单词 | 植物抗虫性 |
释义 | 【植物抗虫性】 拼译:plant resistance to insects 它是植物避害、耐害或在同样害虫种群压力下消除虫伤的能力。作物抗虫性表示某一品种比其他品种在相同虫口密度下能生产较多优质产品的能力。植物抗虫性是植物对环境的一种适应性,是与昆虫长期协同进化而获得的。植物抗虫性作为可遗传的特性,能有效地抑制大田中害虫种群的发生或得到较高的产量,是植物育种学家在作物改良工程中的一项基本目标,同时也成为作物害虫综合防治体系中不可缺少的重要组成部分。 18世纪末叶,美国利用恩德希尔小麦抗黑森瘿蚊;1831年,英国报道冬麦杰丁苹果抗苹果绵蚜。19世纪中叶,法国通过嫁接抗葡萄根瘤蚜的美国砧木,拯救了濒临绝境的酿酒工业。20世纪20年代,美国潘特(R.H.Painter)始致力于小麦抗黑森瘿蚊及苜蓿对豌豆蚜的抗性研究,并于1951年出版《作物抗虫性》,为现代植物抗虫性研究奠定了理论基础。20世纪60年代,药剂治虫的独霸局面结束。中国战国后期的《吕氏春秋》就记载了豆麦种植期与抗虫性的关系;北魏贾思勰在《齐民要术》中记载了14种粟米免虫。然而中国近代植物抗虫性研究起步较晚,研究水平也相对落后,研究工作涉及的目前主要有作物对麦秆蝇、麦吸浆虫、麦蚜、褐飞虱、白背飞虱、玉米螟、棉铃虫、棉蚜、大豆食心虫和大豆蚜等的抗性,并正逐步深入到生理生化等内在机制的研究。1881年斯坦尔(Stahl)最早将抗虫性分为物理抗性和化学抗性两大类。1931年芒福德(Mumford)则提出外因抗性和内因抗性。1951年,潘特(Painter)提出了经典的抗虫三机制,即非选择性、抗生性和耐虫性,并将一些与抗虫性有关但不以遗传特性为基础的现象称为拟抗虫性,包括寄主物候异步和诱导抗性等。除这些分法外,按照遗传方法,植物抗虫性可分为单基因抗性、寡基因抗性和多基因抗性。借用植病术语可分为水平抗性和垂直抗性。非选择性:昆虫对缺乏寄主特性植物的反应,表现为寻找良好产卵场所及栖息处时,不选择或完全躲开。昆虫对寄主的选择性主要受寄主植物化学或形态学等特征的影响。棉铃象甲不选择木槿取食及产卵,是因为木槿花萼内有高含量的拒避剂和低含量的引诱剂;当花萼取掉时,非选择现象即消失。由于而植物形态特征的直接影响使许多叶蝉不能在布满长纤维毛的表面上产卵繁殖,克拉克(Clark)蚕豆密集的叶毛使其对马铃薯叶蝉高抗。一些植物则通过植物表面腺体毛释放的粘状物来影响昆虫行为。1975年,奥特曼(E.E.Ortman)建议用拒虫性来代替非选择性,意与抗生性一词对应,表示植物作为一种“不适寄主”而避免受害。抗生性:指植物对昆虫的生存、发育和繁殖等所产生的一切不良影响,这主要归因于一些植物含有有毒的代谢物(或酶),或缺乏必需的营养物质(或抗代谢物存在,使营养物质难以被昆虫利用)。抗虫玉米品种含有较高的有毒化学物质而导致玉米螟存活及繁殖受抑制。玉米自交系C.I.3IA由于含极低的抗坏血酸而抗玉米螟;水稻摩德哥(Mudgo)及拉修赫纳特(Rathu Heenati)品种分别抗褐飞虱,和白背飞虱是由于植株内天冬酰胺和亮氨酸及丙氨酸含量较低。耐虫性:植物凭借其生长和繁殖机制,对损伤具有明显的修复能力,即使与感虫品种遭受同等程度为害而损失相对小的一种特性。耐虫性主要为植物总生长势、植物补偿生长、受伤补偿及器官间营养供需差4种形式。水稻荷脱拉杰帕(utri Rajapan)品种耐褐飞虱是由于品种的光合作用能力较强;一些高粱品种受高粱芒蝇为害后,通过增加分蘖补偿为害损失。而黄瓜叶被棉叶螨害死30%也不影响黄瓜产量。