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刺吸电位技术在植食性盲蝽取食行为研究中的应用

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刺吸电位技术在植食性盲蝽取食行为研究中的应用

作者:赵旭辉门兴元周成刚

来源:《山东农业科学》2013年第07期

摘要:刺吸电位技术(electrical penetration graph,简称EPG)是昆虫电生理学发展的技术之一,主要用于研究刺吸式口器昆虫对寄主植物的取食行为。通过电子转换,将刺吸式昆虫取食行为中的不同阶段以不同的取食波形显示出来。本文综述了刺吸电位技术的发展历史、工作原理和植食性盲蝽的取食特点以及不同盲蝽取食行为中的EPG波形变化,同时概述了EPG应用中的技术要点。

关键词:EPG;植食性盲蝽;取食行为;EPG波形

中图分类号:S431.9文献标识号:A文章编号:1001-4942(2013)07-0133-05

电信号传递是生物体内信息传递的主要方式之一[1],对电信号的研究衍生出了电生理学。作为昆虫电生理学研究的常用技术之一,刺吸电位技术(electrical penetration graph, EPG)通过记录刺吸式口器昆虫口针在寄主组织中的刺探行为引起的电信号变化特征来对昆虫口针在寄主组织中的位置进行准确定位,从而对刺吸式昆虫取食行为的不同阶段进行研究。经过不断的发展,EPG技术已经成为研究刺吸式口器昆虫对寄主植物的取食选择性、取食部位虫传病毒的机制和作物的抗虫机制等的重要手段[2~5]。

EPG技术最先应用于蚜虫取食行为的研究,此后逐渐应用在粉虱和叶蝉等典型刺吸式昆虫的取食行为研究中。近年来,由于植食性盲蝽类害虫的大面积暴发,EPG技术在植食性盲蝽类害虫取食行为研究中的应用日益增加。在植食性的刺吸类害虫中,植食性盲蝽类昆虫属于细胞取食者,其取食行为特点与蚜虫和粉虱等汁液取食者有所不同,因而这两类昆虫取食行为的EPG波形有一定的差别,在EPG使用中的技术要点上也有一些差异。目前EPG技术在植食性盲蝽取食行为研究中的应用尚有较大空间。

1EPG的发展历史及其工作原理

1.1EPG的发展历史

EPG的原型是1964年美国加利福尼亚大学McLean和Kinsey设计的蚜虫取食监测系统(electrical feeding monitor),并依此建立了蚜虫的取食和分泌唾液的波形记录,及豌豆蚜取食刺吸行为与电子记录波形的对应关系,后来又观察了温度对刺吸行为的影响[6~9]。之后历经不少学者的努力改进,最终得以发展成熟[10~16]。到了20世纪80年代中期,EPG技术与计算机联用,明显提高了分析效率,之后的绝大多数EPG 的使用逐步建立在波形基础上,对昆虫

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