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1、 毕 业 论 文题目学 院：农学院专 业：植物保护姓 名：学 号：指导教师：职 称：教授 论文提交日期：二一三年六月摘 要 向日葵螟Homoeosoma nebulellum （Denis et Schiffermller）是危害向日葵种仁最重要的害虫。本论文研究了向日葵不同品种营养物质对葵螟寄主选择的影响，以了解影响葵螟取食危害的因子；这些研究为揭示葵螟寄主选择的物理机制及为抗虫品种的选育提供了依据。主要结果如下：1、向日葵籽粒可溶性糖与虫食率呈显著正相关性，其含量越高，葵螟危害越严重。2、粗脂肪与虫食率呈显著负相关性，其含量越高，葵螟危害越轻；亚油酸与虫食率呈显著正相关性，其含量越高，葵螟
2、危害越严重；硬脂酸与被害株率呈显著正相关性，其含量越高，葵螟危害越严重；油酸、亚麻酸与被害株率呈显著负相关性，其含量越高，葵螟危害越轻。关 键 词：向日葵；向日葵螟；寄主植物；营养物质 1 引言向日葵螟（sunflower moth）是世界范围内向日葵上的重要害虫，简称葵螟，属鳞翅目（Lepidoptera），螟蛾科（Pyralidae），斑螟亚科（Phycitinae），同斑螟属（Homoeosoma Curtis），包括2个种: Homoeosoma nebulellum（Denis et Schiffermller）和Homoeosoma electellum（Hulst），因其地理分布
3、的不同，分别称为欧洲葵螟（European sunflower moth）和美洲葵螟（American sunflower moth）。在我国已经报道的是欧洲葵螟。长期以来，由于欧洲葵螟在我国属次要害虫，相关研究少，防治技术落后。近年来，此虫日益猖獗，逐渐引起人们的重视。1.1 葵螟的危害特点欧洲葵螟和美洲葵螟对向日葵的危害相同，均以幼虫危害筒状花和籽粒，是一种钻蛀性害虫。葵螟在向日葵花期花药圈内壁产卵，12龄期幼虫嗜食筒状小花，3龄幼虫开始钻蛀向日葵籽粒，形成许多隧道，咬下的碎屑和粪便填充隧道造成严重污染，遇雨后发霉腐烂，严重降低产量和品质。葵螟有转粒危害习性，美洲葵螟在向日葵上从开始危害到
4、第12、15和18d，平均每头幼虫危害筒状小花数分别为24、54.8和95.5朵，危害子房数分别为8.2、19.6和22.8个。Royer和Walgenbach9的研究表明将美洲葵螟幼虫接入新开放的向日葵花盘上，向日葵产量与最初接入的幼虫数成反比关系，平均每头幼虫在每株植物上造成的产量损失为0.470.55%。 1.2 向日葵螟的寄主植物国内报到的欧洲葵螟的寄主植物主要是向日葵（Helianthus annuus L.），其次是栽培菊科植物茼蒿（Chrysanthemum coronarium Mill.），在新疆还取食野生菊科杂草丝路蓟（Cirsium arvense），在内蒙古还取食刺儿菜
5、Cephalanoplos segetum（Beg.）Kitam和苣荬菜（Sonchus brachyotus DC）。国外报道的还有艾(Artemisia princeps)、紫苑（Aster tataricus L. F.）、牛蒡（Arctium lappal）、蓟（Cirsium japonicum DC.）、菊花(Dendranthema morifolium）、瓜叶菊（Cineraria cruenta）、雏菊（Bellis perennis）等菊科植物 ，法国报道还取食水飞蓟(Silybum marianum)。美洲葵螟寄主植物较多，在美国取食向日葵属（Helianthus）、决明