植物耐虫性对害虫种群无群抑制作用。植物抗虫性可能由一种抗虫机制控制,但更多的例子是几种机制的结合抗性。上述抗性三机制均以遗传特性为基础,而拟抗虫性则由感虫寄主在外界条件影响下暂时引起。如物候异步避害,即寄主植物受害期间避开昆虫发生期,主要是通过植物品种的早栽(早熟)和迟栽(迟熟)来进行的。诱导抗虫性则由于环境条件(灌溉,施肥)改变及病原侵害导致植物生理生化变化而偶发抗性,如土壤中高氮投入使蚜虫存活率增高,而增施钾肥使值株抗蚜。一种真菌侵染蚕豆而诱导产生植物毒素,从而对墨西哥豆甲的取食产生强烈的抑制。单基因抗性由单基因控制,主要出现在一些抗稻三化螟、黑尾叶蝉、麦黑森瘿蚊和麦二叉蚜的作物品种上;但往往由于害虫一方含有对应的致害基因而使抗虫品种失败。寡基因抗性和多基因抗性分别由几个或许多基因控制,如抗二化螟和玉米螟作物品种,主要特点是抗虫稳定性强,不容易产生害虫生物型。水平抗性或称普遍抗性,表示同种作物的不同品种受同种的不同生物型害虫为害时,不表现差异。水平抗性一般由多个基因控制且较稳定、持久。垂直抗性或称专化抗性,表示同种作物不同品种受同种不同生物型害虫的为害时,受害程度表现有差异。垂直抗性由一个或少数主基因控制,一般不及水平抗性稳定持久,但其抗性水平较高。植物中抗虫次生物质的分离、鉴定及利用研究乃是目前植物抗虫性研究领域中最活跃、发展前途最大的一个方面,主要工作涉及植物异种化合物(alleochemic),包括利它素和利己素对昆虫生理行为的影响。尽管研究工作需要较先进的实验手段,但随着科技的发展,植物抗虫生化特性的研究正在不断深化。由于害虫综合防治技术日益受到重视,植物抗虫性直接或间接对天敌的影响,以及与其他防治方法,如生物防治、化学防治的协调机制等亦将成为研究热点之一。【参考文献】:1 Painter R H.Insect Resistance in Crop Plants.New York:The Macmillan Co.,195l,1~5202 Painter R H.Crops that Resist Insects Provide a Way to Increase World Food Supply,Kans.State Agric.Exp.Stn.Bull.,1968,1~5203 MaxwellF G.In Insect and Mite Nutrition,Rodrigues.J G,Ed Amsterdam:North-Holland,1972,599~6094 Pathak M D.In The Genetic Basis of Epidemics in Agreculture,Day,P R Ed Ann N Y Acad Sci.,1977,287~2955 Maxwell F G,等著.植物抗虫育种.翟凤林,等译.北京:农业出版社,1985,1~5726 Green M B,Hedin P A.Natural Resistance of Plants to Pests,washington,D.C.:American Chemical Society,1986.1~2437 俞晓平,巫国瑞,胡萃.浙江农业大学学报,1990,16(1):61~658 俞晓平,巫国瑞,胡萃.中国水稻科学,1990,3(2):56~619 俞晓平,巫国瑞,胡萃.植物保护学报,1990,17(4):327~330(浙江省农科院俞晓平博士、浙江农业大学胡萃教授撰) |
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