小麦籽粒次生物质对麦红吸浆虫幼虫解毒酶活性及基因表达的影响

【目的】明确小麦灌浆期籽粒次生物质含量与麦红吸浆虫(Sitodiplosis mosellena)幼虫谷胱甘肽转移酶(glutathione S-transferase,GST)、羧酸酯酶(carboxylesterase,CarE)和细胞色素P450酶系(cytochrome P450,CYP450)活性及相关基因表达的关系,探讨次生物质在小麦对麦红吸浆虫抗性中的作用及麦红吸浆虫的解毒代谢机制。【方法】2016年5月采用剥穗调查法对陕西省周至县试验田种植的4个抗虫和4个感虫小麦品种(系)进行麦红吸浆虫幼虫危害调查,并收集各品种(系)灌浆期籽粒及取食各品种(系)灌浆期籽粒的麦红吸浆虫幼虫;采用比色皿法、香草醛法、Folin-Ciocalteu法和亚硝酸钠-硝酸铝显色法分别测定收集的小麦籽粒阿魏酸、单宁、总酚和总黄酮含量,酶联免疫吸附法和qPCR方法分别检测收集的麦红吸浆虫幼虫GST、CarE和CYP450活性及其编码基因GST1、CarE2和CYP6A1 mRNA表达水平,分析次生物质含量与小麦对麦红吸浆虫抗性以及麦红吸浆虫解毒酶活性和基因表达的相关性。【结果】不同小麦品种(系)灌浆期籽粒阿魏酸、单宁、总酚和总黄酮含量差异明显,其中阿魏酸和单宁含量以抗虫品种科农1006最高,总酚含量以抗虫品种晋麦47最高,总黄酮含量以感虫品种西农88最高;取食不同品种(系)小麦的吸浆虫幼虫GST、CarE和CYP450活性及GST1、CarE2和CYP6A1表达水平差异亦明显,GST和CarE活性分别以取食抗虫品种科农1006和陕麦139的最高,CYP450活性以取食感虫品种小偃6号的最高;GST1和CarE2表达水平在取食抗虫品种的幼虫中均高于取食感虫品种,CYP6A1表达水平在取食抗、感性品种的幼虫中表现无规律。相关分析表明,小麦籽粒阿魏酸含量与穗被害率、粒被害率、单穗虫口和估计损失4个小麦对吸浆虫的抗性指标均呈显著负相关(P0.05),单宁、总酚和总黄酮含量与4个指标相关性不显著。取食不同品种(系)小麦的吸浆虫幼虫GST和CarE活性与小麦籽粒阿魏酸含量呈显著正相关,CYP450活性与单宁含量呈显著负相关(P0.05),总酚和总黄酮含量与3种解毒酶活性相关性不显著;GST1和CarE2表达水平分别与其GST和CarE活性呈显著正相关(P0.05),但CYP6A1表达水平与CYP450活性相关性不显著。【结论】阿魏酸是小麦抗麦红吸浆虫的主要次生物质,能够诱导麦红吸浆虫幼虫GST、CarE活性和相关基因的表达,它们共同作用参与麦红吸浆虫对小麦次生物质的代谢和适应。     