6、属（Cassia）、天人菊属（Gaillardia）的多种植物，在加拿大还取食百日菊属（Zinnia）和波斯菊属（Cosmos）等菊科植物。我们主要研究的是12个向日葵品种。1.3 向日葵的抗虫性向日葵螟对不同向日葵品种的选择性有所差异，我国在很早以前就注意到向日葵抗虫性在防治欧洲葵螟中的作用，贾永红等通过田间选择性试验结合室内黑色素鉴定，研究欧洲葵螟对35个不同向日葵品种的寄主选择性，结果表明向日葵螟对不同供试向日葵品种的选择性存在显著差异，欧洲葵螟对食葵的选择性强，对油葵的选择性差。在国外，南斯拉夫将野生向日葵品种作为抗螟种源。向日葵螟作为危害向日葵花盘及籽粒的一种钻蛀性害虫，其隐蔽性强，
7、防除困难。在我国早期吉林省主要采用的是化学药剂防治。但化学防治对花盘进行施药，会引起农药残留，且极易杀伤向日葵授粉昆虫蜜蜂，并且在向日葵生长后期，籽粒已开始成熟变硬，大多幼虫都在籽粒内进行危害，杀虫剂对这类取食种仁的害虫的防治非常困难。另外，向日葵属大型草本植物，在田间使用喷雾机喷药很困难。因此，选择抗虫品种被认为是可持续综合治理葵螟的一种有效方法。1.4 向日葵的抗虫机制钦俊德在昆虫与植物的关系一书中，把植物对昆虫的防御因子分为两大类，即化学因子和植物的形态构造。现在大多数的观点也认为昆虫主要遭遇的是两种障碍，即物理和化学障碍，物理障碍如叶片的年龄、质地、硬度和表面附属物等；化学障碍则是营养
8、因子的限制和植物体内一系列次生化合物或它感化合物的存在。1.4.1 向日葵抗虫性的化学机制植物为抵御植食性昆虫等的入侵或危害，在长期的进化过程中形成了复杂的化学防御体系。植物体内营养成分的差异也影响着昆虫对寄主植物的选择以及选择后昆虫的生殖发育状况。在一些植物（高粱、棉花）体内，通常为人们熟悉的一些昆虫营养物质（如糖类、蛋白质、氨基酸等）的含量常常在抗虫和感虫品种中表现出差异，也可作为品种抗性研究的一项指标。在小麦中，研究较多的是抗虫和感虫品种体内的糖类和氨基酸，在小麦扬花到灌浆期，抗麦长管蚜的品种比较感蚜品种植株体内含有较多的可溶性糖和较少的游离氨基酸。邹运鼎等和何敏等研究了不同肥力田麦蚜发
9、生与氨基酸的关系后指出，g氨基丁酸与麦长管蚜种群消长最密切，胱氨酸和赖氨酸次之；精氨酸与麦二叉蚜种群消长最密切，蛋氨酸和颉氨酸次之。同样，在小麦抗吸浆虫的研究中发现，抗虫性不同的品种中氨基酸的含量也不一样，氨基酸的含量与抗性级别的高低呈正相关，氨基酸含量高的品种，表现为抗虫，特别是高抗品种的酪氨酸和苏氨酸的含量分别比高感品种高29.2%和29.4%。植物体内糖类物质是昆虫重要的营养素。小麦的抗虫性研究中发现，小麦品种对禾谷缢管蚜的抗性与植株体内的糖含量呈正相关，即抗虫品种内含糖量较高。孙四台等报道灌浆初期小麦品种间还原性糖含量与品种抗吸浆虫的关系较密切，品种受害后，还原糖减少的量在不同抗性品种
10、间差异极显著，抗性愈强，还原糖含量的减少幅度愈大。何富刚等发现，高粱对高粱蚜的抗性与可溶性总氮、可溶性总糖和游离氨基酸的含量呈负相关。谢永寿等，周福才等认为小麦中的脯氨酸含量与小麦抗蚜性密切相关。Auclair等研究豌豆品种植株中氨基酸对豌豆蚜抗性的关系，证明抗虫品种中氨基酸总含量较感蚜品种低。Chelliah等研究两种瓜类中氨基酸分布对瓜实蝇抗性时发现，感虫品种中游离氨基酸种类较多，并含有半胱氨酸和酪氨酸，而抗虫品种中并不存在，另外，感虫品种中的组氨酸、甘氨酸、苏氨酸和亮氨酸含量均较高。Chalfant等研究豌豆品种的化学成分与对豇豆象抗性时发现，结荚的全糖含量与豆粒上的虫孔数呈正相关，豆荚
11、总含氮量与豆荚上虫孔数也呈正相关。1.5 研究目的和意义向日葵是世界性商业化的经济作物，集油料、休闲食品、保健食品、工业原料及饲料于一身，国内外市场开发潜力大。我国是向日葵生产大国，排在世界第六位，并已成为世界上种植食葵面积最大的国家。向日葵对我国的社会、经济、农业生产结构及饮食文化都产生了深远的影响。但近年来向日葵害虫日益猖獗，严重制约着向日葵生产的发展。葵螟作为向日葵花盘上的一种钻蛀性害虫，其幼虫危害向日葵花盘及籽粒，严重降低向日葵的产量和品质。基于其隐蔽性强，化学药剂防治困难的特点，寻求更为科学有效的防治方法，对于向日葵产业的发展具有重要的意义。本论文主要研究了寄主营养物质的含量对葵螟危
