Q烟粉虱对番茄褪绿病毒的传播特性及其转录组分析

发布时间：2020-07-11 13:23

【摘要】：烟粉虱Bemisia tabaci是我国重要的农业外来入侵害虫,主要通过刺吸植物汁液、分泌蜜露引发煤污病以及传播植物病毒等方式进行为害,其中通过传播植物病毒造成的危害最为严重。近年来,由烟粉虱传播的番茄褪绿病毒(Tomato chlorosis virus,ToCV)成为番茄生产中的重要新生病毒,在我国主要番茄种植区暴发、流行,造成了严重的经济损失。本文系统调查了田间烟粉虱种群与ToCV发病流行关系,研究了ToCV、番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)不同侵染方式和杀虫剂对Q烟粉虱传播ToCV的影响,并从转录组水平分析了ToCV侵染对Q烟粉虱体内基因差异表达的影响,为田间病毒病和烟粉虱的有效防控提供科学依据。主要研究结果如下:1.通过系统的田间调查,发现ToCV以烟粉虱作为传毒介体完成传播,且ToCV发病率随烟粉虱种群数量的增加而升高。ToCV和TYLCV对不同抗TYLCV番茄品种的复合侵染普遍发生,有些品种的复合侵染率高达90%。此外,在山东省5个蔬菜产区采集的烟粉虱样品均可携带这2种病毒,且带毒率呈逐年增长趋势。2.ToCV和TYLCV复合侵染显著提高了Q烟粉虱对ToCV的传毒效率,相对于单侵染,复合侵染方式下Q烟粉虱对ToCV的获毒率提高了45%,传毒率提高了12%;复合侵染增加了ToCV在番茄体内的积累量,且单侵染方式下ToCV增殖高峰期发生在接种后14 d,复合侵染方式下ToCV增殖高峰期发生在接种后21 d。研究表明,复合侵染前期ToCV和TYLCV可能存在拮抗作用,侵染后期存在协生作用。3.毒力测定表明带毒Q烟粉虱(ToCV侵染)对螺虫乙酯和噻虫嗪的敏感性均有所下降,杀虫剂亚致死浓度对Q烟粉虱的获毒没有明显影响(P0.05),但却显著提高了烟粉虱对ToCV的传播(P0.05)。不带毒Q烟粉虱喜好选择ToCV侵染的番茄植株,而带毒Q烟粉虱则喜好选择健康番茄植株。经药剂处理后,不带毒Q烟粉虱仍喜好选择ToCV侵染的番茄植株,而带毒Q烟粉虱则表现出不同的选择:螺虫乙酯亚致死浓度处理后,带毒Q烟粉虱喜好选择ToCV侵染的番茄植株;噻虫嗪亚致死浓度处理后,带毒Q烟粉虱则喜好选择健康番茄植株。因此,杀虫剂和病毒因子同时存在会增加病毒在田间传播的风险。4.利用RNA-Seq技术对取食ToCV发病番茄不同时间点的烟粉虱进行转录组测序,通过DEG分析发现,在4个不同取食时间点烟粉虱大量的宿主基因被显著高表达,取食24 h时,基因差异表达最为显著。进一步分析发现,这些差异表达基因主要与信号转导、受体、溶酶体及细胞凋亡有关。GO分析发现,ToCV侵染导致烟粉虱体内大量基因异常表达,使宿主产生一系列的功能改变,侵染前期差异基因的功能主要富集在信号转导、跨膜运输、细胞自噬、酶活等;侵染后期主要富集在核糖体构成、跨膜转运、氧化还原等。KEGG分析表明,ToCV侵染诱导了烟粉虱代谢途径、信号转导途径、运输与分解代谢途径、溶酶体途径等通路基因的显著富集。
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S436.412
【图文】：

示意图,褪绿病,遗传结构,番茄

图 1-1 番茄褪绿病毒 RNA1 遗传结构示意图（Lozano et al., 2007）.1-1 Schematic representation of the genomic structure of the RNA1 of Tomato chlorosis virus （

示意图,褪绿病,遗传结构,番茄

图 1-1 番茄褪绿病毒 RNA1 遗传结构示意图（Lozano et al., 2007）ig.1-1 Schematic representation of the genomic structure of the RNA1 of Tomato chlorosis virus （T

病毒,结合位点,蚜虫

1.3.2.3 持久性病毒的传播机制持久性方式传播的病毒在昆虫体内循环需要突破媒介昆虫后肠和唾液腺这两个屏障（图1-3），是决定病毒能否传播的重要因素（Peiffer et al., 1997；Gray and Gildow, 2003；Gray et al., 2014）。黄症病毒是由蚜虫传播的一种持久非增殖型病毒，病毒粒子通过内吞方式穿过上皮细胞层，再经由胞吐途径递送至基底质膜和基底层间，进入血腔。黄症病毒外壳主要由衣壳蛋白和 CP 通读蛋白（CP-RTP）组成，研究发现，CP 和 CP-RTP 对蚜虫有效传播马铃薯卷叶病毒（Potato leafroll luteovirus, PLRV）、甜菜西方黄化病毒（Beet western yellows luteovirus, BWYV）等均起到重要作用（Wang et al., 1995；Van DenHeuvel et al., 1997）。Brault 等（1995）将诱变的 CP-RTP 突变体病毒饲喂给蚜虫，结果发现蚜虫不能有效传播该病毒。由此可见，CP 和 CP-RTP 是蚜虫获得和传播黄疸病毒的关键因素。

【参考文献】