小麦籽粒次生物质对麦红吸浆虫幼虫解毒酶活性及基因表达的影响

【目的】明确小麦灌浆期籽粒次生物质含量与麦红吸浆虫（Sitodiplosis mosellena）幼虫谷胱甘肽转移酶（glutathione S-transferase,GST）、羧酸酯酶（carboxylesterase,CarE）和细胞色素P450 酶系（cytochrome P450,CYP450）活性及相关基因表达的关系,探讨次生物质在小麦对麦红吸浆虫抗性中的作用及麦红吸浆虫的解毒代谢机制。【方法】2016年5月采用剥穗调查法对陕西省周至县试验田种植的4个抗虫和4个感虫小麦品种（系）进行麦红吸浆虫幼虫危害调查,并收集各品种（系）灌浆期籽粒及取食各品种（系）灌浆期籽粒的麦红吸浆虫幼虫;采用比色皿法、香草醛法、Folin-Ciocalteu法和亚硝酸钠-硝酸铝显色法分别测定收集的小麦籽粒阿魏酸、单宁、总酚和总黄酮含量,酶联免疫吸附法和qPCR方法分别检测收集的麦红吸浆虫幼虫GST、CarE和CYP450活性及其编码基因GST1、CarE2和CYP6A1 mRNA表达水平,分析次生物质含量与小麦对麦红吸浆虫抗性以及麦红吸浆虫解毒酶活性和基因表达的相关性。【结果】不同小麦品种（系）灌浆期籽粒阿魏酸、单宁、总酚和总黄酮含量差异明显,其中阿魏酸和单宁含量以抗虫品种科农1006最高,总酚含量以抗虫品种晋麦47最高,总黄酮含量以感虫品种西农88最高;取食不同品种（系）小麦的吸浆虫幼虫GST、CarE和CYP450活性及GST1、CarE2和CYP6A1表达水平差异亦明显,GST和CarE活性分别以取食抗虫品种科农1006和陕麦139的最高,CYP450活性以取食感虫品种小偃6号的最高;GST1和CarE2表达水平在取食抗虫品种的幼虫中均高于取食感虫品种,CYP6A1表达水平在取食抗、感性品种的幼虫中表现无规律。相关分析表明,小麦籽粒阿魏酸含量与穗被害率、粒被害率、单穗虫口和估计损失4个小麦对吸浆虫的抗性指标均呈显著负相关（P<0.05）,单宁、总酚和总黄酮含量与4个指标相关性不显著。取食不同品种（系）小麦的吸浆虫幼虫GST和CarE活性与小麦籽粒阿魏酸含量呈显著正相关,CYP450活性与单宁含量呈显著负相关（P<0.05）,总酚和总黄酮含量与3种解毒酶活性相关性不显著;GST1和CarE2表达水平分别与其GST和CarE活性呈显著正相关（P<0.05）,但CYP6A1表达水平与CYP450活性相关性不显著。【结论】阿魏酸是小麦抗麦红吸浆虫的主要次生物质,能够诱导麦红吸浆虫幼虫GST、CarE活性和相关基因的表达,它们共同作用参与麦红吸浆虫对小麦次生物质的代谢和适应。     

毛白杨无性系树皮有机物质含量与抗性关系的研究

对抗虫、感虫毛白杨无性系树皮内含物进行了比较分析 .结果表明 ,毛白杨树皮内含有 17种氨基酸 蛋氨酸 ,异亮氨酸 ,酪氨酸 ,精氨酸含量 ,抗虫高于感虫无性系 ,丙氨酸 ,脯氨酸含量 ,抗虫无性系低于感虫无性系 ;总糖含量低者抗虫 ,反之感虫 ;还原糖 ,可溶性总糖 ,蛋白质 ,总酚等含量与抗性没有明显的相关性 ;单宁含量高 ,还原糖 /单宁值以及可溶性糖 /单宁值低时 ,抗虫 ,反之感虫     

小麦抗感白粉病品种游离氨基酸含量的比较分析

测定7个小麦抗感白粉病品种苗期、11个品种成株期叶片的游离氨基酸含量。结果表明,苗期抗病品种叶片各游离氨基酸中,缬氨酸、苯丙氨酸、组氨酸和精氨酸平均含量明显高于感病品种,与病情指数呈明显负相关,而其它12种游离氨基酸平均含量抗感品种间无明显差异。成株期倒2叶游离氨基酸中,缬氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸、色氨酸、精氨酸及总游离氨基酸含量,均显著低于感病品种,且与病情指数呈明显正相关。各游离氨基酸平均含量苗期和成株期抗感品种间差异均不一致。     

