CTV感染甜橙對褐色橘蚜適合度的影響及其分子機制的初步研究.pdf

1、由柑橘衰退病毒（Citrus tristeza virus，CTV）引起的柑橘衰退病是一種重要的柑橘病害。除嫁接傳播外，CTV可通過蚜蟲以半持久性方式進行傳播，其中褐色橘蚜（Toxoptera citricida，Kirkaldy）被公認為CTV最有效的媒介昆蟲之一。CTV的強毒株系和褐色橘蚜在我國廣泛分布，嚴重威脅著甜橙、柚類等品種的安全生產(chǎn)。在病毒-寄主植物-介體昆蟲三者互作系統(tǒng)中，病毒可滯留在介體昆蟲體內(nèi)直接影響昆蟲，也可通過觸發(fā)

2、寄主植物的應激反應，進而在一定程度上影響介體昆蟲，以此改變介體昆蟲的生態(tài)適應性。三者互作關(guān)系既復雜又特異，且與病毒的介體傳播方式密切相關(guān)。通過對這些關(guān)系的系統(tǒng)性研究，將有利于我們研究出新的應對媒介傳播的植物病毒病的防控機制，并為害蟲防治和抗蟲植物培育提供新思路。
　　本文以褐色橘蚜-CTV-甜橙為研究對象，通過刺吸式電位圖譜（electrical penetration graph，EPG）、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS，Gas

3、 Chromatograph-Mass Spectrometer-computer）、RT-qPCR等技術(shù)探研究了褐色橘蚜在感染CTV甜橙上的生長發(fā)育、種群增長、寄主選擇、取食行為等生物學特性；分析了感病植株中游離氨基酸的含量與組成、可溶性總糖含量、防御酶活性及水楊酸（Salicylic acid，SA）、茉莉酸（Jasmine acid，JA）、乙烯（Ethylene，ET）等代謝途徑并評價了褐色橘蚜在外施SA、JA植株上的取食行為、

4、寄主選擇和種群增長情況，從植物防御角度初步探討了CTV誘導的甜橙與褐色橘蚜互作的分子機制，以期為三者互作奠定一定理論基礎(chǔ)。
　　主要研究結(jié)果如下：
　　1.褐色橘蚜在CT14、CT16-2、CT立間分離株上的發(fā)育歷期時長分別相對延長25%、6%、3%。橘蚜在CT14感染的甜橙上的3齡和4齡若蟲發(fā)育歷期為2.38±0.13 d、1.92±0.19 d，顯著長于其在健康植株上的歷期時長（3齡為1.29±0.26 d、4齡為1.5

5、0±0.01 d）；褐色橘蚜在感病植株上的種群增長量顯著低于其在健康植株上的種群增長，6頭橘蚜成蚜在CT14、CT16-2、CT立間分離株上一周的種群增長分別為106.47±17.27頭、124.33±11.78頭、155.60±8.90頭，顯著低于健康植株上的175.69±11.32頭。
　　2.對褐色橘蚜在健康植株及CT14、CT16-2、CT立間分離株上的寄主選擇行為進行了初步研究，發(fā)現(xiàn)在2h之內(nèi)，橘蚜更偏向在感病植株上取食

6、；隨著時間延長，橘蚜在感病植株上的選擇比率顯著降低，5h之后各處理株上蚜蟲比率無顯著性差異。
　　3.甜橙感染CTV會使褐色橘蚜的刺探行為表現(xiàn)出一定異常。橘蚜在感病植株上韌皮部之前刺探階段表現(xiàn)為較短而頻繁的刺探，其在CT14、CT16-2、CT立間分離株上E波總持續(xù)時間分別為260.35±29.55 min、224.95±24.96 min、213.91±24.08 min，顯著長于其在健康植株上的E波持續(xù)時間，132.69±23

7、.60 min。由此推測，感染CTV的植株在一定程度上增加了橘蚜的獲毒幾率。
　　4.受CTV感染的甜橙中游離氨基酸總量及必需氨基酸含量均顯著降低，感病植株中總糖分與總氨基酸比例顯著升高；橘蚜取食危害植株后，寄主植物中氨基酸及總糖含量無顯著性變化。此外，CTV感染和橘蚜取食均能影響寄主植物中過氧化氫酶（catalase，CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、苯丙氨酸解氨酶（phenylala

8、nine ammonia-lyase，PAL）、和多酚氧化酶（polyphenoloxidase，PPO）等防御酶活性，而過氧化物酶（peroxidase，POD）酶活性僅受橘蚜取食危害影響。推測寄主體內(nèi)生化物質(zhì)的改變可能是感病植株影響橘蚜生物學特性的重要因素之一。
　　5.測定了CTV感染、褐色橘蚜取食及兩者共同危害時引起的植物內(nèi)源SA和JA及揮發(fā)性氣體ET的含量，發(fā)現(xiàn)CT14，CT立間分離株中SA含量顯著上升，ET含量顯著下降

9、，且各分離株中JA含量均有所降低，但并不顯著。
　　6. SA調(diào)節(jié)基因BGL2、PR1及合成關(guān)鍵基因PAL在3個CTV分離株中表達量均顯著增加；而JA上游基因LOX2及下游基因MYC2在感病植株中表達量均顯著下調(diào)，JA抑制子基因JAZ在感病植株中均上調(diào)表達，但JA合成關(guān)鍵基因 FAD3在感病植株中并未發(fā)生顯著性變化；ET代謝關(guān)鍵基因ACO、ACS、ETR、EBF在3個CTV分離株中均下調(diào)表達。
　　7.植株外施SA或JA對褐

10、色橘蚜的種群增長、寄主選擇、取食行為均有顯著影響。橘蚜成蚜在對照植株上一周后的蚜蟲總數(shù)為114.23±12.98頭，在施用SA和JA甜橙上的種群增長均顯著降低，其蚜蟲總數(shù)分別為78.89±7.69頭，96.72±10.03頭。與SA和JA處理組相比，橘蚜更偏好選擇對照植株；橘蚜在SA處理上的刺探次數(shù)及E波持續(xù)時間均顯著增加。外源SA處理對橘蚜種群增長的抑制作用與橘蚜在感染CTV甜橙上的種群增長變化相互映證，該結(jié)果暗示了感染CTV甜橙中內(nèi)