植物生理與分子生物學(xué)：植物蟲害防治

植物蟲害防治1植物－昆蟲是生態(tài)系統(tǒng)的重要成員全部昆蟲種類占動物種類的75％是生態(tài)鏈的重要成員在各個環(huán)節(jié)都發(fā)揮作用植物更是生物鏈的初級生產(chǎn)者2內(nèi)容提要植物與昆蟲相互關(guān)系概況

相互關(guān)系類型及植物－昆蟲的防御增強(qiáng)作物的抗蟲能力

植物內(nèi)源和外源抗蟲基因的利用有害蟲昆蟲的綠色防控

害蟲防治新技術(shù)的探索3植物－昆蟲相互關(guān)系的類型植物昆蟲互惠互利傳粉，播種食物，居住場所攜粉足4植物－昆蟲相互關(guān)系的類型植物昆蟲一方死亡取食捕食5植物－昆蟲相互關(guān)系的類型植物昆蟲一方有利，不致死寄生刺吸式口器－蚜蟲咀嚼式口器－亞洲玉米螟6刺吸式口器對植物的傷害葉蟬7咀嚼式口器對植物的傷害8虹吸式口器

其它類型的口器與植物的關(guān)系舐吸式口器

嚼吸式口器9個體水平一方有利雙方有利捕食、寄生、取食傳粉、播種、共生種群水平群落水平生物圈互惠有利共生共榮植物－昆蟲相互關(guān)系的類型10昆蟲機(jī)械傷害真菌細(xì)菌病毒其它：鹽堿、干旱、洪澇等植物所處的險惡環(huán)境11

表皮上的針、刺、毛、蠟

表皮的蠟質(zhì)、形狀、大小等植物的骨化或硅化結(jié)構(gòu)等植物對植食性昆蟲的直接防御方式12植物產(chǎn)生、分泌粘液：毒素、粘、毒死分泌化學(xué)物質(zhì)-吸引寄生物/捕食者植物對昆蟲的間接防御方式13Alkaloids(>10,000)生物堿Isoflavonoids(1000)異黃酮Cardenolides(200)強(qiáng)心苷Non-proteinaminoacids(400)Cyanogenicglycosides(60)生氰苷Peptides(50)肽Furanocoumarins(400)呋喃香豆素Polyacetylenes(650)聚乙炔類Glucosinolates(150)芥子油甙Proteins(100)蛋白Iridoids(250)環(huán)烯醚萜類Phenols-Quinones(2000)酚醌類Sesquiterpenelactones(3000)倍半萜烯Saponins(600)皂甙植物產(chǎn)生的主要的次生物質(zhì)類型14植物利用自身的物理結(jié)構(gòu)、體內(nèi)存在的對其它生物有毒、有害化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行防御，不受外界的因素的誘導(dǎo)

50%的被子植物能產(chǎn)生有毒的次生化合物>12,000種植物能分泌各種粘性的乳膠、乳液植物的組成性防御15植物應(yīng)對植食性昆蟲的取食才產(chǎn)生的理化反應(yīng)誘導(dǎo)性的防御16"Communication"betweenplantsBaldwin&Schulz(1983):Science221:277–279Farmer&Ryan(1990):PNAS,87:7713–7716damagedplantsassayplantscontrolplantsResults:?phenolicsincreasedindamagedplants?phenolicsincreasedinassayplants!!!"Talkingtrees"溫室內(nèi)實驗植物揮發(fā)性化合物對鄰近植株的影響Karban等2000證明：阻斷兩植物間的土壤接觸不影響結(jié)果；

阻斷空氣接觸影響實驗結(jié)果

茉莉酸甲酯參與了信號傳遞17植物警告臨近的植物提前做防御準(zhǔn)備EdwardE.Farmer，Nature411,854-856(14June2001)doi:10.1038/3508118918昆蟲釋放到植物中的激發(fā)子昆蟲產(chǎn)卵相關(guān)的激發(fā)子：

豆象素；苯乙腈；蛋白類似物等19昆蟲取食釋放的激發(fā)子：

Volicitin:激發(fā)素Caeliferins：蚱蜢素Inceptins：肽素

β-glucosidase：糖苷酶植物防御反應(yīng)的信號分子及傳導(dǎo)途徑依賴于JA的防御信號傳導(dǎo)途徑

JA可誘導(dǎo)植物產(chǎn)生：生物堿、PI、PPO等－直接抗蟲

JA處理還可誘導(dǎo)植物產(chǎn)生出：類似于昆蟲取食的揮發(fā)性化合物，吸引昆蟲的捕食或寄生性天敵－間接防御依賴于SA的防御信號傳導(dǎo)途徑

