煙粉虱-雙生病毒-寄主植物互作及寄主植物在三者互作中的調(diào)控機(jī)制.pdf

1、近年來(lái)，MEAM1煙粉虱和MED煙粉虱已入侵到全球許多國(guó)家和地區(qū)，給棉花、番茄和木薯等多種經(jīng)濟(jì)作物的種植和生產(chǎn)造成了毀滅性的災(zāi)難。煙粉虱的暴發(fā)通常伴隨著雙生病毒的流行及新雙生病毒的出現(xiàn)，因此煙粉虱-雙生病毒間的互惠共生在雙生病毒的流行及煙粉虱的迅速擴(kuò)張中起著重要作用。根據(jù)前人的研究結(jié)果可知，煙粉虱-雙生病毒-植物互作關(guān)系復(fù)雜，可能對(duì)煙粉虱生長(zhǎng)有利，也可能不利或無(wú)影響，這些互作關(guān)系的差異主要取決于不同的煙粉虱隱種、不同的寄主植物及其品系以

2、及不同的病毒及其株系所組成的不同組合。本文以入侵性極強(qiáng)的MEAM1煙粉虱和MED煙粉虱，中國(guó)番茄黃曲葉病毒(Tomatoyellow leaf curl China virus，TYLCCNV)、中國(guó)番木瓜曲葉病毒(Papaya leaf curl China virus，PaLCuCNV)和番茄黃曲葉病毒(Tomatoyellow leaf curl virus，TYLCV)3種雙生病毒，番茄(品種:中雜9號(hào))、番茄(品種:Castl

3、eMart)及CastleMart為背景型的茉莉酸合成缺失突變體spr2番茄和茉莉酸過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因品系35S-prosystemin番茄以及本氏煙(Nicotianabenthamiana)為研究對(duì)象，比較煙粉虱在健康和感病寄主植物上的生物學(xué)特性，確定能夠產(chǎn)生互惠共生關(guān)系的煙粉虱-雙生病毒-植物組合。并進(jìn)一步從植物防御角度研究三者互作的機(jī)制。結(jié)果如下:
　　1) MEAM1煙粉虱和MED煙粉虱在健康和感病番茄上的生物學(xué)特性比較

4、>　　與健康番茄植株上相比，MEAM1煙粉虱在感染TYLCCNV或TYLCV病毒的番茄(品種:CastleMart)或者番茄（品種:中雜9號(hào))植株上的雌雄蟲(chóng)存活率和單雌產(chǎn)卵量均不存在顯著變化;MED煙粉虱在感染TYLCCNV的番茄(品種:CastleMart)、感染TYLCV的番茄(品種:中雜9號(hào))或者番茄(品種:CastleMart)植株上的生物學(xué)特性不存在顯著差異，而在感染TYLCCNV的番茄（品種:中雜9號(hào))上的MED煙粉虱單雌產(chǎn)

5、卵量顯著高于健康番茄上的產(chǎn)卵量，且雌雄蟲(chóng)存活率也有輕微升高，表現(xiàn)出一定的互惠趨勢(shì)。
　　2) MEAM1煙粉虱和MED煙粉虱在野生型番茄及其茉莉酸突變體植株上的生物學(xué)特性比較
　　與在野生型番茄(品種:CastleMart)上比較，MEAM1煙粉虱和MED煙粉虱在茉莉酸合成缺失突變體番茄spr2上的成蟲(chóng)存活率和產(chǎn)卵量顯著升高，而在茉莉酸過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因番茄35S-prosystemin上的成蟲(chóng)存活率和產(chǎn)卵量顯著降低，說(shuō)明茉莉酸途

6、徑可以有效防御煙粉虱的取食和生長(zhǎng)。但MEAM1煙粉虱和MED煙粉虱在這三種番茄上的若蟲(chóng)期存活率差別不大，在茉莉酸過(guò)表達(dá)的番茄35S-prosystemin上的發(fā)育歷期明顯縮短了1-2天。
　　3) MEAM1煙粉虱和MED煙粉虱在健康和感病茉莉酸突變體番茄上的生物學(xué)特性比較
　　與突變體番茄spr2或轉(zhuǎn)基因番茄35S-prosystemin植株上相比，MEAM1煙粉虱或MED煙粉虱在感染TYLCCNV病毒的茉莉酸合成缺失突變

7、體番茄spr2或者過(guò)表達(dá)茉莉酸前體prosystemin的轉(zhuǎn)基因番茄35S-prosystemin上的雌雄蟲(chóng)存活率及單雌產(chǎn)卵量基本無(wú)變化或者有下降;而在感染TYLCV病毒的番茄spr2或者番茄35S-prosystemin上，MEAM1煙粉虱和MED煙粉虱的雌雄蟲(chóng)存活率及單雌產(chǎn)卵量基本都有升高，特別是在感染了TYLCV的番茄35S-prosystemin上，升高效果顯著。
　　通過(guò)定量茉莉酸(JA)途徑相關(guān)基因的表達(dá)量發(fā)現(xiàn)，感染T

8、YLCCNV的番茄35S-prosystemin上，JA途徑的相關(guān)合成基因，調(diào)控因子及下游防御基因的表達(dá)與健康植株相比都有顯著降低。而感染TYLCV的番茄35S-prosystemin上，JA途徑的下游防御基因表達(dá)顯著降低，但是其合成基因及調(diào)控因子變化不大。
　　4)本氏煙介導(dǎo)的雙生病毒-煙粉虱互作機(jī)制
　　與健康本氏煙植株上相比，MEAM1煙粉虱和MED煙粉虱在感染PaLCuCNV或TYLCV病毒的本氏煙植株上，成蟲(chóng)存活率

9、上升效果顯著，而單雌產(chǎn)卵量變化不大。在TYLCCNV感染的本氏煙上MEAM1和MED煙粉虱的成蟲(chóng)存活率和單雌產(chǎn)卵量均沒(méi)有顯著變化。
　　與健康本氏煙上相比，TYLCCNV病毒感染本氏煙后，本氏煙葉片腺毛數(shù)量基本沒(méi)有變化。而本氏煙接種病毒PaLCuCNV和TYLCV后，腺毛數(shù)量下降顯著。
　　通過(guò)定量JA、SA途徑相關(guān)基因及萜類(lèi)物質(zhì)合成相關(guān)基因的表達(dá)量發(fā)現(xiàn)，與健康本氏煙相比，TYLCCNV病毒侵染的本氏煙中，JA途徑相關(guān)基因表

10、達(dá)強(qiáng)度變化不大，SA途徑的下游基因表達(dá)量升高顯著，萜類(lèi)物質(zhì)合成相關(guān)基因大部分表達(dá)顯著下調(diào);PaLCuCNV病毒侵染本氏煙后，JA途徑部分合成基因表達(dá)下調(diào)，SA途徑的下游基因表達(dá)量顯著升高，萜類(lèi)物質(zhì)合成相關(guān)基因表達(dá)無(wú)差異;TYLCV病毒侵染本氏煙后，JA途徑基因表達(dá)量變化不大，SA途徑的下游基因表達(dá)量升高顯著，萜類(lèi)物質(zhì)合成基因部分表達(dá)下調(diào)。
　　而與對(duì)照（無(wú)本氏煙揮發(fā)物存在）棉花上相比，在健康或感染PaLCuCNV或TYLCCNV病