棉铃虫共生菌多样性及对棉花防御反应的调控作用

发布时间：2021-09-05 21:45

　　植物为应对昆虫取食,进化出多种防御反应,而昆虫共生菌又可以通过影响植物信号通路,进而影响植物的防御反应。棉铃虫（Helicoverpa armigera）是棉花上的重要害虫,对其生产造成严重威胁。然而,共生菌介导棉铃虫和棉花间防御及反防御反应的现象及机制尚不清楚。本研究利用生物学、微生物组学、转录组学以及代谢组学等技术手段,研究了棉铃虫共生菌的组成和结构及其受影响的因素,以及共生菌对棉铃虫取食对棉花的防御反应的影响。结果如下:1.棉铃虫不同发育阶段共生菌的群落结构和物种多样性:通过16S r RNA高通量测序技术和宏基因组技术分析并检测了棉铃虫整个生活史体内共生菌和群落结构和多样性。结果显示:棉铃虫共生菌共注释到25个门,60个纲,140个目,264个科,548个属,898个种,厚壁菌门和变形菌门普遍存在于棉铃虫的不同发育阶段,优势菌属为肠杆菌属和肠球菌属,占70%以上,不同龄期共生菌丰度存在差异。1龄幼虫和成虫的共生菌丰富度和多样性较高,而3、4龄幼虫和蛹较低。2.棉铃虫共生菌群落的结构和物种多样性受组织部位的影响,棉铃虫反吐液共生菌有助于棉铃虫生长发育:棉铃虫3龄幼虫整虫共生菌丰富... 

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【部分图文】：

昆虫微生物直接或者间接影响植物反应(Zhuetal2014)

棉铃虫共生菌多样性及对棉花防御反应的调控作用9图1-2植物对昆虫的诱导抗性(KesslerandBaldwin2002)Fig.1-2Thearenaofplant-inducedresistancetoarthropods2.1.1间接防御间接防御是一种植物特性，它能吸引食草动物的捕食者和拟寄生物，增加食昆虫天敌的觅食成功率，从而促进对昆虫种群的自上而下控制。植物挥发物是间接防御的重要组成部分，植物可以通过产生挥发物来应对昆虫的攻击，挥发物可以用来阻止昆虫取食，在植物的不同部分之间交流，或者在同种或不同植物之间诱导防御反应(Dudarevaetal2006;Erbetal2015)。植物挥发物对昆虫的天敌具有吸引力，对昆虫本身具有防御功能(DickeandBaldwin2010)。例如，菜粉蝶Pierisbrassicae反吐液（又称口腔分泌物，Oralsecretions，OS）中的β-葡糖苷酶（β-glucosidase）可以促使白菜释放吸引寄生蜂Cotesiaglomerata的特异物质(Mattiaccietal1995)；植物经蚜虫取食后会释放多种植物挥发物（β-cubebene和α-amorphen）增强对蚜茧蜂的吸引力(TakemotoandTakabayashi2015)；玉米经鳞翅目害虫取食诱导后，会强烈表达萜

华中农业大学2020届博士研究生学位（毕业）论文14图1-3昆虫咀嚼时能引起植物反应的独立刺激物(Watermanetal2019)Fig.1-3Independentstimuliknowntoelicitaplantresponseduringchewinginsectherbivory3棉铃虫与棉花互作研究棉花Gossypiumhirsutum，隶属锦葵科、棉属（Malvaceae：Gossypium），是世界上最主要的经济作物，不仅是世界范围内纺织工业的最重要的天然纤维的来源(Maetal2018;Yangetal2020)，还是重要的蛋白质和油料来源(Limaetal2016)。作为战略物资，棉花在国民经济、国防安全中的地位举足轻重。但棉花易受多种害虫取食危害，尤其是主要害虫-棉铃虫，对其产量造成严重影响(LuttrellRGetal1994;Wilsonetal2018)。上世纪90年代的棉铃虫大爆发，给我国农业产业造成了严重灾难(戴小枫和郭予元1993)。棉铃虫Helicoverpaarmigera(Hübner)，隶属鳞翅目、夜蛾科(Lepidopter：Noctuidae)，分布于世界各地，是一种杂食性、迁飞型昆虫，寄主范围极其广泛，涉及茄科、禾本科、豆科、十字花科、菊科等30多科200余种植物，是棉花上最重要的害虫，对我国乃至整个世界上棉花种植产业以及其它作物造成了巨大的威胁(Maoetal2007;WuandGuo2005)。由于棉铃虫周期性发生规律、远距离间歇性迁飞、作物间转移危害、大范围抗药性形成、农田作物的布局和耕作改制，大大加剧了其危害程度(郭予元1998)。据统计，我国仅1992年棉铃虫在各种作物上累计发生面积达

【参考文献】：
期刊论文
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