SA也可誘導(dǎo)植物產(chǎn)生：－直接抗蟲，－間接防御ET與植物的防御反應(yīng)：

ET參與了JA介導(dǎo)的防御反應(yīng)20參與防御的因子表達(dá)方式作用方式物理、化學(xué)組成性防御直接防御生理、生化、生態(tài)誘導(dǎo)性防御間接防御植物對昆蟲防御反應(yīng)的類型21ConceptofhostplantresistancePlantcharacterstoavoid,tolerateorrecoverfrominsectattacksundersameconditionswouldcausegreaterinjurytootherplantsofthesamespecies.----1941

P.O.SnellingIn1951:《InsectResistanceinCropPlants》R.H.Painter:heritablequalitiesS.D.Back1965—F.G.Maxwell1972—M.Kogan198222Concept

ofhostplantresistance1987:欽俊德“昆蟲與植物的關(guān)系”（植物對某些昆蟲種群所產(chǎn)生的損害具有避免、忍受或恢復(fù)的能力）1992:中國農(nóng)大周明牂“作物抗蟲性原理及應(yīng)用”（作物抗蟲性是作物品種的一種可遺傳特性）排趨性、抗生性、耐害性In1993:《HostPlantResistancetoInsects》G.S.Dhaliwaltheheritablequalitiesofacultivartocounteracttheactivitiesofinsectssoastocauseminimumpercentreductioninyieldascomparedtoothercultiversofthesamespeciesundersimilarconditions.23Antixenosis(Nonpreference)AntibiosisToleranceMechanismsofresistance24Antixenosis(Nonpreference)Theplantsisunattractivetotheinsectforfeeding,ovipositonorshelter.AntibiosisTheadverseeffectofthehostplantontheinsectsurvival,developmentorreproduction.ToleranceTheabilityofthehostplanttowithstandaninscetpopulationsufficienttodamageseverelythesusceptibleplants.25Immunity:avarietywillneverinjurebyaspecificinsectunderanyknownconditions.Highresistance:avarietypossesqualitiesresultinginsmalldamagebyaspecificinsectunderagiversetofconditions.Moderateresistance:

lesserdamageorinfestationbyaninsectthantheaverageSusceptibility:averagedamagecausedbyaninscet.Highsusceptibility:morethanaveragedamageisdonebytheinsectunderconsideration.Intensityofresistance26Evolutionstanderofscreeningresistantvarietiestoriceplanthopper

ScoreAveragemortality(%)Levelofresistance0＜1.0HighlyResistant11.1-10.0R310.1-30.0ModeratelyR530.1-50.0MSusceptible750.1-70.0S9＞70.1HS27NumberofgenesMonogenic-Oligogenic-PolygenicresistanceMajororminorgenes

Majorgene-MinorgeneresistanceResistancestabilityorBiotypereaction

Horizontal(non-specificorgerneral)–avarietyiseffectiveagainstallthebiotypesofinsect-stability

Vertical–specificresistance:avarietyiseffectiveagainstonlyoneorcertainspecificbiotypesGeneticresistance28昆蟲取食植物防御昆蟲適應(yīng)（反防御）解毒酶昆蟲對植物的反防御29植物－昆蟲關(guān)系現(xiàn)狀30化學(xué)防治存在的問題Riverpollution31MarkLynas英國作家、環(huán)保活動積極人士，曾經(jīng)的“反轉(zhuǎn)”斗士，今年1月在自己的博客上發(fā)文，承認(rèn)自己錯了。他說“答案其實很簡單，我發(fā)現(xiàn)了科學(xué)，并且在這個過程中我希望自己成為更好的環(huán)保主義者。”這是一場明明白白的反科學(xué)的運(yùn)動！32MarkLynas抗蟲棉和抗蟲玉米使用的殺蟲劑減少了！原以為終止子技術(shù)是剝奪了農(nóng)民保留種子的權(quán)利。結(jié)果雜交作物早就是這樣了！原以為沒有人想要轉(zhuǎn)基因的東西。實際上印度有轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的盜版，因為農(nóng)民渴望用它們！原以為轉(zhuǎn)基因很危險，結(jié)果它比傳統(tǒng)突變育種的方法更安全更精準(zhǔn)！例如Ｈ