煙粉虱MEAM1隱種和溫室粉虱漆酶-1基因表達(dá)模式及功能研究.pdf

1、煙粉虱Bemisiatabaci（Gennadius）MiddleEast-AsiaMinor1（MEAM1）隱種（以往稱(chēng)“B型煙粉虱”）和溫室粉虱Trialeurodesvaporariorum（Westwood）屬于半翅目，粉虱科，兩種粉虱均是外來(lái)入侵農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)，形態(tài)相似，?；旌习l(fā)生，在不同季節(jié)交替危害，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而目前兩種粉虱在田間競(jìng)爭(zhēng)替代的生理與分子機(jī)制尚不明確。
　　 粉虱類(lèi)昆蟲(chóng)為刺吸式口器，刺吸式昆

2、蟲(chóng)取食誘導(dǎo)的植物防御反應(yīng)對(duì)再侵染昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖產(chǎn)生負(fù)面影響，包括發(fā)育歷期延長(zhǎng)、后代個(gè)體數(shù)量降低、死亡率升高等，昆蟲(chóng)取食引起的寄主植物防御反應(yīng)差異加速了粉虱之間的競(jìng)爭(zhēng)取代，而昆蟲(chóng)分泌的唾液在誘導(dǎo)植物防御反應(yīng)中起了重要作用。粉虱類(lèi)昆蟲(chóng)的唾液中包含了豐富的酶類(lèi)，這些酶類(lèi)與其取食活動(dòng)密切相關(guān)，能協(xié)助刺吸式口器昆蟲(chóng)穿刺植物組織、消化食物、解毒次生防御物質(zhì)以及克服被取食植物的防御反應(yīng)，而且還與傳播植物病毒和誘導(dǎo)植物病理反應(yīng)等有關(guān)。
　　

3、 多酚氧化酶是多種刺吸式昆蟲(chóng)唾液中的關(guān)鍵酶類(lèi)，可以通過(guò)干擾寄主植物正常的氧化還原反應(yīng)來(lái)調(diào)控食物來(lái)源更有利于昆蟲(chóng)本身。昆蟲(chóng)體內(nèi)的漆酶-1（laccase1，Lac-1）屬于多酚氧化酶家族，被認(rèn)為參與昆蟲(chóng)取食過(guò)程中的金屬離子代謝、降解植物次生有毒物質(zhì)以及免疫防御等生理活動(dòng)，在昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起了至關(guān)重要的作用，鑒于此，本研究對(duì)重要農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)煙粉虱MEAM1隱種和溫室粉虱體內(nèi)的Lac-1基因進(jìn)行了克隆表達(dá)與功能分析，主要研究結(jié)果如下:

4、r>　　 一、兩種粉虱唾液中漆酶酶活力比較
　　 以番茄植株上長(zhǎng)期飼養(yǎng)的煙粉虱MEAM1隱種和溫室粉虱種群為研究對(duì)象，采用人工飼養(yǎng)方法分離提取兩種粉虱的唾液并測(cè)定唾液中的漆酶酶活力，發(fā)現(xiàn)溫室粉虱體內(nèi)的漆酶酶活性較高。
　　 二、兩種粉虱漆酶基因的克隆及序列分析
　　 克隆得到了煙粉虱MEAM1隱種和溫室粉虱的2條漆酶基因片段，經(jīng)比對(duì)確定均為L(zhǎng)ac-1cDNA序列片段，分別命名為T(mén)vLac-1和BtLac-1。其

5、中BtLac-1序列片段長(zhǎng)1452bp，編碼483個(gè)氨基酸，具有漆酶特有的銅氧化酶結(jié)構(gòu)域;TvLac-1序列片段長(zhǎng)639bp，編碼212個(gè)氨基酸，兩核苷酸序列相似為99.8％。
　　 三、兩種粉虱漆酶-1基因在不同齡期及不同組織部位的表達(dá)模式分析
　　 對(duì)漆酶．1基因在兩種粉虱體內(nèi)不同發(fā)育階段和不同組織部位的mRNA表達(dá)水平進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，Lac-1在MEAM1隱種和溫室粉虱的頭胸部、中腸和腹部殘骸中均有表達(dá)，但在

6、中腸中表達(dá)量最高;在各個(gè)發(fā)育階段均有表達(dá)，成蟲(chóng)中的表達(dá)量高于若蟲(chóng);MEAM1隱種中各個(gè)時(shí)期的表達(dá)量均高于溫室粉虱;但在溫室粉虱中腸中的相對(duì)表達(dá)量高于MEAM1隱種。
　　 四、兩種粉虱漆酶．1基因功能的分析
　　 探索了用飼喂法開(kāi)展MEAM1隱種RNAi基因沉默的效果，基因沉默效果隨取食時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低，至5d后出現(xiàn)了基因的過(guò)量表達(dá)。但從Lac-1的相對(duì)表達(dá)量與昆蟲(chóng)的存活率和后代數(shù)量看，Lac-1表達(dá)量與昆蟲(chóng)壽命表現(xiàn)

7、一定的相關(guān)性，Lac-1表達(dá)量高時(shí)，昆蟲(chóng)的存活率也較高，而對(duì)后代數(shù)量的影響則不明顯。
　　 探討了粉虱取食外源水楊酸處理植株后的生理響應(yīng)，水楊酸能誘導(dǎo)植物防御反應(yīng)，相對(duì)于對(duì)照，煙粉虱MEAM1隱種和溫室粉虱取食外施水楊酸的番茄植物后，Lac-1相對(duì)表達(dá)量均下降，MEAM1隱種下降的幅度高于溫室粉虱。隨取食外施水楊酸植株的時(shí)間的增加，煙粉虱MEAM1隱種存活率下降，差異顯著，溫室粉虱存活率亦下降，但差異不顯著;煙粉虱MEAM1隱種