揚(yáng)州地區(qū)棉蚜寄主專(zhuān)化型及不同寄主植物對(duì)棉蚜基因表達(dá)的影響.pdf

1、蚜蟲(chóng)(Aphidoidea)是多食性害蟲(chóng)，由于取食范圍廣，可取食的植物種類(lèi)多，所以就會(huì)在選擇可取食植物種類(lèi)上產(chǎn)生分化，長(zhǎng)期進(jìn)化后會(huì)產(chǎn)生對(duì)某一寄主的依賴(lài)性和專(zhuān)一性，即寄主專(zhuān)化型。依據(jù)豌豆蚜(Acyrthosiphon piusm Harris)、煙蚜(Myzus persicae(Sulzer))和玉米蚜（Rhopalosiphum maidis）等有寄主專(zhuān)化型現(xiàn)象，和新疆、南京、河南等地有報(bào)道棉蚜(Aphis gossypii Glov

2、er)存在寄主專(zhuān)化型現(xiàn)象，結(jié)合揚(yáng)州地區(qū)植被多樣，冬季很多觀(guān)賞植物都會(huì)成為棉蚜越冬的場(chǎng)所，春季該害蟲(chóng)又遷移至棉花、黃瓜等第二寄主上進(jìn)行為害繁殖，因此本論文從棉蚜第二寄主著手，研究揚(yáng)州地區(qū)棉蚜的寄主分化情況，并借助轉(zhuǎn)錄組技術(shù)測(cè)序不同寄主組棉蚜在基因表達(dá)上的差異性，繼而尋找與寄主專(zhuān)化型相關(guān)的基因，為應(yīng)用靶向技術(shù)防治棉蚜提供理論依據(jù)。為此，本論文選取棉花、黃瓜以及西葫蘆三種植物作為棉蚜的寄主，研究結(jié)果如下:
　　1.采用寄主轉(zhuǎn)接建立種群生

3、命表的方法研究棉蚜在棉花、黃瓜和西葫蘆三種寄主上的分化情況，試驗(yàn)結(jié)果顯示:棉花組棉蚜轉(zhuǎn)接至黃瓜上后，只有轉(zhuǎn)接后的第8、9和10天有產(chǎn)仔現(xiàn)象，凈增殖率（R0）顯著下降，內(nèi)稟增長(zhǎng)率(rm)為負(fù)值，結(jié)論為棉花上棉蚜轉(zhuǎn)接至黃瓜上后不能建立種群;黃瓜上棉蚜轉(zhuǎn)接至棉花上后，前五天平均存活率僅39.67％，平均產(chǎn)仔量?jī)H為0.24頭/天，內(nèi)稟增長(zhǎng)率顯著降低，因此，黃瓜上的棉蚜種群也難以在棉花上建立種群;西葫蘆上棉蚜轉(zhuǎn)接至其他兩種寄主（棉花、黃瓜）上后，

4、前五天平均存活率分別為85.31％和91.01％，rm＞0，R0＞1，與其他兩組棉蚜比較差異不顯著。研究指出，棉花組與黃瓜組棉蚜互相轉(zhuǎn)接后均不能夠正常地建立種群，西葫蘆組棉蚜與其他兩組棉蚜在寄主上沒(méi)有分化現(xiàn)象，表明揚(yáng)州地區(qū)棉蚜可以分為棉花型和黃瓜型。
　　2.通過(guò)轉(zhuǎn)錄組技術(shù)測(cè)序三種寄主上的棉蚜基因表達(dá)量，結(jié)果顯示:在基因表達(dá)量密度分布中，棉花組棉蚜與黃瓜組棉蚜基因最集中區(qū)域的表達(dá)量差異性較大，西葫蘆組棉蚜位于這兩組寄主之間;以棉花

5、組為對(duì)照，將差異性基因進(jìn)行量化處理，發(fā)現(xiàn)黃瓜組棉蚜與棉花組棉蚜差異性基因量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于西葫蘆組棉蚜與棉花組棉蚜的差異性基因量(P＜0.01、P＜0.05)，這表明黃瓜組棉蚜與棉花組棉蚜的差異性大于西葫蘆組棉蚜與棉花組棉蚜的差異性;通過(guò)Venn圖得出，棉花組與黃瓜組棉蚜有8260個(gè)差異性基因，與西葫蘆組有1106個(gè)差異性基因，黃瓜組與西葫蘆組有276個(gè)差異性基因，棉花組與黃瓜組差異性基因數(shù)量是其與西葫蘆組差異性基因數(shù)量的7.5倍，是黃瓜組與西

6、葫蘆組差異性基因數(shù)量的30.0倍;通過(guò)與GO數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)，發(fā)現(xiàn)黃瓜組與棉花組棉蚜差異性基因主要集中在代謝過(guò)程、細(xì)胞進(jìn)程、生化進(jìn)程調(diào)節(jié)、細(xì)胞組分、催化劑活性等模塊中。
　　3.基于轉(zhuǎn)錄組結(jié)果篩選出七種酶系基因組，分別為細(xì)胞色素P450、乙酰膽堿酯酶acetylcholinesterase(AchE)、谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(GST)、NADH脫氫酶復(fù)合物、熱激蛋白HSP60、羧酸酯酶(CarE)以及ABC運(yùn)轉(zhuǎn)器（ABC transpor

7、ter）。每個(gè)酶系挑選2個(gè)基因計(jì)14個(gè)基因進(jìn)行實(shí)時(shí)定量PCR驗(yàn)證，結(jié)果發(fā)現(xiàn):除CarE g1基因外，其他13個(gè)上下調(diào)基因的實(shí)時(shí)定量PCR結(jié)果與轉(zhuǎn)錄組的結(jié)果一致，即以棉花組棉蚜為對(duì)照，AchEg1、AchEg2、NAD Hg1、ADHg2、HSP60g1、CarEg2在黃瓜組棉蚜體內(nèi)呈現(xiàn)上調(diào)，P450g1、P450g2、GSTg1、GSTg2、HSP60g2、ABCg1、ABCg2呈現(xiàn)下調(diào)，驗(yàn)證了轉(zhuǎn)錄組結(jié)果的準(zhǔn)確性;同時(shí)從共同的表達(dá)結(jié)果看