蘿卜蚜取食誘導(dǎo)擬南芥揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)蠟蚧輪枝菌的影響.pdf

1、昆蟲(chóng)病原真菌由于無(wú)法主動(dòng)尋找寄主，往往在研究植食性昆蟲(chóng)誘導(dǎo)的植物揮發(fā)性物質(zhì)（HIPVs）與天敵關(guān)系時(shí)被忽略。在植食性昆蟲(chóng)與昆蟲(chóng)病原真菌關(guān)系中，植物受蟲(chóng)害誘導(dǎo)產(chǎn)生的HIPVs扮演什么樣的角色呢？本文以擬南芥（Arabidopsis thaliana）、蘿卜蚜（Lipaphis erysimi）和蠟蚧輪枝菌（Lecanicillium lecanii）為研究對(duì)象，探討了：1）蚜蟲(chóng)取食誘導(dǎo)的擬南芥產(chǎn)HIPVs對(duì)蠟蚧輪枝菌孢子萌發(fā)及附著胞形成的

2、影響；2）HIPVs中影響蠟蚧輪枝菌毒力的主要成分；3）HIVPs主要活性成分對(duì)侵染相關(guān)的酶（胞外蛋白酶和幾丁質(zhì)酶）活性的影響；4）HIPVs主要活性成分對(duì)附著胞形成相關(guān)基因表達(dá)量的影響。本研究的目的在于系統(tǒng)地研究HIPVs對(duì)昆蟲(chóng)病原真菌毒力的影響，并從生物化學(xué)和分子生物學(xué)的角度闡明其內(nèi)在機(jī)理。
　　1. GC-MS分析不同蟲(chóng)口密度（1、2、4、8、16頭/株）蘿卜蚜誘導(dǎo)擬南芥產(chǎn)生的HIPVs，結(jié)果表明，蚜害誘導(dǎo)擬南芥產(chǎn)生的HIP

3、Vs主要成份有15種(苯甲醛、苯乙醛、萜品醇、水楊酸甲酯、薄荷醇、反-2-己烯醛、葵醇、茉莉酸甲酯、D-檸檬酸、乙酸己酯、壬醛、壬醇、1-辛烯-3-醇、3-己烯-1-醇和反式-2-壬烯醛)，同時(shí)還發(fā)現(xiàn) HIPVs主要成分的揮發(fā)量隨蘿卜蚜蟲(chóng)口密度變化而改變。然后研究了不同蟲(chóng)口密度（1、2、4、8、16頭/株）的蘿卜蚜取食為害擬南芥誘導(dǎo)產(chǎn)生的HIPVs，對(duì)蠟蚧輪枝菌V3450菌株分生孢子萌發(fā)率、附著胞形成率以及對(duì)蚜蟲(chóng)的毒力的影響，結(jié)果表明：

4、在測(cè)試梯度內(nèi)，蘿卜蚜蟲(chóng)口密度為8頭/株時(shí)誘導(dǎo)產(chǎn)生的HIPVs對(duì)蠟蚧輪枝菌孢子萌發(fā)、附著胞形成以及毒力促進(jìn)作用最顯著。進(jìn)一步通過(guò)相關(guān)性分析表明，苯甲醛、苯乙醛、葵醇、水楊酸甲酯和薄荷醇5種物質(zhì)是關(guān)鍵活性物質(zhì)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了不同蚜蟲(chóng)密度會(huì)誘導(dǎo)擬南芥產(chǎn)生不同的 HIPVs，證實(shí)了HIPVs對(duì)昆蟲(chóng)病原真菌的生長(zhǎng)和毒力具促進(jìn)作用。
　　2.用活性成分檢驗(yàn)5種關(guān)鍵活性物質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，0.2-200μmol·L-1苯甲醛、苯乙醛和葵醇均能抑制蠟蚧輪枝菌

5、孢子萌發(fā)和附著胞形成；水楊酸甲酯（1μmol·L-1）和薄荷醇（10μmol·L-1和100μmol·L-1）對(duì)附著胞的形成率有顯著促進(jìn)作用，但對(duì)孢子萌發(fā)率影響不顯著。本研究篩選出水楊酸甲酯和薄荷醇，是HIPVs中促進(jìn)昆蟲(chóng)病原真菌孢子萌發(fā)和附著胞形成的兩個(gè)關(guān)鍵的活性物質(zhì)。
　　3.研究了 HIPVs主要活性成分對(duì)蠟蚧輪枝菌胞外蛋白酶和幾丁質(zhì)酶活性的影響，相關(guān)性分析表明，茉莉酸甲酯、薄荷醇、水楊酸甲酯和萜品醇是影響兩酶活性的活性物質(zhì)

6、。研究上述4個(gè)活性成分（水楊酸甲酯、薄荷醇、萜品醇和茉莉酸甲酯）對(duì)蠟蚧輪枝菌胞蛋白外酶和幾丁質(zhì)酶活性的影響，結(jié)果表明，水楊酸甲酯（1μmol·L-1和10μmol·L-1）、薄荷醇（10μmol·L-1）和茉莉酸甲酯（0.2μmol·L-1）對(duì)蠟蚧輪枝菌胞外蛋白酶活性具有顯著促進(jìn)作用，而對(duì)幾丁質(zhì)酶無(wú)顯著影響，這說(shuō)明水楊酸甲酯、薄荷醇和茉莉酸甲酯可能過(guò)誘導(dǎo)蠟蚧輪枝菌幾丁質(zhì)酶和胞外蛋白酶的活性來(lái)促進(jìn)其毒力。本試驗(yàn)從生物化學(xué)的角度揭示HIPV

7、s與昆蟲(chóng)病原真菌的關(guān)系。
　　4.測(cè)定了HIPVs中的兩個(gè)關(guān)鍵活性物質(zhì)（水楊酸甲酯和薄荷醇）對(duì)蠟蚧輪枝菌附著胞形成關(guān)鍵基因cAMP、PKA、MAPK、PMK、CaM和CaMK表達(dá)量的影響。結(jié)果表明，0.1 mg·L-1和1 mg·L-1水楊酸甲酯誘導(dǎo)的CaM基因表達(dá)量顯著高于對(duì)照（相對(duì)表達(dá)量分別為1.81和2.88），0.1 mg·L-1水楊酸甲酯誘導(dǎo)CaMK基因表達(dá)量顯著高于對(duì)照（相對(duì)表達(dá)量為2.00）；0.01 mg·L-1和

8、0.1 mg·L-1水楊酸甲酯誘導(dǎo)cAMP基因表達(dá)量顯著高于對(duì)照（相對(duì)表達(dá)量分別為2.21和3.36），0.01 mg·L-1水楊酸甲酯誘導(dǎo)PKA基因表達(dá)量顯著高于對(duì)照（相對(duì)表達(dá)量為3.58）。由此可推測(cè)水楊酸甲酯可能是通過(guò)調(diào)控Ca2+信號(hào)通路而誘導(dǎo)附著胞形成，薄荷醇則是調(diào)控cAMP信號(hào)通路來(lái)誘導(dǎo)附著胞形成。實(shí)驗(yàn)從分子生物學(xué)的角度，初步揭示活性成分促進(jìn)昆蟲(chóng)病原真菌附著胞形成的分子機(jī)理。
　　本研究從生物化學(xué)和分子生物學(xué)角度探討了H