摘 要

粘质沙雷氏菌 Serratia marcescens 是一种广泛存在于自然界中的昆虫病原细菌。褐飞虱是我国和许多亚洲国家当前水稻生产上的主要害虫，单食性，只能在水稻和普通野生稻上取食和繁殖后代。但有关粘质沙雷氏菌-水稻-褐飞虱间的关系鲜有报道。本文以粘质沙雷氏菌S-JS1为基础，探索了粘质沙雷氏菌对水稻生长、褐飞虱行为及水稻挥发性化合物的影响。结果表明：与无菌水对照相比，10⁵、10⁷和10⁹cfu/ml粘质沙雷氏菌菌液对水稻生长均无显著性影响，但10⁵、10⁷cfu/ml菌液处理后水稻种子的发芽势高于10⁹cfu/ml处理。在行为选择上，褐飞虱成虫更倾向于着落在10⁷cfu/ml粘质沙雷氏菌菌液处理的水稻苗上。粘质沙雷氏菌处理水稻后，水稻挥发性化合物的种类有所增加，新产生的化合物种类有9-十六碳烯酸、2-甲基十八烷和烯醇类等。本研究结果不仅为探索粘质沙雷氏菌-水稻-褐飞虱三者间的关系提供技术参考，而且可为应用粘质沙雷氏菌对褐飞虱进行生物防治提供理论依据。

关键词：粘质沙雷氏菌；褐飞虱；水稻；挥发性化合物

Analysis of volatile compounds in rice induced by Serratia marcescens

ABSTRACT

Serratia marcescens is a widely occurring insect pathogenic bacteria in nature. Brown Plant-hopper is a major insect pest in rice production in China and many Asian countries. It can only be fed and propagated on rice and common wild rice. However, the relationship between Serratia marcescens and rice brown plant-hopper has not been reported. Based on Serratia marcescens S-JS1, we explored the effects of Serratia marcescens on rice growth, brown plant-hopper behavior and rice compounds. The results showed that: compared with the aseptic water, there was no significant effect on the growth of rice by 105, 107 and 109cfu/ml, but the germination potential of rice seeds was higher than that of 109cfu/ml after 105 and 107cfu/ml treatment. In behavioral selection, adults of brown plant-hopper are more likely to settle on rice seedlings treated with 107cfu/ml Serratia marcescens. After being treated with Serratia marcescens, the species and quantity of rice increased, such as 9- sixteen enoic acid, 2- methyl eighteen alkane and enol. Therefore, the results of this study not only provide a technical reference for the exploration of the relationship between the three groups of Serratia mucorygi - rice brown plant-hopper, but also provide a theoretical basis for the biological control of the brown plant-hopper using Serratia mucorescens.

Key words: Serratia marcescens; Nilaparvata lugens; Rice; Volatile organic compounds.

目 录

前 言 2

1 文献综述 4

1.1植物挥发性化合物 4

1.1.1植物挥发性化合物的概念 4

1.1.2挥发性化合物的主要组分 4

1.2虫害诱导释放挥发物机制 4

1.3水稻挥发性化合物的特性与功能 5

1.3.1水稻挥发性化合物的特性 5

1.3.2水稻挥发性化合物的功能 5

1.4粘质沙雷氏菌与褐飞虱的关系 5

1.4.1粘质沙雷氏菌 5

1.4.2褐飞虱 5

1.4.3褐飞虱的防治方法 6

1.4.4粘质沙雷氏菌对褐飞虱的影响 6

2 材料与方法 7

2.1供试昆虫 7

2.2 粘质沙雷氏菌 7

2.3粘质沙雷氏菌对水稻种子萌发的影响 7

2.4菌处理水稻苗对褐飞虱成虫行为的影响 7

2.5粘质沙雷氏菌处理水稻苗挥发物提取 8

2.6水稻挥发物分析 8

2.7数据分析 8

3 结果与分析 9

3.1粘质沙雷氏菌对水稻种子发芽势的影响 9

3.2粘质沙雷氏菌对水稻种子发芽率的影响 9

3.3粘质沙雷氏菌对水稻种子根、芽生长的影响 10

3.4粘质沙雷氏菌处理水稻对褐飞虱成虫行为的影响 13

3.5粘质沙雷氏菌处理水稻后的挥发物分析 14

4 结论与展望 16

4.1结论 16

4.2 展望 16

致 谢 17

参考文献 18

前 言

在生态系统中，植物、植食性昆虫及其天敌（扑食者、寄生者和病原微生物等）三营养级之间除了因营养需要而建立起来的食物网外，还存在着通过信息化合物传递而建立起来的信息化合物网。有关天敌及其寄主昆虫间的化学信息联系，在生物防治应用中起着非常重要的作用。

褐飞虱(Nilaparvata lugens)属半翅目飞虱科，别名褐稻虱。只能在水稻和普通野生稻上取食和繁殖后代。褐飞虱有远距离迁飞习性，是我国和许多亚洲国家当前水稻上的首要害虫。目前褐飞虱的主要防治方法是化学防治，但化学农药的大量使用不仅污染环境，而且时间长了，害虫会产生抗药性。

针对寄主植物能否利用昆虫病原微生物防御植食性昆虫的科学问题。本论文从昆虫病原微生物对寄主植物挥发物的影响角度，以褐飞虱病原细菌粘质沙雷氏菌-植物水稻为研究系统，采用溶剂、固相微萃取（SPME）、气质联用仪（GC-MS）、液质联用（LC-MS）等方法，明确粘质沙雷氏菌对水稻挥发物的影响，分析鉴定挥发性信息化合物组分，验证稻飞虱的行为，为综合利用天敌防控害虫提供理论基础和科学依据。