一种从菊花杂交后代群体中筛选驱避菊小长管蚜的挥发物的方法技术

本发明专利技术涉及一种从菊花杂交后代群体中筛选驱避菊小长管蚜的挥发物的方法。本发明专利技术所提供的方法包括：对菊花亲本及杂交后代植株进行抗蚜评价；菊小长管蚜对菊花叶片挥发物的嗅觉行为选择；菊花叶片挥发物的收集和鉴定；对菊花亲本及杂交后代的叶片挥发物进行数据分析，筛选出差异特征挥发物；采用差异特征挥发物的化学标准品对菊小长管蚜进行行为学试验，最终确定具驱避作用的化合物成分。采用本发明专利技术所述的方法，首次明确了2‑甲基丙烯醛对菊小长管蚜具有驱避作用。本发明专利技术所述方法准确高效地筛选出了对菊小长管蚜具有驱避作用的化合物活性分子，为制备菊小长管蚜驱避剂提供了有力依据。

【技术实现步骤摘要】
一种从菊花杂交后代群体中筛选驱避菊小长管蚜的挥发物的方法
本专利技术涉及蚜虫驱避剂制备
，特别是对菊小长管蚜具有驱避作用的化合物的测定方法及应用，具体地，本专利技术涉及一种从菊花中筛选驱避菊小长管蚜的挥发物的方法。
技术介绍
菊小长管蚜(Macrosiphoniellasanborni)隶属于同翅目蚜科，是一种主要为害菊科植物的寡食性昆虫。常见寄主如白术，菊属大部分野生种和栽培品种。菊小长管蚜刺吸植物汁液，使叶片褪绿、变黄、萎蔫，甚至干枯，造成菊花生长发育畸形，花期为害更甚，严重影响了观赏菊花和药用菊花的品质。菊小长管蚜分泌的蜜露可导致煤污病发生，也会严重影响观赏价值。此外，菊小长管蚜作为菊花茎坏死病毒、菊花褪绿斑驳类病毒、以及菊花矮化类病毒等病原体的传播媒介，对于栽培菊花的生产具有极其严重的威胁，严重制约了菊花产业的发展。当前，针对菊小长管蚜的防治研究主要集中在物理防治和化学防治，其中化学防治占据主导地位，但化学防治不是环境友好型途径，无论是对菊花产品本身还是环境都会造成具有较大的负面影响。因此，创制抗蚜菊花栽培品种，研发新型蚜虫驱避剂对于菊小长管蚜的防治具有重要意义。
技术实现思路
菊花叶片挥发性物质数量大、种类庞杂，本专利技术的目的是从庞杂的菊花叶片挥发物中筛选对于菊小长管蚜具有抑制作用的成分。基于上述目的，本专利技术以构建得到的菊花杂交群体及其亲本作为研究对象，其中，用于构建菊花杂交群体的两个亲本的抗蚜性差异显著，通过对杂交群体及亲本进行群体的代谢组学(即挥发物)分析，再辅以昆虫行为学试验印证，从而在叶片挥发物中筛选出具蚜虫驱避功能的活性成分。在实际检测中，若直接收集亲本及杂交后代的叶片挥发物，目标性较弱，且挥发物种类繁多，不同杂交后代的挥发物种类及含量差异很大不能准确的判断具抗蚜性的差异挥发物。本专利技术首先对亲本及杂交后代进行抗性实验及菊小长管蚜行为学试验，及时从宏观检测鉴别不同菊花杂种后代抗菊小长管蚜水平的高低，以及菊花叶片挥发物成分对菊小长管蚜行为影响的差异。从而在进行叶片挥发物分析收集筛选时，依据后代群体对蚜虫的趋避性结果，缩小差异性叶片挥发物的筛选范围，以两个亲本及杂种后代的挥发物成分进行协方差矩阵下的主成分分析，能够快速(亲本与子代的挥发物有重合，样本量小)、准确地获取特征性挥发物。