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1、玉米杂交种京科968抗螟机制研究及其抗性来源遗传分析亚洲玉米螟Ostriniafurnacalis(Guenée)是我国玉米等作物上的主要害虫。由北京市农林科学院玉米研究中心选育的玉米品种京科968,其田间综合性状好,是目前主推的玉米品种之一。为了解京科968对亚洲玉米螟的抗性水平,本试验选取了京科968及其母本京724和父本京92两个自交系,以感螟自交系自330为对照。采用亚洲玉米螟田间人工接种抗性鉴定技术和实验种群生命表方法,评价了京科968及其亲本在玉米心叶期和穗期的抗螟性,比较了饲喂不同玉米材料不同组织后亚洲玉米螟的生长发育情况。测定了玉米不同组织中主要防御酶
2、系的活性、纤维素类物质的含量,分析了玉米不同组织营养物质和次生代谢物含量与玉米抗螟性间的关系,初步探讨了京科968的抗螟性机制。主要研究结果如下:1.从被食叶量、一代和二代亚洲玉米螟蛀茎程度三方面对四个玉米品种进行田间抗性鉴定,结果表明,心叶期不同玉米品系对亚洲玉米螟的抗性从抗螟到感螟依次为:京92>京科968>京724>自330;穗期不同玉米品系对亚洲玉米螟的抗性从抗螟到感螟依次为:京科968>京92>京724>自330。2.通过建立实验种群生命表,比较了取食不同玉米品系不同组织的亚洲玉米螟的生长发育情况。结果显示,不同品系的相同
3、组织对亚洲玉米螟的影响不同。京科968和京92对亚洲玉米螟的适合度较低,其幼虫发育历期较长,所产的卵孵化率较低;同一品系的不同组织对亚洲玉米螟的影响明显不同,取食玉米心叶的亚洲玉米螟的化蛹率及羽化率以及成虫产卵量均较低。试验结果与田间抗性鉴定结果一致。3.通过测定不同玉米品系不同组织的可溶性总糖、总蛋白含量以及五种主要防御酶的酶活,得出玉米可溶性糖和蛋白质的含量在玉米不同时期对其抗虫性的影响大小不同,亚洲玉米螟更喜欢取食可溶性糖和蛋白质含量高的玉米品种;玉米中的多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶和超氧化物歧化酶与玉米抗螟性呈显著正相关,在玉米抗螟方面起着重要作用。4.为了明确
4、玉米组织中不同氨基酸含量与玉米品系抗性之间的关系,利用高效液相色谱-四级杆离子阱串联质谱仪(HPLC-LCMS/MSAPI3200Q-TRAP)对玉米组织样本中20种蛋白类氨基酸含量进行定量分析。研究结果表明,氨基酸含量和玉米抗螟性无显著相关性。5.为了明确纤维素与抗螟性的关系,采用双抗体夹心法酶联免疫吸附的试验方法进行玉米组织木质素、纤维素、半纤维素含量的测定。数据分析表明,木质素的含量和心叶期玉米的抗螟性呈正相关。6.为明确玉米次生代谢产物在玉米抗螟性中的作用,利用岛津超高效液相色谱仪(LC-30A)与三重四极杆质谱仪(LCMS-8040)联用系统(LCMS-80
5、40system,Shimadzu)测定了苯并噁嗪酮类物质的含量。结果表明,玉米心叶的抗螟性并不完全依赖于丁布(DIMBOA)和丁布糖苷(DIMBOA-Glc),门布(MBOA)和2-(2-hydroxy-4,7-dimethoxy-1,4-benzoxazin-3-one)-β-Dglucopyranose(HDMBOA-Glc)也起着很大的作用,其含量与玉米抗螟性呈正相关。综上所述,本实验系统评价了京科968及其亲本的抗螟性。四个玉米品系的抗螟性大小依次为:京92>京科968>京724>自330。从抗螟性角度考虑,生产上种植京科968,能够较好的
6、控制亚洲玉米螟的为害。