12、害的影响，揭示葵螟寄主选择的化学机制，并为抗虫品种的选育提供了依据，同时为深入理解向日葵螟和寄主植物的相互关系奠定了基础。2 实验材料和方法2.1试验时间与地点于2012年5月19日在内蒙古农业大学试验地（位于北纬4049，东经11140，年平均气温5.6，年降雨量426.1mm，年平均相对湿度56%），同时播种十二个向日葵品种，采用穴播法，每穴2粒种子，行距和株距各50cm，出苗后每穴留一株定苗。2.2供试品种 表1 供试向日葵品种及来源食葵品种来源油葵品种来源星火内蒙古杭锦后旗益民种子有限责任公司S31北京德农种业LD9091巴彦淖尔市科河种业有限公司MGS北京德农种业赤峰分公司LD500
13、9内蒙古乌拉特种业有限责任公司T562新疆康地农业科技发展有限责任公司SH909内蒙古乌拉特种业有限责任公司内葵杂3号内蒙古开瑞种业有限公司RH318内蒙古巴彦淖尔市食用花葵国际种业开发中心迪卡G101中种迪卡种子有限公司新食葵6号TO12244中国种子集团公司2.3 试验方法2.3.4 籽粒营养物质2.3.4.1 向日葵籽粒的可溶性糖 称取各供试品种籽粒粉末0.5g，放入三角瓶中，加入25ml沸水，在沸水浴中煮沸10min，过滤定容至50ml，取2ml二次定容到25ml为待测。测定时，取待测液1ml加蒽酮试剂4ml显色，在沸水浴中煮沸10min，冷却后在620nm波长下测定光密度。用葡萄糖绘
14、制标准曲线。2.3.4.2 向日葵籽粒的可溶性蛋白称取各供试品种剪碎叶片0.5g，加入5ml蒸馏水研磨后在4000r/min下离心10min，上清液倒入10ml容量瓶，再向残渣中加入2ml蒸馏水，摇匀悬浮后二次离心10min，合并上清液，然后定容。测定时，取上清液0.1ml加蒸馏水0.1ml，加5ml考马斯亮蓝G-250蛋白质试剂混匀，显色后在595nm波长下测定光密度。用牛血清蛋白绘制标准曲线。2.3.4.3 向日葵籽粒的脂肪及脂肪酸组成采用索氏提取法分别测12种向日葵样品测定其脂肪含量。3 结果与分析3.1 不同供试向日葵品种的虫食率调查结果图1 不同品种向日葵被虫食率比较 向日葵籽粒虫食
15、率在不同品种间存在极显著差异（F11，24=22.298，p0.001），籽粒被害最严重的是星火（391.6620.51），被害最轻的是MGS（2.001.00），整体上食葵比油葵虫食率高。食葵：LD5009与SH909（p=0.776）、RH318（p=0.074）、新食葵6号（p=0.444），SH909与新食葵6号（p=0.297），LD9091与星火（p=0.101）、RH318（p=0.216），新食葵6号与RH318（p=0.286）间无显著性；油葵：MGS与T562（p=0.957）、S31（p=0.975）、内葵杂3号（p=0.829）、TO12244（p=0.793）、迪卡G
16、101（p=0.841）间无显著性。3.2 不同供试品种向日葵花被害株率调查结果图2 不同品种向日葵被害株率比较向日葵被害株率在不同品种间不存在显著差异（F11，24=1.337，p=0.265），SH909与MGS（p=0.044）、TO12244（p=0.044），星火与MGS（p=0.023）、TO12244（p=0.023）存在显著性。3.3 不同供试品种向日葵籽粒生化指标分析结果3.3.1 不同供试品种向日葵籽粒可溶性糖含量分析结果 图6 不同品种向日葵籽粒可溶性糖含量向日葵籽粒可溶性糖含量在不同品种间存在极显著差异（F11，24=85.261，p0.001），食葵星火含量最高（5.