基于此，本专利技术第一方面提供一种筛选驱避菊小长管蚜的挥发物的方法，包括：(1)在菊花亲本及杂交后代植株上，接种菊小长管蚜成虫，8-12天后统计蚜虫数量；(2)对菊花杂交后代及亲本进行菊小长管蚜的行为选择试验；(3)利用固相顶空微萃取结合气相色谱质谱连用仪收集和鉴定菊花杂交后代及亲本的叶片挥发物；(4)将步骤(1)和步骤(2)的蚜虫趋避性结果与挥发物的差异性相关联，对步骤(3)中收集得到的两个亲本及杂种后代的叶片挥发物成分进行协方差矩阵下的主成分分析，根据载荷值筛选出候选活性挥发物；(5)使用所述候选挥发物的化学标准品，进行菊小长管蚜的行为学试验，确定驱避化合物成分。具体地，在本专利技术步骤(1)中，接种的菊小长管蚜成虫为4龄若虫蜕皮后24h内的无翅成虫；接种后，采用透气的PC盒罩住植株。本专利技术步骤(2)使用直径为19公分，高度为20公分的Y型嗅觉仪样品瓶进行行为选择试验，将植物连盆放入样品瓶中，盆土使用锡箔纸严密包裹。在本专利技术步骤(3)中，以癸酸乙酯标准品为内标；所用萃取头型号为50/30μmDVB/CAR/PDMS；气相色谱以氦气为载气；质谱采用电子离子源。在本专利技术步骤(4)中，利用GCMSSolution4.11软件参考NIST.11谱库检索结果进行定性分析；通过内标峰面积进行定量分析；利用Origin2019软件对叶片挥发物进行主成分分析，根据载荷值筛选出驱蚜植株的显著差异成分，为候选活性挥发物。在本专利技术步骤(5)中，以正己烷标准品为对照，候选活性挥发物标准品以正己烷为溶剂配制成不同浓度。具体地，一种筛选驱避菊小长管蚜的挥发物的方法，包括：(1)在菊花亲本及杂交后代植株上，接种菊小长管蚜成虫，8-12天后统计蚜虫数量；在接种蚜虫时，菊花植株长至8-12枚叶，接种的菊小长管蚜统一为4龄若虫蜕皮后24h内的无翅成虫。接种完成后，植株被规格为7×7×12cm，带有透气孔的PC盒罩住。(2)对菊花亲本及杂交后代进行菊小长管蚜的行为选择试验；所用Y型嗅觉仪样品瓶是经过特殊改造的直径为19公分，高度为20公分的气密PC瓶，植株连盆放入样品瓶中，盆土用锡箔纸严密包裹。(3)利用固相顶空微萃取结合气相色谱质谱连用仪，收集和鉴定菊花亲本及杂交后代菊花植株的叶片挥发物；以癸酸乙酯标准品为内标；所用萃取头型号为50/30μmDVB/CAR/PDMS，萃取条件为50℃，20分钟；热脱附进样条件为250℃，5分钟；所用气相色谱质谱平台为岛津CGMS-QP2010，色谱型号为DB-5MScapillarycolumn(30m×0.25mm×0.25μm)；气相色谱以氦气为载气，流速为1mL/min；运行程序为：起始温度40℃，维持2分钟，随后以5℃/min的速率增加到200℃，保持5分钟；电离电压为70eV，质谱扫描范围为40–500m/z，离子源温度为200℃，接口温度为250℃。(4)将步骤(1)和步骤(2)的蚜虫趋避性结果与挥发物的差异性相关联，对步骤(3)中收集得到的两个亲本及杂种后代的叶片挥发物成分进行协方差矩阵下的主成分分析，根据载荷值筛选出候选活性挥发物；利用GCMSSolution4.11软件参考NIST.11谱库检索结果进行定性分析，并通过内标峰面积进行定量分析；利用Origin2019软件对杂交后代挥发物进行主成分分析，根据载荷值筛选出驱蚜植株的显著差异成分，为候选活性挥发物。(5)使用所述候选挥发物的化学标准品，进行菊小长管蚜的行为学试验，确定驱避化合物成分；以正己烷标准品为对照，候选活性挥发物标准品以正己烷为溶剂配制成不同浓度。本专利技术提供的方法，用于从扦插繁殖得到的菊花亲本杂交后代中筛选驱避菊小长管蚜的挥发物。