毛白杨无性系树皮有机物含量与抗性关系的研究

对抗虫、感虫毛白杨无性系树皮内含物进行了比较分析，结果表明，毛白杨树皮内含有17种氨基酸，蛋氨酸，异亮氨酸，酷氨酸，精氨酸含量，抗虫高于感虫无性系，丙氨酸、脯氨酸含量，抗虫无性系低于感虫无性系；总糖含量低者抗虫，反之感虫；还原糖，可溶性总糖，蛋白质，总酚等含量与抗性没有明显的相关性；单宁含量高，还原糖/单宁值以及可溶性糖/单宁值低时，抗虫，反之感虫。     

小麦品种抗麦红吸浆虫鉴定及抗性评价

2004—2006年利用一套较完整的田间抗性鉴定方法,对425份生产推广品种(审定品种)、优质麦、区试品种及品种资源进行了抗麦红吸浆虫鉴定。结果表明,不同小麦品种(系)对麦红吸浆虫的抗性差异显著,抗性较好的品种(系)有56份,其中高抗占13.18%、中抗占12.71%、低抗占23.29%、感虫占20.47%、高感占30.35%。在近年已审定品种中,石7221、良星99、1457、衡71-3、中麦9、石新822、石家庄11号7个品种对麦红吸浆虫均表现出较稳定的抗性。鉴定出对麦红吸浆虫抗性较好的新品系18份,没有鉴定出对麦红吸浆虫抗性较好的优质麦品种,其鉴定结果为生产和育种部门利用抗虫品种提供了科学依据。     

不同桃树品种游离氨基酸含量与抗桃一点斑叶蝉的关系

分析了不同桃树叶片游离氨基酸含量与桃树品种对桃一点斑叶蝉（Empoascanara sudra Distant）的抗性关系。油桃品种的百叶虫数和每梢卵量均显著高于白桃品种,表明油桃品种的抗虫性低于白桃品种。在桃叶中检测到17种游离氨基酸,油桃品种的游离氨基酸含量显著高于白桃品种,其中,游离氨基酸总量、天门冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸、酪氨酸、精氨酸、丙氨酸与桃树对桃一点斑叶蝉的抗性呈负相关关系。     

蚕豆种皮的发育生物学 Ⅰ.种皮干物质和单宁的动态变化

研究了6个种皮单宁含量不同的蚕豆品种,发现高、低单宁品种间,在籽粒发育过程中种皮干物质和单宁含量的变化有明显的差异。这个发育过程可分为合成期和分解期。依据品种在单宁合成期和分解期变化的差异,可将蚕豆品种分为四种类型,其中种皮单宁缓慢合成快速分解型是低单宁品种。发育过程中,种皮单宁含量与种皮干物质量呈显著正相关。     

鸟害与高粱性状间相关性分析

对105份高粱种质进行了田间鸟害调查以及鸟害与高粱性状间的相关性研究。结果表明,中紧穗型、籽粒单宁含量低、生育期短的品种穗部受害严重;中散和散穗型、籽粒深色的高单宁含量材料以及生育期长的材料受害较轻;芒长、颖壳包被度等性状与鸟害间有一定的关系,长芒及籽粒颖壳包被度大在一定程度上可以减轻鸟害。不同类型品种的受害情况不同,我国地方品种和育成品种受害比例较低,说明地方品种在长期种植的过程中,自然选择和高粱抗鸟害育种中的人工选择起了一定作用;而国外品种白籽粒材料较多,单宁含量相对少,受鸟害比例较高。     

小麦品种对人工接种吸浆虫的抗性反应

麦红吸浆虫严重影响小麦产量和品质,不同抗性小麦品种对虫害反应的差异显著。为了解不同小麦品种对人工接种下虫害反应的差异,本研究以高抗和高感吸浆虫小麦品种为材料,用吸浆虫幼虫存活率为指标,比较了不同抗性小麦品种对人工接种虫卵、初期幼虫和中龄幼虫的反应。结果表明:吸浆虫被人工接种至不同小麦品种穗部时,能够以不同比率存活下来,但感虫小麦品种中的幼虫存活率较高;当以不同虫龄(卵)进行接种时,以直接接虫卵的效果较好,该方法能够较准确地鉴定小麦不同品种对吸浆虫的抗性。     

