苜蓿对重要害虫-牛角花齿蓟马（Odontothrips loti)的耐害机制研究

Odontothrips loti is an important pest insect infesting alfalfa in northern China that reduces alfalfa yield and quality seriously, and has now become the major problem for alfalfa production. Application of resistant alfalfa variety has been demonstrated as one of the most effective ways to prevent and to control O.loti, whereas to make the resistance mechanisms clear is the basis of breeding resistant alfalfa efficiently. The resistant and susceptible alfalfa clones to thrips and O.loti will used as test material to study the effect of different densities on the resistant capability of alfalfa to ensure the optimum quantity for the study of alfalfa's resistance to thrips.The research will began with the effect of O.loti on the resistant and susceptible alfalfa in growth, photosynthesis, nutrition distributing in tissues and the ultra-structural of leaf. Based on these studies, discovering the tolerant mechanism of alfalfa and its closely related characteristics, and a screening and identification method will be established to make a shortcut for resistance-thrips molecular breeding, and to provide theoretical basis for the breeding of anti-thrips alfalfa and the realization of sustainable O. loti management in alfalfa production.

牛角花齿蓟马（Odontothrips loti）是我国北方苜蓿的主要害虫，严重影响苜蓿的产量与质量，已成为苜蓿生产的重要威胁和障碍。通过苜蓿抗蓟马育种是防治该虫最有效的途径之一，而明确的抗性机制是高效抗虫育种的基础。本项目将以此虫为研究对象，以筛选的抗、感蓟马苜蓿无性系为材料，研究不同虫口压力对苜蓿的抗性表现的影响，解决苜蓿抗蓟马研究中最适接虫量问题；从蓟马对苜蓿生长、光合、营养分配的影响以及叶片超显微结构的变化着手，研究分析苜蓿对蓟马的耐害机制，并从理论上阐明苜蓿抗蓟马的耐害机制及其密切相关的重要特性；在此基础上建立苜蓿抗蓟马的筛选鉴定技术，为苜蓿抗蓟马鉴定和抗蓟马分子育种创造捷径，为苜蓿抗蓟马研究提供基础理论，也为我国苜蓿生产中蓟马危害的可持续治理提供理论依据。

本项目以牛角花齿蓟马（Odontothrips loti）为研究对象，以筛选的抗、感蓟马苜蓿无性系为材料，研究不同虫口压力对苜蓿的抗性表现的影响，以及苜蓿生长、光合、营养分配的影响和叶片超显微结构的变化，结果如下：（1）随着牛角花齿蓟马密度的增大，苗期和成株期苜蓿的受害指数增大。苗期抗蓟马苜蓿R-1在若虫低于7头/株、感蓟马苜蓿I-1在若虫低于5头/株时，单株生物量增加。成株期，R-1在低于7头若虫/枝条、在低于5头若虫/枝条压力下，单株生物量增加；R-1在低于5头成虫/枝条、I-1在低于3头成虫/枝条压力下，单株生物量增加。（2）苗期抗、感苜蓿的叶绿素和可溶性糖含量在低虫口下上升，高虫口下均下降，R-1的叶绿素和可溶性糖的含量及上升率均高于I-1，电子传递率也明显高于I-1。（3）在成株期，低虫口压力下，R-1苜蓿光合效率较高，光合补偿效应显著大于I-1；受轻度危害后，R-1苜蓿叶片单位面积细胞数较I-1显著增多，叶绿体片层与基粒的增加也显著高于I-1，较强的光合补偿能力及光合结构使R-1苜蓿对蓟马的为害表现更强的耐害性。R-1苜蓿根、茎和叶中的碳水化合物含量均高于I-1，受害后R-1苜蓿对同化产物的分配利用率高于I-1，同时R-1苜蓿对N、P、K和Ca的吸收利用率也高于I-1，从而使R-1苜蓿产生补偿生长效应。（4）蓟马为害后，成株期抗感苜蓿叶片中的总酚、单宁、木质素，皂苷和黄酮含量均升高，但从蓟马在苜蓿叶片上的产卵取食、抗感苜蓿对蓟马生长发育的影响以及蓟马的取食习性来看，次生代谢物质对蓟马的没有显著影响或蓟马的取食方式巧妙的避免了次生代谢物质的伤害。（5）在研究中发现，虫口压力过大使苜蓿的补偿生长或耐害性被抑制，因此在苜蓿苗期抗蓟马评价中，牛角花齿蓟马成虫不超过3头/株，若虫5头/株；成株期评价牛角花齿蓟马成虫接虫量不超过5头/枝条，若虫接虫量不超过7头/株。本项目研究将为苜蓿抗蓟马（虫）育种及其分子学研究奠定理论基础，同时为大田苜蓿害虫的综合防治提供理论参考。