在从菊花亲本杂交后代中筛选驱避菊小长管蚜的挥发物时，选取生长状态良好无病虫害的芙蓉菊与甘菊杂种后代的脚芽，截取长6-8公分插穗，扦插至含草炭、珍珠岩和蛭石的基质中，待杂种后代无性系长至8-12枚叶时，接种菊小长管蚜成虫；其中，选取的是杂交后代母株的健壮脚芽进行扦插，插穗长6-8公分，扦插基质为草炭：珍珠岩：蛭石＝2：1：1。根据本领域技术人员的理解，本专利技术还要求保护，上述制备方法在培育抗蚜菊花栽培品种，或制备菊小长管蚜驱避剂中的应用。本专利技术还要求保护2-甲基丙烯醛用于制备菊小长管蚜驱避剂的新用途。本专利技术的有益效果至少在于：(1)本专利技术首次发现2-甲基丙烯醛具有驱避菊小长管蚜的作用，可用于制备菊小长管蚜驱避剂；(2)本专利技术所提供方法中，通过蚜虫抗性试验和行为选择试验筛选出显著差异的杂交后代株系，有效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种筛选驱避菊小长管蚜的挥发物的方法，其特征在于，包括：/n(1)在菊花亲本及杂交后代植株上，接种菊小长管蚜成虫，8-12天后统计蚜虫数量；/n(2)对菊花杂交后代及亲本进行菊小长管蚜的行为选择试验；/n(3)利用固相顶空微萃取结合气相色谱质谱连用仪收集和鉴定菊花杂交后代及亲本的叶片挥发物；/n(4)将步骤(1)和步骤(2)的蚜虫趋避性结果与挥发物的差异性相关联，对步骤(3)中收集得到的两个亲本及杂种后代的叶片挥发物成分进行协方差矩阵下的主成分分析，根据载荷值筛选出候选活性挥发物；/n(5)使用所述候选挥发物的化学标准品，进行菊小长管蚜的行为学试验，确定驱避化合物成分。/n

【技术特征摘要】
1.一种筛选驱避菊小长管蚜的挥发物的方法，其特征在于，包括：
(1)在菊花亲本及杂交后代植株上，接种菊小长管蚜成虫，8-12天后统计蚜虫数量；
(2)对菊花杂交后代及亲本进行菊小长管蚜的行为选择试验；
(3)利用固相顶空微萃取结合气相色谱质谱连用仪收集和鉴定菊花杂交后代及亲本的叶片挥发物；
(4)将步骤(1)和步骤(2)的蚜虫趋避性结果与挥发物的差异性相关联，对步骤(3)中收集得到的两个亲本及杂种后代的叶片挥发物成分进行协方差矩阵下的主成分分析，根据载荷值筛选出候选活性挥发物；
(5)使用所述候选挥发物的化学标准品，进行菊小长管蚜的行为学试验，确定驱避化合物成分。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)接种的菊小长管蚜成虫为4龄若虫蜕皮后24h内的无翅成虫；接种后，采用透气的PC盒罩住植株。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)使用Y型嗅觉仪样品瓶进行行为选择试验，将菊花植株连盆放入样品瓶中，盆土使用锡箔纸严密包裹。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，以癸酸乙酯标准品为内标；所用萃取头型号为50/30μmDVB/CA...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙明，钟剑，曹贺，陈俊通，郭彦宏，李大伟，刘淼，郭子雨，张启翔，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11