中國番茄黃曲葉病毒-MEAM1煙粉虱-煙草互作的營養(yǎng)相關(guān)機制.pdf

1、在病毒-媒介昆蟲-植物三者互作系統(tǒng)中，病毒可以在昆蟲體內(nèi)直接對昆蟲產(chǎn)生影響，也可以改變感病植物的生理狀況，從而間接對昆蟲產(chǎn)生影響.三者互作對昆蟲及病原物的種群動態(tài)具有重要作用。在過去20年中，世界各地雙生病毒病的流行往往伴隨著入侵煙粉虱的大暴發(fā)。雙生病毒-煙粉虱-植物互作對煙粉虱入侵及雙生病毒流行的作用逐漸受到關(guān)注。本實驗室較早發(fā)現(xiàn)煙草感染中國番茄黃曲葉病毒（Tomatoyellow leaf curl China virus，TYLC

2、CNV）后能夠顯著提高M(jìn)iddle East-Aisa Minor1（MEAM1）煙粉虱隱種的壽命、產(chǎn)卵量以及種群增長速率，然而煙粉虱直接攜帶該病毒時則不利于種群增長。本研究以該發(fā)現(xiàn)作為基礎(chǔ)，試圖揭示TYLCCNV-MEAM1煙粉虱-煙草互作的營養(yǎng)相關(guān)機制，從而為入侵煙粉虱及雙生病毒的防控提供理論依據(jù)。
　　 在本研究中，我們首先檢測TYLCCNV感染、MEAM1煙粉虱取食、以及兩者共同危害是否改變煙草韌皮部汁液的營養(yǎng)成分，然后

3、檢測煙粉虱取食感病與未感病煙草時分泌蜜露的營養(yǎng)成分，最后檢測帶毒與未帶毒煙粉虱在病毒的非寄主植物棉花上取食時分泌蜜露的營養(yǎng)成分，上述實驗用于分析三者互作對植物營養(yǎng)成分和煙粉虱營養(yǎng)吸收的影響。另外，鑒于海藻糖與海藻糖酶在昆蟲營養(yǎng)代謝中的重要作用，我們比較了煙粉虱取食感病與未感病煙草時、以及煙粉虱帶毒與未帶毒時體內(nèi)海藻糖酶活性及海藻糖含量，還克隆了編碼海藻糖酶的兩個基因BtTres，并檢測了各蟲態(tài)BtTres的表達(dá).研究結(jié)果如下:
　

4、　 (1)TYLCCNV感染與MEAM1煙粉虱取食對煙草韌皮部汁液營養(yǎng)成分的影響
　　 當(dāng)煙草受到病毒感染、煙粉虱取食、以及兩者共同危害時，其韌皮部汁液中必需氨基酸的比例以及總糖分與總氨基酸的比例與對照無顯著差異，這表明TYLCCNV對MEAM1煙粉虱的間接有利影響與煙草韌皮部汁液營養(yǎng)成分無關(guān).
　　 (2)煙草感染TYLCCNV對MEAM1煙粉虱營養(yǎng)吸收的影響
　　 雖然煙草韌皮部汁液營養(yǎng)成分不受病毒感染與煙

5、粉虱取食的影響，但是煙粉虱取食感病煙草比取食未感病煙草吸收較低比例的糖分與較高比例的必須氨基酸，這是一種更加均衡的營養(yǎng)吸收模式，可能有利于煙粉虱生存與繁殖.另外，無論煙草感染病毒與否，煙粉虱取食較小齡期的煙草都比取食較大齡期的煙草吸收更加均衡的營養(yǎng)，這表明煙草齡期也能影響煙粉虱對營養(yǎng)的吸收。
　　 (3) TYLCCNV對MEAM1煙粉虱營養(yǎng)吸收的直接影響
　　 帶毒與未帶毒煙粉虱分泌排出的必需氨基酸比例無顯著差異，但帶

6、毒煙粉虱比未帶毒煙粉虱排出更低比例的糖分，表明帶毒煙粉虱的營養(yǎng)吸收較為不均衡，這可能不利于煙粉虱生存與繁殖，同時也表明煙粉虱取食感病煙草時對營養(yǎng)吸收的改善來自于病毒通過植株介導(dǎo)的間接影響，并且這種間接影響的效果抵消并超越了直接影響，當(dāng)兩者共同存在時，只表現(xiàn)出對煙粉虱有利的間接影響。
　　 (4)TYLCCNV對MEAM1煙粉虱海藻糖酶與海藻糖的影響
　　 煙粉虱取食感病煙草與取食未感病煙草相比，體內(nèi)海藻糖酶活性更高、海藻

7、糖含量更低;帶毒與未帶毒煙粉虱體內(nèi)海藻糖酶活性無顯著差異，但帶毒煙粉虱體內(nèi)海藻糖含量顯著高于未帶毒煙粉虱。對結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，海藻糖酶活性與寄主適合性呈正相關(guān)，而海藻糖含量與吸收糖分的比例呈正相關(guān)，由此推測，海藻糖參與到病毒對煙粉虱營養(yǎng)吸收的調(diào)控過程中，而該過程與海藻糖酶無直接關(guān)系，但海藻糖酶活性可能作為評價寄主適合性的指標(biāo)之一.另外，我們利用RACE技術(shù)得到煙粉虱兩個BtTres的cDNA全長序列。通過分析推測的蛋白序列發(fā)現(xiàn)，BtTr

8、e-1與BtTre-2分別編碼可溶型與膜結(jié)合型海藻糖酶.兩個BtTres在偽蛹階段的表達(dá)量最高，可能因為此階段煙粉虱正準(zhǔn)備羽化，而羽化所需的能量與幾丁質(zhì)都需要海藻糖酶參與提供。此外，各個蟲態(tài)BtTre-2的表達(dá)量都高于BtTre-1，說明在煙粉虱體內(nèi)BtTre-2的作用較大，但其具體功能尚不清楚。
　　 綜上所述，在TYLCCNV-MEAM1煙粉虱-煙草互作組合中，雖然病毒感染與煙粉虱取食未顯著改變煙草韌皮部汁液的營養(yǎng)成分，但病