淺黃恩蚜小蜂寄生對煙粉虱發(fā)育的影響及調控機制初探.pdf

1、煙粉虱(Bemisia tabaci Gennadius)是一種在世界范圍內為害嚴重的入侵性農業(yè)害蟲。淺黃恩蚜小蜂(Encarsia sophia Girault& Dodd)作為一種優(yōu)勢寄生蜂，在煙粉虱綠色防控中發(fā)揮了極為重要的作用，研究寄生蜂與寄主間的互作機制可以更好地挖掘和利用寄生蜂的控害潛能。本文以Q隱種煙粉虱及其淺黃恩蚜小蜂為研究對象，檢測了寄生前后煙粉虱若蟲體型和齡期發(fā)育的變化，通過對寄生后24h和72h的煙粉虱若蟲進行轉錄

2、組測序，發(fā)現了大量差異表達基因。選取絲氨酸蛋白酶抑制劑、表皮蛋白和檸檬酸合成酶等9個基因進行定量PCR驗證，證實了轉錄組分析的可靠性。然后，檢測了寄生后煙粉虱若蟲海藻糖含量和酶活力的變化，揭示了淺黃恩蚜小蜂對煙粉虱的發(fā)育、物質代謝及免疫具有調控作用，為了解寄生蜂對半翅目害蟲的調控機理以及寄主自身防御機制奠定基礎。
　　1.判斷煙粉虱被成功寄生的方法——穿刺孔數量
　　由于淺黃恩蚜小蜂和煙粉虱的體形均比較小，在寄生早期，很難確

3、定是否寄生成功。為此，對寄生后6h、12h和24h產生寄生孔的煙粉虱進行解剖，分析具有1個、2個、3個和3個以上穿刺孔的煙粉虱被成功寄生的幾率。結果表明，在寄生后6h時，穿刺孔數目越多，煙粉虱寄生率越高。而在其余時間點，穿刺孔數目與寄生率之間無明顯關聯(lián)性。同樣數量穿刺孔的煙粉虱中，寄生后12h以后，寄生率趨于穩(wěn)定，表明寄生時間和穿刺孔數量均對寄生率有一定影響。綜合考慮，在寄生后12h之前，優(yōu)先選擇穿刺孔數量多的煙粉虱作為寄生組;12h以

4、后，有穿刺孔即可基本確定該煙粉虱被成功寄生。
　　2.淺黃恩蚜小蜂寄生對煙粉虱若蟲體型和發(fā)育的影響
　　淺黃恩蚜小蜂對寄主的發(fā)育產生明顯影響。測定了寄生后24h、48h和72h寄生組和對照組煙粉虱若蟲的體長、體寬，并計算出相應的體積，結果表明淺黃恩蚜小蜂寄生對煙粉虱若蟲體型變化無顯著影響。同時在顯微鏡下觀察了寄生后1d、2d、3d、4d和5d寄生組以及對照組煙粉虱若蟲的發(fā)育情況，發(fā)現從第3d開始，寄生組和對照組煙粉虱發(fā)育進度

5、出現差異，前者變緩慢;寄生后第4d，寄生組復眼明顯分解，而對照組煙粉虱各組織器官基本形成;寄生后第5d，對照組煙粉虱進入偽蛹期，而寄生組體液逐漸減少，其體內能夠明顯看出寄生蜂幼蟲的輪廓，表明淺黃恩蚜小蜂寄生能夠抑制煙粉虱若蟲進入偽蛹期，但在煙粉虱的外型上無明顯變化。
　　3.淺黃恩蚜小蜂寄生后煙粉虱的基因表達變化
　　淺黃恩蚜小蜂寄生后對煙粉虱的基因表達具有顯著調控作用，這也是其成功寄生的基礎。選擇寄生后24h和72h作為研

6、究淺黃恩蚜小蜂對煙粉虱基因表達調控的時間點，結果發(fā)現煙粉虱若蟲1，284條基因的表達量在寄生組與對照組中存在顯著性差異，其中852條顯著上調，630條顯著下調。進一步分析表明與煙粉虱免疫防御反應相關的基因在寄生后24h和72h均發(fā)生顯著上調，表明煙粉虱啟動了免疫和防御反應。寄生后72h，涉及煙粉虱細胞免疫、體液免疫、細胞遷移的一些基因以及調控保護酶合成的基因出現顯著下調，可能是淺黃恩蚜小蜂對煙粉虱的免疫反應進行了抑制。寄生后72h，寄生

7、蜂顯著抑制了寄主蛹表皮蛋白、芳基貯存蛋白等基因的表達，促進了幼蟲表達蛋白基因的上調，表明寄生延緩了煙粉虱的生長發(fā)育，與上一章節(jié)觀察中發(fā)現煙粉虱若蟲無法進入偽蛹期的結果相一致。此外，淺黃恩蚜小蜂寄生還誘導寄主硬脂酸輔酶A還原酶以及胰島素分泌及信號通路相關基因發(fā)生過量表達，說明寄生蜂對煙粉虱的營養(yǎng)代謝進行了調控。而煙粉虱體內參與呼吸作用和三羧酸循環(huán)的基因發(fā)生過量表達，表明寄生蜂寄生可能調控寄主的能量代謝。寄生后72h參與代謝的基因數量和種類

8、多于24h，可能與寄生蜂在該時期對能量的需求更大有關。
　　4.淺黃恩蚜小蜂寄生對煙粉虱若蟲海藻糖含量及海藻糖酶活力的影響
　　海藻糖是昆蟲血液和胸肌中的主要糖類，必須被海藻糖酶分解成葡萄糖才能用于糖酵解，以滿足昆蟲的能量需求。海藻糖酶也是昆蟲幾丁質合成通路中的關鍵酶。淺黃恩蚜小蜂顯著影響了煙粉虱體內海藻糖含量以及海藻糖酶的活性。寄生后，煙粉虱體內海藻糖含量先升高后降低，而海藻糖酶活性變化則與海藻糖變化趨勢相反。含量及酶活力