甘蓝蚜促进菌核病菌侵染油菜的行为互作研究

The occurrences of aphids and Sclerotinia sclerotiorum (Libert) de Bary are the most common in oilseed rape fields in China, and have been studied most widely. However, the interaction between aphids and S. sclerotiorum was poorly understood. Our previous studies in the field have revealed significantly positive correlation between the amount of aphids in one hundred oilseed rape plants and S. sclerotiorum incidence, furthermore, controlling aphids at seedling stage decreased the amount of aphids thereby mitigating the damage induced by S. sclerotiorum. Hence, starting with the colonizing stages of the two pests, Breveroryne brassicae (Linnaeus) will be assessed for their potential to pick up, vector and deposit S. sclerotiorum ascospores, moreover, more detailed experiments will be proceeded to determine the difference of feeding behavior between either aphids without S. sclerotiorum ascospores on inoculated/uninoculated plants or aphids with ascospores on inoculated/uninoculated plants, by the use of the electric penetration graph and scanning electron microscopy techniques, thereby revealing the role of aphids in the process of S. sclerotiorum dissemination and infection, and exploring interrelationships between aphids and S. sclerotiorum on their host plant Brassica napus (L.) subsp. napus (Cruciferae). The completion of the research project will provide a promising point to establish new breeds for pest-resistance, and explore the novel techniques for forecast and control of the two pests, consequently developing IPM strategy in oilseed rape.

蚜虫和菌核病是我国油菜田中最主要，研究的最多的病虫害。但蚜虫与菌核病菌之间的互作关系了解的较少。我们课题组多年的大田研究发现，油菜百株蚜虫量与菌核病发病率呈显著正相关，苗期防治蚜虫不但可控制蚜虫直接危害，还能减轻菌核病的危害。为了了解两者之间的互作关系，本研究从这两种生物危害油菜的初始阶段入手，使用刺探电位技术和扫描电镜技术，评估蚜虫获取、携带和传播菌核病菌子囊孢子的能力，测定携带/未携带孢子的蚜虫在感染/未感染菌核病的不同品种油菜植株上取食行为的变化，以揭示蚜虫在菌核病传播和侵染过程中的作用，探索油菜-蚜虫-菌核病之间的互作关系，为抗病虫育种和测报、防治这两种有害生物提供新的切入点，并为油菜病虫害综合治理提供新思路。

蚜虫和菌核病是我国油菜田中的主要病虫害，通常被完全隔离地进行研究。前期在田间发现油菜菌核病和蚜虫的发生存在正相关性。因此，本研究使用人工接种鉴定技术，Y型嗅觉仪技术，刺探电位图谱技术以及扫描电镜技术测定不同油菜品种的抗菌核病和抗蚜虫能力，并且测定蚜虫携带和传播菌核病子囊孢子的能力，为菌核病和蚜虫的统防统治奠定理论基础。研究结果显示，德乐油6和中双11属于中抗菌核病品种，浙平4为低感菌核病，而春油菜品种新油17属于低抗菌核病的品种。田间，德乐油6和浙平4相较于中双11和新油17更吸引蚜虫，并且更适宜蚜虫种群的生长发育，这与中双11和新油17的叶片较德乐油6和浙平4更厚有关。刺探电位图谱显示中双11在叶表，叶肉以及韧皮部均较德乐油6抗蚜。新油17相较于浙平4，在叶片表面表现出一定的抗性，而浙平4则在韧皮部表现出一定的抗性。蚜虫取食可以显著提升菌核病的发生率，并且80%蚜虫能够在附着有子囊孢子的油菜表面黏附子囊孢子。尽管蚜虫身上黏附的子囊孢子很难在蚜虫种群中进行传播，但这种黏附子囊孢子的蚜虫可以通过取食传播菌核病，引起植株菌核病发病率达到30%左右。除了蚜虫行为影响菌核病的传播，菌核病侵染也会影响蚜虫的取食行为，并且抗蚜性较差的品种受到的影响更大。主要表现菌核病侵染导致蚜虫克服叶表抗性的能力增强，通过叶肉的时间缩短，短暂探测和穿刺细胞增多，在韧皮部唾液分泌增加，但取食前的唾液分泌减少，取食减少。菌核病子囊孢子黏附到蚜虫体表后，也会引起相似的作用。很明显，菌核病导致植株抗性减弱或者增强蚜虫的抵抗能力，使蚜虫更容易取食，而蚜虫穿刺更多的植物细胞破坏植物，又有利于菌核病的侵染。两者间存在互利互惠的关系。可见，田间选择抗蚜性强的品种不仅可以抵御蚜虫入侵，对于抵御菌核病入侵和蔓延也有着重要的作用。在蚜虫爆发前的时间防治蚜虫，不仅可以减少蚜虫的数量，对于菌核病的预防也有着重要的意义。