小麦品种抗赤霉病与抗(耐)赤霉菌毒素关系的研究

以赤霉菌毒素对不同小麦品种的胚根、胚芽的生长抑制率和胚根细胞膜的损伤度为指标,研究了小麦品种抗赤霉颊与抗赤霉菌毒素能力之间的关系。结果表明,抗病品种抗（耐）毒素能力强,感病品种抗（耐）毒素能力强,中抗、中感品种的抗（耐）毒素能力居中,表现小麦品种的抗病性和抗（耐）毒素能力之间呈明显的正相关性。这一结果在小麦品种的抗赤霉病性鉴定方面具有良好的应用前景。     

水稻植株游离氨基酸含量与抗稻瘿蚊关系研究初报

为探索水稻植株游离氨基酸含量与抗稻瘿蚊的关系,测定了12个抗感稻瘿蚊水稻品种3叶期稻茎内游离氨基酸的主要种类及含量,并应用主成分分析法分析了影响水稻品种抗蚊性的主要氨基酸种类。结果表明,所测试品种稻茎内共有16种氨基酸,各品种游离氨基酸的含量不同;除品种570011外,其他参试品种的苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、丙氨酸含量较高,甘氨酸和蛋氨酸含量较低;甘氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、谷氨酸、脯氨酸、苏氨酸、蛋氨酸与水稻品种抗稻瘿蚊的关系比较密切,是影响水稻品种抗蚊性的主要氨基酸种类。     

小麦品种对赤霉病的抗性

小麦品种对赤霉病的抗性主要表现在抗病害扩展,而不是抗病菌侵入。抗病品种的特点是病害自侵染点向邻近小穗扩展速度慢,穗轴受害轻或不受害,病小穗数少;在感病品种上,病害扩展速度快,可导致全穗枯萎。不同抗性品种对真菌毒素的敏感程度不一,抗病品种耐毒力强,细胞膜损伤程度轻,胞内电解质外漏量少;这种电解质外漏量间的差异,可采用电导仪测定组织侵出液的电导率而加以确定。     

水稻品种对水稻细菌性条斑病抗性鉴定和抗性机制的研究

在室内选用致病力强的水稻细菌性条斑病菌株S_2对550个水稻品种进行了三次苗期的抗性鉴定,供试品种对细菌性条斑病的抗性存在明显的差异。抗性机制初步研究结果,发现供试抗病品种健叶内过氧化物酶活性、酚类化合物和可溶性糖含量均高于感病品种,而感病品种的游离氨基酸含量却高于抗病品种:接种后3天和6天测定抗病品种的酚类化合物和可溶性糖含量下降,感病品种却有所上升;无论抗、感病品种其过氧化物酶活性均上升;感病品种的游离氨基酸下降,而抗病品种到后期才稍有下降。高抗品种杜勒的气孔孔隙比其它所有供试品种都小,但各品种的叶片气孔密度与抗性无明显关系。     