17、11760.0772%），LD9091含量最低（1.56560.0189%），油葵可溶性糖含量整体少于食葵。3.3.2 不同供试品种向日葵籽粒可溶性蛋白含量分析结果 图7 不同品种向日葵可溶性蛋白含量 向日葵籽粒可溶性蛋白含量在不同品种间存在极显著差异（F11，24=15.538，p油酸棕榈酸硬脂酸亚麻酸。棕榈酸和硬脂酸属于饱和脂肪酸，含量在5.24%10.41%之间；油酸属于单不饱和脂肪酸，含量在15.03%54.91%之间；亚油酸和亚麻酸属于多不饱和脂肪酸，含量在35.14%67.14%之间。3.4 相关性分析结果将供试12个品种向日葵籽粒营养物质分别与向日葵虫食率、被害株率进行相关性分析
18、，得出： 籽粒营养物质中：可溶性糖与虫食率（r=0.413，p=0.012）呈显著相关性；粗脂肪与虫食率（r=-0.700，p0.001）呈显著相关性，硬脂酸与被害株率（r=0.336，p=0.045）呈显著显著相关性，油酸与被害株率（r=-0.430，p=0.009）呈显著显著相关性，亚油酸与虫食率（r=0.421，p=0.011）、被害株率（r=0.414，p=0.012）呈显著相关性，亚麻酸与被害株率（r=-0.403，p=0.015）呈显著显著相关性。4 结论与讨论昆虫要进行正常的生长发育，需要一些基本的营养物质，如蛋白质、糖类、脂类、维生素和无机盐等。因此，植物体内所含的营养物质对昆
19、虫的生长发育也有很重要的影响。如在某些植物体内缺少昆虫发育所必需的营养成分或数量不适宜(比例失调)，昆虫取食后往往因营养不良而不能很好地发育和死亡。本文首次比较了向日葵籽粒所含营养物质对向日葵螟幼虫选择寄主植物时的影响，结果表明:分析后可知，向日葵籽粒可溶性糖与虫食率呈显著正相关性，其含量越高，葵螟危害越严重。植物的营养物质如糖类中可溶性糖所占的比例较高，含氮物质中可溶性蛋白质所占的比例高，都有利于幼虫和成虫的取食。可溶性糖是植食性昆虫生长发育和繁殖必不可少的，它们不但为昆虫活动提供能量，而且也是主要的助食因素。糖类即碳水化合物是生物体内能量的土要来源。在代谢上，糖类也是脂类和非必需氨基酸的前
20、体。糖类除了在营养上的作用之外，对昆虫的取食行为也有重要的影响，是昆虫取食刺激剂的一种重要成分。戴小华研究了美洲斑潜蝇的寄土选择性与寄土植物叶片营养物质含量的关系，结果发现，美洲斑潜蝇的寄土选择性的大小与植物叶片可溶性糖含量呈负相关，即叶片糖含量越高，美洲斑潜蝇越倾向于不取食与产卵。从分析结果可知，粗脂肪与虫食率呈显著负相关性，其含量越高，葵螟危害越轻；亚油酸与虫食率呈显著正相关性，其含量越高，葵螟危害越严重；硬脂酸与被害株率呈显著正相关性，其含量越高，葵螟危害越严重；油酸、亚麻酸与被害株率呈显著负相关性，其含量越高，葵螟危害越轻。致 谢本论文是在导师孟瑞霞教授的悉心指导和严格要求下完成的，从
21、论文选题、设计、实施及后期的论文修改，都倾注了导师大量的心血，导师博大的胸怀、渊博的学识、严谨务实的治学态度、实事求是的工作作风和正直宽厚的为人风范，不仅为我树立了学习的榜样，也使我懂得了为人处世的态度。至此论文完成之际，谨向导师表示最衷心的感谢！感谢我宿舍的好姐妹们，是她们在我困难和彷徨的时侯给予了我鼓励及帮助，是她们让我的研究生生活充满了无穷的乐趣，也是她们让我留下了一生中最宝贵的回忆。感谢父母及家人多年来对我学业的支持和理解，对我生活的帮助和照顾，正是有了他们，我才能够顺利完成学业，去实现自己的人生价值。“看时光飞逝，我回首从前，曾经是莽撞少年，曾经度日如年，我是如此平凡却又如此幸运，我要说声谢谢您，在我生命中的每一天”。就让我用这首歌词来表达我这一年来对关心和支持我的老师、同学、朋友及家人真诚地说一声谢谢！