植物防御信號物質(zhì)對桃蚜唾液腺中基因表達(dá)的影響.pdf

1、蚜蟲是一類十分重要的農(nóng)業(yè)害蟲，可直接取食或間接傳毒對農(nóng)作物造成危害。經(jīng)過長期的協(xié)同進(jìn)化，蚜蟲與植物之間形成了非常復(fù)雜的相互作用關(guān)系。植物受到蚜蟲取食后，可通過多種信號途徑誘導(dǎo)產(chǎn)生防御反應(yīng)，以直接抑制蚜蟲取食或吸引蚜蟲天敵間接控制蚜蟲種群發(fā)展，其中最主要的兩種信號途徑為茉莉酸和水楊酸途徑。反過來，蚜蟲感受到植物防御信號物質(zhì)變化時，可通過改變唾液分泌等方式來適應(yīng)植物的防御信號物質(zhì)、毒素和次級代謝物，并使植物韌皮部汁液向著有利于蚜蟲取食的方向

2、變化。
　　 本文以北京和山東兩個桃蚜種群為研究對象，首先對桃蚜可適應(yīng)植物防御信號物質(zhì)的閾值濃度進(jìn)行測定，然后在人工飼料中添加閾值濃度水楊酸(SA)或茉莉酸(JA)以飼喂桃蚜，并測定其對桃蚜3種唾液腺中影響因子Mp10、Mp42和MpC002基因表達(dá)量的影響。初步明確了桃蚜在SA或JA誘導(dǎo)下，唾液腺中基因表達(dá)的變化，為闡明桃蚜對植物防御信號物質(zhì)的適應(yīng)性提供了理論和研究基礎(chǔ)。研究結(jié)果如下：
　　 1.桃蚜取食植物防御信號物

3、質(zhì)閾值濃度的測定
　　 通過向人工飼料中添加不同濃度的植物防御信號物質(zhì)SA和JA，以飼喂北京和山東兩種群桃蚜，分別測定其存活率，以取食人工飼料組為對照，并以此判斷桃蚜對兩種防御信號物質(zhì)可適應(yīng)的閾值濃度。結(jié)果顯示：桃蚜取食含有10mMSA和5mMJA的人工飼料時，其存活率與對照組無顯著性差異，兩個桃蚜種群無明顯差異。
　　 2.桃蚜唾液腺中3種基因序列的測定與比對
　　 運(yùn)用分子生物學(xué)的方法，分別對北京和山東兩種群

4、桃蚜唾液腺中的3種基因進(jìn)行克隆并測序，所得序列結(jié)果與Genbank上序列比對。結(jié)果顯示：Mp10、Mp42、MpC002、Actin產(chǎn)物長度分別為397bp、334bp、728bp和228bp；3種目的基因序列與已報(bào)道序列相比，存在個別堿基的差異，但并不顯著；而MpC002基因只有山東種群存在一個堿基突變，表明該基因在桃蚜種群中具有高度保守性。
　　 3.SA與JA對桃蚜3種基因表達(dá)量的影響
　　 向人工飼料中添加閾值濃

5、度的SA或JA飼喂兩桃蚜種群，結(jié)果表明：
　　 桃蚜取食人工飼料、SA和JA時，其Mp10、MpC002基因的表達(dá)量雖然存在一定的差異，但其變化趨勢基本相同：都會在4h內(nèi)表達(dá)量顯著升高，經(jīng)過一定程度的回落，隨后上升。而在取食JA時，Mp10基因表達(dá)量下降所持續(xù)的時間不一致，北京種群經(jīng)過8h的回落，然后回升，而山東種群在經(jīng)過短暫回落后立即呈現(xiàn)上升趨勢。可見：桃蚜?xí)ㄟ^Mp10基因的過表達(dá)來適應(yīng)取食對象質(zhì)量的下降：兩地桃蚜種群Mp1

6、0基因?qū)θ∈硨ο蟀l(fā)生變化時敏感程度不同。取食JA時，MpC002基因表達(dá)量則呈現(xiàn)出持續(xù)上升趨勢?？梢姡禾已寥∈矹A后可誘導(dǎo)MpC002基因的大量表達(dá)，推測該基因可能會在桃蚜適應(yīng)植物誘導(dǎo)防御反應(yīng)的重要因素之一，并且該基因的變化在兩個種群差異不顯著。
　　 但是Mp42基因表達(dá)量變化則相反：取食人工飼料和SA時，其會在短時間內(nèi)顯著性降低，并在6h時出現(xiàn)最小值，隨后回升；并且當(dāng)取食SA時，北京桃蚜對Mp42基因的表達(dá)量要顯著低于山東種

7、群。而取食JA時，雖然整體仍會顯著性降低，但其隨后的變化趨勢與前兩者相反：先出現(xiàn)小幅回升，繼而繼續(xù)下降?？梢姡禾已镣ㄟ^降低Mp42基因的表達(dá)來適應(yīng)取食對象質(zhì)量的下降，說明該基因的表達(dá)可能會消耗過多的資源，或者該蛋白的分泌會誘導(dǎo)植物產(chǎn)生防御反應(yīng)，并且北京桃蚜更敏感。
　　 從3種基因的變化趨勢來看，桃蚜在受到SA壓力時，往往會表現(xiàn)出跟取食人工飼料后一致的變化趨勢，而取食JA時則大不相同。因此可以看出：JA在植物抵抗蚜蟲侵染的過程中