马铃薯卷叶病毒介导的桃蚜生理应答、取食与防御行为研究

发布时间：2017-12-24 20:27

本文关键词：马铃薯卷叶病毒介导的桃蚜生理应答、取食与防御行为研究　出处：《山东农业大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：昆虫媒介对植物病毒的传播是一个复杂的过程,其中包括植物、昆虫以及病毒三者之间的互作关系。植物病毒能够诱导其寄主植物或昆虫产生一些特性的变化,从而对昆虫与植物之间的相互作用关系产生影响。寄主植物的形态、初生以及次生植物化合物,如挥发性的气味物质和营养元素等,都会因植物病毒的侵染而发生变化。同样,携带有植物病毒的媒介昆虫,其繁殖力、生存力以及一些行为反应都会发生变化。已有大量研究表明,媒介昆虫传播的植物病毒能够调节昆虫的一些生理特性及行为反应,从而提高其自身的有效传播。因病毒侵染后能够引起寄主植物产生形态学以及生物化学特性的变化,目前已有较多研究专注于植物病毒与植物的相互作用对媒介昆虫的影响。本文以马铃薯卷叶病毒(Potato leafroll virus,PLRV)-桃蚜-烟草为模式体系,主要研究了PLRV诱导的烟草营养物质的变化及其对桃蚜生命特性的影响;PLRV诱导的烟草防御反应及其介导的媒介桃蚜的适应机制;PLRV对媒介桃蚜取食行为的影响;PLRV介导的媒介桃蚜对反-β-法尼烯的嗅觉行为差异和反-β-法尼烯对桃蚜传毒效率的影响。主要研究结果如下:1.研究比较了桃蚜在PLRV侵染及未侵染的烟草植株上的繁殖力、生长速率、有翅蚜量及寄主选择行为。结果表明,PLRV侵染的植株显著吸引更多的媒介桃蚜定殖,且生长在带毒植株上的桃蚜的繁殖力及生长速率显著提高,有翅蚜量显著增加。PLRV侵染后,寄主烟草的可溶性糖及游离氨基酸的总含量显著上升,必须氨基酸亮氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、精氨酸、苏氨酸、和缬氨酸,以及脯氨酸、酪氨酸、丙氨酸和天门冬氨酸的含量显著提高。2.PLRV侵染后,寄主烟草体内水杨酸含量的显著上升;桃蚜体内保护酶超氧化物歧化酶SOD、多酚氧化酶PPO以及过氧化物酶POD的活性显著增高。带毒桃蚜唾液腺基因MP10在2龄、3龄若蚜,无翅及有翅成蚜体内的基因表达水平显著低于未带毒桃蚜;带毒3龄、4龄若蚜及无翅成蚜体内MP42基因的表达量显著低于未带毒桃蚜。3.利用四壁嗅觉计测定了带毒及未带毒桃蚜对0.01、0.1、1、10、100μL 5个EβF剂量的嗅觉反应。结果表明,未带毒桃蚜对10μL以上EβF剂量产生显著的驱避反应,而带毒桃蚜对1μL剂量EβF即可产生驱避反应。在10μLEβF剂量时,产生驱避反应的带毒桃蚜数量显著高于未带毒桃蚜。通过比较桃蚜体内2个EβF特异性结合蛋白OBP3和OBP7的基因表达量发现,带毒的4龄若蚜、有翅和无翅成蚜OBP7基因表达量均显著高于未带毒桃蚜。OBP7基因的高表达可能是带毒蚜虫对EβF驱避反应更敏感的主要原因。在传毒过程中,EβF短时间的干扰会降低桃蚜的传毒效率。4.利用刺吸电位技术(electrical penetration graph,EPG)分析比较了带毒和未带毒桃蚜在带毒和未带毒寄主植物烟草上的取食行为。结果表明,在染毒植株上取食的未带毒桃蚜第1次取食波产生的时间显著缩短,取食受阻波F波的时间降低,其口针到达韧皮部分泌唾液波E1波的时间显著提前,第1次E1至第1次韧皮部刺吸汁液波E2的时间显著降低,E2波的次数及持续时间增长。带毒桃蚜在未带毒植株上取食时,产生的机械障碍波F波的时间显著降低;口针第1次分泌唾液至筛管E1波的时间显著提前。桃蚜唾液腺取食相关基因MPC002在带毒无翅及有翅成蚜体内的表达量显著高于未带毒桃蚜。
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S43

【参考文献】