小麦体内次生物质对麦蚜的抗性作用研究

 采用蚜量比值法评价了 7个小麦品种 (系 )对麦长管蚜的抗性 ,并用紫外分光光度法测定了各品种 (系 )旗叶和穗部总酚和吲哚生物碱含量 ,并通过酶标仪法测定了来自不同抗级小麦穗部麦长管蚜体内的羧酸酯酶活性的差异 ,以此研究小麦体内次生物质含量的差异及其抗麦长管蚜的关系和抗性生化机制。结果表明 ,旗叶和穗部总酚和吲哚生物碱含量不同 ,表现出对麦长管蚜种群影响的差异。穗部吲哚生物碱含量与麦长管蚜蚜量比值之间呈极显著的负相关 ,相关指数R =- 0 .9896。而旗叶吲哚生物碱、旗叶总酚和穗部总酚含量与麦长管蚜蚜量比值的相关系数分别为 - 0 .6 82 6、- 0 .4 2 0 8和 - 0 .5 6 2 3,相关性均不显著。取食不同抗蚜品种 (系 )穗部的蚜虫羧酸酯酶活性与穗部吲哚生物碱含量呈显著相关性 (R =0 .96 4 6 ) ,而与穗部总酚含量相关性不显著 (R =0 .4 95 3)。与总酚含量相比 ,小麦穗部吲哚生物碱含量高低与小麦对麦长管蚜抗性关系更密切。     

小麦赤霉病抗源品种筛选研究

不同品种对病害的感柒程度有显著差异,其差异的程度与病害流行的程度有关,一般是中度流行年较大流行年差异更明显。从1974～1980年在小麦品种圃中,筛选出三年以上均表现中抗以上的品种23个,其中表现抗病的品种5个、抗到中抗的16个、中抗的2个。并应用其中的一些抗源品种,育成一批经全国联合鉴定抗性较强而稳定、丰产性比抗源品种有显著改善的新品系。经品种圃鉴定和各地调查表明,现有比较抗病的品种一般均不抗侵入,但抗扩展的能力却十分明显。根据抗性鉴定材料的统计分析结果,品种抗性与品种类型、株高和花药残留量在某种程度上有一定的联系,但与花药颜色和小穗密度无关。     

水稻品种游离氨基酸含量与抗褐稻虱的关系

本研究测定了4个水稻品种在三个秧龄期对褐稻虱的抗性及其游离氨基酸含量。结果表明,感虫品种TN1叶鞘的主要游离氨基酸含量和氨基酸总量均高于抗虫品种7105,中抗品种的含量一般居中。分析各品种不同秧龄期的氨基酸含量与品种受害级别、飞虱排泄蜜露量、产卵量和存活率的相关性,苯丙氨酸、缬氨酸、谷氨酸、异亮氮酸与上述四项指标呈显著正相关;天门冬酰胺、亮氨酸、天门冬氨酸以及各种氨基酸的总量与其中三项指标呈显著正相关;另外还有七种氨基酸与其中1～2项指标呈显著正相关,此外,腊膜取食试验表明,天门冬酰胺、缬氨酸、丝氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸对褐稻虱的取食均有不同程度的刺激作用。     

水稻氨基酸含量的品种间差异及与遗传密码数的关系

分析了同一环境条件下,正季收获的59个早籼品种(组合)糙米的17种氨基酸含量和蛋白质含量,结果表明:糙米中8种必需氨基酸与9种非必需氨基酸的绝对含量与相对含量,品种(组合)间存在明显差异;各品种氨基酸的绝对含量都与其蛋白质含量呈正相关;各氨基酸绝对含量的品种间变幅与变异系数均大于其相对含量的变幅与变异系数;糙米蛋白质质量也存在明显的品种间差异,赖氨酸是水稻的第一限制性氨基酸,少数水稻品种缺乏苏氨酸、胱氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸等氨基酸;水稻蛋白质中各种氨基酸相对含量和平均值与其对应的遗传密码数达到显著水平的正相关。     

小麦抗赤霉病性与产量性状的相关分析

对1975、1976、1979和1984年小麦品种资源进行了抗赤霉病性与产量性状的简单相关分析,并对1984、1985年小麦中抗—抗赤霉病品种(系)进行了表型相关、遗传相关和环境相关分析。小麦抗赤霉病性与株高、每穗粒数、穗中部最大小穗粒数表现正相关;与穗长关系不密切;与每穗小穗数和单株有效穗数没有相关;与小穗密度及千粒重的相关性较复杂,表现为正相关或负相关。小麦抗赤霉病新品种(系)的丰产性状已有改进,植株高度明显降低,每穗粒数和千粒重有所提高。