CTV感染甜橙對(duì)褐色橘蚜適合度的影響及其分子機(jī)制的初步研究.pdf

1、由柑橘衰退病毒（Citrus tristeza virus，CTV）引起的柑橘衰退病是一種重要的柑橘病害。除嫁接傳播外，CTV可通過(guò)蚜蟲以半持久性方式進(jìn)行傳播，其中褐色橘蚜（Toxoptera citricida，Kirkaldy）被公認(rèn)為CTV最有效的媒介昆蟲之一。CTV的強(qiáng)毒株系和褐色橘蚜在我國(guó)廣泛分布，嚴(yán)重威脅著甜橙、柚類等品種的安全生產(chǎn)。在病毒-寄主植物-介體昆蟲三者互作系統(tǒng)中，病毒可滯留在介體昆蟲體內(nèi)直接影響昆蟲，也可通過(guò)觸發(fā)

2、寄主植物的應(yīng)激反應(yīng)，進(jìn)而在一定程度上影響介體昆蟲，以此改變介體昆蟲的生態(tài)適應(yīng)性。三者互作關(guān)系既復(fù)雜又特異，且與病毒的介體傳播方式密切相關(guān)。通過(guò)對(duì)這些關(guān)系的系統(tǒng)性研究，將有利于我們研究出新的應(yīng)對(duì)媒介傳播的植物病毒病的防控機(jī)制，并為害蟲防治和抗蟲植物培育提供新思路。
　　本文以褐色橘蚜-CTV-甜橙為研究對(duì)象，通過(guò)刺吸式電位圖譜（electrical penetration graph，EPG）、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS，Gas

3、 Chromatograph-Mass Spectrometer-computer）、RT-qPCR等技術(shù)探研究了褐色橘蚜在感染CTV甜橙上的生長(zhǎng)發(fā)育、種群增長(zhǎng)、寄主選擇、取食行為等生物學(xué)特性；分析了感病植株中游離氨基酸的含量與組成、可溶性總糖含量、防御酶活性及水楊酸（Salicylic acid，SA）、茉莉酸（Jasmine acid，JA）、乙烯（Ethylene，ET）等代謝途徑并評(píng)價(jià)了褐色橘蚜在外施SA、JA植株上的取食行為、

4、寄主選擇和種群增長(zhǎng)情況，從植物防御角度初步探討了CTV誘導(dǎo)的甜橙與褐色橘蚜互作的分子機(jī)制，以期為三者互作奠定一定理論基礎(chǔ)。
　　主要研究結(jié)果如下：
　　1.褐色橘蚜在CT14、CT16-2、CT立間分離株上的發(fā)育歷期時(shí)長(zhǎng)分別相對(duì)延長(zhǎng)25%、6%、3%。橘蚜在CT14感染的甜橙上的3齡和4齡若蟲發(fā)育歷期為2.38±0.13 d、1.92±0.19 d，顯著長(zhǎng)于其在健康植株上的歷期時(shí)長(zhǎng)（3齡為1.29±0.26 d、4齡為1.5

5、0±0.01 d）；褐色橘蚜在感病植株上的種群增長(zhǎng)量顯著低于其在健康植株上的種群增長(zhǎng)，6頭橘蚜成蚜在CT14、CT16-2、CT立間分離株上一周的種群增長(zhǎng)分別為106.47±17.27頭、124.33±11.78頭、155.60±8.90頭，顯著低于健康植株上的175.69±11.32頭。
　　2.對(duì)褐色橘蚜在健康植株及CT14、CT16-2、CT立間分離株上的寄主選擇行為進(jìn)行了初步研究，發(fā)現(xiàn)在2h之內(nèi)，橘蚜更偏向在感病植株上取食

6、；隨著時(shí)間延長(zhǎng)，橘蚜在感病植株上的選擇比率顯著降低，5h之后各處理株上蚜蟲比率無(wú)顯著性差異。
　　3.甜橙感染CTV會(huì)使褐色橘蚜的刺探行為表現(xiàn)出一定異常。橘蚜在感病植株上韌皮部之前刺探階段表現(xiàn)為較短而頻繁的刺探，其在CT14、CT16-2、CT立間分離株上E波總持續(xù)時(shí)間分別為260.35±29.55 min、224.95±24.96 min、213.91±24.08 min，顯著長(zhǎng)于其在健康植株上的E波持續(xù)時(shí)間，132.69±23

7、.60 min。由此推測(cè)，感染CTV的植株在一定程度上增加了橘蚜的獲毒幾率。
　　4.受CTV感染的甜橙中游離氨基酸總量及必需氨基酸含量均顯著降低，感病植株中總糖分與總氨基酸比例顯著升高；橘蚜取食危害植株后，寄主植物中氨基酸及總糖含量無(wú)顯著性變化。此外，CTV感染和橘蚜取食均能影響寄主植物中過(guò)氧化氫酶（catalase，CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、苯丙氨酸解氨酶（phenylala

8、nine ammonia-lyase，PAL）、和多酚氧化酶（polyphenoloxidase，PPO）等防御酶活性，而過(guò)氧化物酶（peroxidase，POD）酶活性僅受橘蚜取食危害影響。推測(cè)寄主體內(nèi)生化物質(zhì)的改變可能是感病植株影響橘蚜生物學(xué)特性的重要因素之一。
　　5.測(cè)定了CTV感染、褐色橘蚜取食及兩者共同危害時(shí)引起的植物內(nèi)源SA和JA及揮發(fā)性氣體ET的含量，發(fā)現(xiàn)CT14，CT立間分離株中SA含量顯著上升，ET含量顯著下降

9、，且各分離株中JA含量均有所降低，但并不顯著。
　　6. SA調(diào)節(jié)基因BGL2、PR1及合成關(guān)鍵基因PAL在3個(gè)CTV分離株中表達(dá)量均顯著增加；而JA上游基因LOX2及下游基因MYC2在感病植株中表達(dá)量均顯著下調(diào)，JA抑制子基因JAZ在感病植株中均上調(diào)表達(dá)，但JA合成關(guān)鍵基因 FAD3在感病植株中并未發(fā)生顯著性變化；ET代謝關(guān)鍵基因ACO、ACS、ETR、EBF在3個(gè)CTV分離株中均下調(diào)表達(dá)。
　　7.植株外施SA或JA對(duì)褐

10、色橘蚜的種群增長(zhǎng)、寄主選擇、取食行為均有顯著影響。橘蚜成蚜在對(duì)照植株上一周后的蚜蟲總數(shù)為114.23±12.98頭，在施用SA和JA甜橙上的種群增長(zhǎng)均顯著降低，其蚜蟲總數(shù)分別為78.89±7.69頭，96.72±10.03頭。與SA和JA處理組相比，橘蚜更偏好選擇對(duì)照植株；橘蚜在SA處理上的刺探次數(shù)及E波持續(xù)時(shí)間均顯著增加。外源SA處理對(duì)橘蚜種群增長(zhǎng)的抑制作用與橘蚜在感染CTV甜橙上的種群增長(zhǎng)變化相互映證，該結(jié)果暗示了感染CTV甜橙中內(nèi)