煙粉虱-雙生病毒-寄主植物互作及植物防御機制研究.pdf

1、煙粉虱Bemisia tabaci及其傳播的雙生病毒是世界范圍內(nèi)廣泛發(fā)生的重要農(nóng)業(yè)有害生物，對棉花、番茄、木薯等多種作物的生產(chǎn)造成了嚴(yán)重?fù)p失。煙粉虱種群的暴發(fā)往往伴隨著雙生病毒病害的流行，煙粉虱-雙生病毒-植物間的互作可能在雙生病毒病害的流行及煙粉虱的迅速擴張中起了重要作用。本文對入侵的B型、Q型煙粉虱及土著ZHJ2型煙粉虱、番茄黃曲葉病毒(tomatoyellow leaf curlvirus, TYLCV)及寄主植物番茄間的互作進(jìn)行

2、了研究，并探討了這種互作關(guān)系在TYLCV的流行及Q型煙粉虱的入侵中所起作用。此外，鑒于煙粉虱-雙生病毒之間的間接互惠共生關(guān)系的重要生態(tài)學(xué)意義，本研究還以B型煙粉虱-中國番茄黃曲葉病毒(tomatoyellow leaf curl China virus, TYLCCNV)-煙草組合為研究對象，從植物防御角度研究了煙粉虱-雙生病毒間接互惠共生的機制。結(jié)果如下：
　　 (1)入侵B型、Q型和土著ZHJ2型煙粉虱對TYLCV的獲取、存

3、留及傳播
　　 在帶毒植株上取食30分鐘后，B型、Q型及ZHJ2型煙粉虱的部分個體內(nèi)檢測到了TYLCV DNA。隨著取食時間的延長，帶毒煙粉虱的比例隨之上升，取食10小時后B型和Q型煙粉虱帶毒率為100％，取食12小時后ZHJ2型煙粉虱的帶毒率也達(dá)到100％。一旦獲毒，TYLCV DNA可在三種煙粉虱體內(nèi)終身存留。隨著接種蟲口密度的增加，三種煙粉虱對TYLCV的傳播效率也隨之升高。在每株植物1頭帶毒煙粉虱的接種密度下，ZHJ2型

4、煙粉虱不能將TYLCV傳播至番茄，而B型和Q型煙粉虱的傳毒率分別為50％和55％。在每株植物5頭、10頭帶毒煙粉虱的接種密度下，B型和Q型煙粉虱的傳毒率也比ZHJ2型煙粉虱的顯著高。
　　 (2)Q型和ZHJ2型煙粉虱在健康和發(fā)病番茄植株上的適合度比較
　　 兩生物型煙粉虱在寄主植物番茄上的適合度存在明顯差異，Q型煙粉虱在健康或發(fā)病番茄上的壽命、產(chǎn)卵量、卵-成蟲存活率及種群增長速度均比ZHJ2型煙粉虱的顯著高。Q型或ZH

5、J2型煙粉虱在TYLCV侵染番茄上的表現(xiàn)與其在健康植株上的類似，表明植物受病毒侵染后對兩生物型煙粉虱的適合性末顯著變化。在TYLCV非寄主植物棉花上，每一生物型的帶毒雌蟲和不帶毒雌蟲之間壽命及產(chǎn)卵量差異不顯著，表明攜帶TYLCV對兩生物型煙粉虱的壽命和生殖力無顯著影響。
　　 (3)B型煙粉虱在感染TYLCCNV不同時期煙草上的適合度比較
　　 在注射后15、30及45天的發(fā)病煙草上，B型煙粉虱的產(chǎn)卵量比其在對照健康植株

6、上的顯著高，其中在注射病毒后15天煙草上的平均卵量最高，為其在健康植株上的1.9倍；其次是在注射病毒后30天的煙草上，為其在健康植株上的2.3倍；在注射病毒后45天的發(fā)病煙草上的平均產(chǎn)卵量比其在注射病毒后15天和30天發(fā)病煙草上的顯著低，但也是其在健康植株上的1.4倍。在注射病毒后15、30及45天的發(fā)病煙草上，B型煙粉虱的存活率也比其在健康植株上的顯著高，在注射病毒后45天發(fā)病煙草上的存活率比在注射病毒后15天發(fā)病煙草上的顯著低。在注

7、射病毒后15、30天的發(fā)病煙草上，平均日產(chǎn)卵量比其在健康植株上的顯著高，但在注射病毒后45天的發(fā)病煙草上，平均日產(chǎn)卵量與在健康煙草上的差異不顯著。
　　 (4)健康和感染TYLCCNV煙草的煙堿含量比較
　　 注射病毒后15天、30天發(fā)病煙草葉片煙堿含量均比其對照健康煙草的高，分別為其對照健康植株的2.0倍和1.5倍；而注射后45天發(fā)病煙草葉片的煙堿含量與健康煙草內(nèi)的差異不顯著。
　　 (5) TYLCCNV D

8、NAA及TYLCCNV DNAβ侵染對煙草適合性的影響
　　 TYLCCNV DNA A+β侵染煙草上的偽蛹、成蟲及總蟲數(shù)均比健康煙草上的顯著高，也比TYLCCNV DNAA單獨侵染煙草上的顯著高，后兩者之間各齡若蟲、偽蛹、成蟲及總蟲數(shù)均無顯著差異。
　　 (6)茉莉酸、水楊酸對煙草適合性的影響
　　 發(fā)病煙草葉片的內(nèi)源茉莉酸(jasmonic acid, JA)含量比健康煙草的顯著低，約為健康煙草的50％；發(fā)病

9、煙草的水楊酸(salicylic acid, SA)含量比健康煙草的高，但統(tǒng)計上差異不顯著。B型煙粉虱雌蟲在水楊酸甲酯( methyl salicylate,MeSA)處理煙草上的產(chǎn)卵量顯著比對照和MeJA( methyljasmonate, MeJA)處理煙草上的高，分別是其2.3倍和5.7倍；放蟲7天后，煙粉虱雌成蟲在MeSA處理煙草上的存活率比對照和MeJA處理煙草上的顯著高，分別是其2.8和5.6倍。
　　 本研究結(jié)果表

10、明，入侵的B型或Q型煙粉虱的傳毒效率明顯高于土著ZHJ2型煙粉虱。TYLCV侵染寄主植物對入侵的Q型煙粉虱和土著ZHJ2型煙粉虱均無明顯不利影響，但由于番茄對Q型煙粉虱的適合性較高而對ZHJ2型煙粉虱較低，Q型煙粉虱可能是田間主要的TYLCV傳播介體，隨著Q型煙粉虱的進(jìn)一步擴散，TYLCV及其他雙生病毒對番茄等作物生產(chǎn)的潛在威脅可能會日趨嚴(yán)重。
　　 發(fā)病植物對煙粉虱的適合性與植物發(fā)病過程相關(guān)，并且去除致病因子DNAβ后，僅TY

11、LCCNV DNAA侵染的不顯癥煙草植株對煙粉虱的適合性與健康植株的沒有差異，表明DNAβ在煙粉虱-雙生病毒互作中起了重要作用。TYLCCNV侵染植物的JA含量比健康植物的顯著低，外源施用SA可導(dǎo)致植物對煙粉虱的適合性上升，表明TYLCCNV對植物侵染導(dǎo)致的對JA防御途徑減弱可能是B型煙粉虱-TYLCCNV間接互惠共生關(guān)系產(chǎn)生的一個重要原因，這種抑制作用很可能是病毒侵染導(dǎo)致的植物SA途徑上調(diào)對JA途徑的抑制或病毒DNAβ對JA途徑的直接