉀水平的小麥葉片韌皮部中均有胼胝質(zhì)沉積，但是胼胝質(zhì)的沉積面積和面積占比均較小。當(dāng)用蚜蟲侵染后，與無蚜蟲侵染相比，我們發(fā)現(xiàn)胼胝質(zhì)在韌皮部大量沉積。其中，在K0.01-K2水平間胼胝質(zhì)沉積面積和面積占比均隨著鉀水平的提高

6、而顯著增加。當(dāng)把侵染小麥葉片的蚜蟲移除后，我們發(fā)現(xiàn)K2和K10兩個(gè)水平的小麥葉片中的胼胝質(zhì)在蚜蟲移除后48h即可恢復(fù)到無蚜蟲侵染狀態(tài)小麥胼胝質(zhì)沉積面積，而K0.01和K0.1兩個(gè)水平則在蚜蟲移除后72h時(shí)仍略高于無蚜蟲侵染狀態(tài)小麥胼胝質(zhì)沉積面積。對(duì)四個(gè)與胼胝質(zhì)合成和降解相關(guān)基因的熒光定量分析表明:無蚜蟲侵染時(shí)，GSL2、GSL10、GSL12和BG基因的表達(dá)量都不高，不同鉀水平間也沒有顯著差異。當(dāng)有蚜蟲侵染時(shí)它們的表達(dá)量會(huì)顯著提高，對(duì)于

7、GSL2、GSL10和GSL12基因而言，正常鉀水平的表達(dá)量要高于缺鉀水平，而BG基因則在蚜蟲侵染發(fā)生后48h-72h時(shí)間段內(nèi)正好相反，表現(xiàn)為缺鉀水平的小麥BG基岡表達(dá)量要比正常鉀水平的高。
　　(3)鉀素對(duì)蚜蟲侵染激發(fā)的信號(hào)通路相關(guān)基因的研究表明:相對(duì)于缺鉀水平小麥體內(nèi)AOS、EIN2和PAL基因而言，正常供鉀水平可以顯著提高蚜蟲侵染情況下相關(guān)基因的表達(dá)，且兩個(gè)相鄰時(shí)間點(diǎn)的基因表達(dá)相對(duì)平穩(wěn)。同時(shí)，研究也發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小麥處于缺鉀狀態(tài)下