钾肥对马铃薯茉莉酸信号转导途径的影响及其与抗蚜性的关系

马铃薯是乌兰察布市农村经济发展和农民脱贫致富的支柱产业，虫害是影响其产量的重要因素之一。虽然有关研究报道较多，但从化学生态学角度研究施肥与马铃薯诱导抗虫性的关系甚少。本项目以马铃薯为寄主植物，以桃蚜为研究对象，通过研究钾肥对马铃薯防御信号物质茉莉酸及其相关酶活性、挥发性次生代谢物、桃蚜种群适合度等方面的影响，剖析施用钾肥后马铃薯对桃蚜抗性的影响及其与茉莉酸信号途径的关系，揭示钾肥增强马铃薯抗蚜虫的机理，为加深对马铃薯-蚜虫相互关系的认识、补充和完善马铃薯中桃蚜的综合治理、提高马铃薯产量和品质提供科学依据。

马铃薯是乌兰察布市农村经济发展和农民脱贫致富的支柱产业，桃蚜是影响其产量的重要因素之一。本项目以施钾为基础，从化学生态学角度研究了马铃薯（克新1号和费乌瑞它）与桃蚜相关性，即桃蚜种群数量、马铃薯信号物质茉莉酸及其相关酶活性和次生物质、蛋白组学等内容。.选用了4个钾肥水平分别处理上述两品种，连续两年测定了钾肥与桃蚜种群数量关系。与对照相比，施钾明显降低了马铃薯叶片蚜虫数量，且6 g.株-1施钾量效果最好。桃蚜选择性行为中，桃蚜对克新对照与施钾株趋向率分别为64 %和30%；对费物瑞它对照和施钾株趋向率分别为71%和 26%，表明施钾植株对桃蚜有趋避作用。桃蚜取食行为中，桃蚜在两品种上的基本刺探取食有8种波形，均以韧皮部取食为主，但桃蚜在费物瑞它韧皮部持续吸食时间显著高于克新，说明费物瑞它对桃蚜的适宜度高于克新。初步确定最适钾肥量为6g/株。.为验证此结论，本研究测定了不同处理对茉莉酸及其挥发物的影响，其中施钾均为6g/株。虫害、施钾与施钾+虫害提高了叶片中茉莉酸含量，说明施钾与茉莉酸信号有关。此外，虫害与施钾+虫害分别使克新中PI活性比对照增加27.7%和28.4%，费乌瑞它中增加了22.4%和17.6%。虫害、施钾和施钾+虫害处理使克新中脂氧合酶活性分别比对照增加了37.3%、19.7%和17.8%，费乌瑞它中增加了29.1%、24.6%和26.2%；不同处理对克新中过氧化物酶和多酚氧化酶活性均高于费乌瑞它。虫害均能显著提高两品种中1, 3-Cyclohexadiene含量；施钾与虫害处理均使克新中limonene、benzaldehyde含量增加；但费乌瑞它中只增加了benzaldehyde含量。外源茉莉酸甲酯喷施试验证明，两品种对照与施钾叶片中挥发物的变化趋势与桃蚜侵染后一致，但其含量显著低于虫害。进一步确定了最适钾肥量为6 g/株。.在此基础上，用iTRAQ技术研究了不同处理的克新植株蛋白组学。四种处理中共检测到差异蛋白质111种。按其功能分为五类，即与植物光合作用相关的蛋白、与植物能量代谢相关的酶、与植物抗性相关的蛋白、与植物呼吸代谢相关的酶、与植物合成运输相关的蛋白。通过Western杂交，进一步验证其有效性。.本研究揭示了钾肥增强马铃薯抗蚜虫的机理，为加深对马铃薯-蚜虫的认识、补充和完善桃蚜综合治理、提高马铃薯产量和品质提供了科学依据。