次生共生细菌Hamiltonella在Q型烟粉虱传播番茄黄化曲叶病毒中的生态学机制研究
发布时间：2020-07-23 05:13
【摘要】：烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius)是一种世界性重大入侵的农业害虫,其在传播植物病毒方面的危害,已成为农业生产与发展的重大障碍。Hamiltonella作为烟粉虱携带的主要次生共生细菌,对烟粉虱的生物学和进化起着重要的作用。先前的研究发现携带Hamiltonella有利于Q型烟粉虱获取、持留及传播番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)。本文利用先前已建立的具有相同遗传背景的携带Hamiltonella和去除Hamiltonella的种群,系统研究了Hamiltonella有利于Q型烟粉虱传播TYLCV的生态学机制。结果发现Q型烟粉虱在氮营养缺乏时,携带Hamiltonella有利于宿主昆虫的生长；同时证实了携带Hamiltonella的Q型烟粉虱有利于宿主昆虫压抑诱导的植物防御反应及逃避天敌寄生蜂的寄生；对Q型烟粉虱与TYLCV之间的互作研究发现两者借助于中间的寄主植物表现出间接的互惠关系。因此,烟粉虱-共生细菌以及病毒-植物-烟粉虱之间的互惠关系显著提高了Q型烟粉虱的传毒能力,进而促进了番茄黄花曲叶病毒病在我国的大面积暴发。相关研究结果对于阐明昆虫-病毒-共生细菌三者间互作的生态学机制,研究开发新的虫传病毒病的防治新途径具有重要意义。具体研究内容与结果如下：1. Hamiltonella有利于氮营养缺乏的Q型烟粉虱生长利用双通玻璃管饲喂烟粉虱的方法,将Q型烟粉虱分别置于无氮,低、标准及高含氮量的营养液上取食,结果发现当Q型烟粉虱取食标准或高含氮量的营养液时,Hamiltonella对宿主烟粉虱无适合度优势和代价；然而当Q型烟粉虱在低或无氮量的营养液上取食时,携带Hamiltonella的烟粉虱相较于去除Hamiltonella的烟粉虱具有显著的适合度优势；此外,田间采集的Q型烟粉虱雌虫游离氨基酸的含量低于或大致相当于在室内取食低含氮量营养液的烟粉虱雌虫游离氨基酸的含量。2. Hamiltonella压抑Q型烟粉虱取食番茄诱导的防御反应携带Hamiltonella的Q型烟粉虱能够显著压抑宿主昆虫取食番茄后诱导的植物防御酶活及茉莉酸信号途径防御基因的表达量,压抑的植物防御反应增强了烟粉虱的产卵量和存活率；同时,压抑的植物防御反应受植物水杨酸信号途径的调控；此外,携带Hamiltonella的Q型烟粉虱分泌的唾液能够显著压抑诱导的防御反应,进一步对烟粉虱唾液的分离发现无酶活的小分子物质是参与这种压抑反应的刺激子。3. Hamiltonella有利于Q型烟粉虱逃避寄生蜂的寄生Hamiltonella不能影响寄生蜂对Q型烟粉虱的寄生率以及寄生蜂在宿主烟粉虱体内的生长发育；然而,Hamiltonella显著影响寄生蜂对Q型烟粉虱的产卵选择,寄生蜂更倾向在去除Hamiltonella的Q型烟粉虱体内产卵。4. TYLCV感染与Q型烟粉虱取食对番茄营养成分和防御反应的影响Q型烟粉虱取食感病番茄分泌的蜜露比取食健康番茄分泌的蜜露含有更高的糖/氨基酸比率,健康番茄叶肉组织中游离氨基酸的含量显著高于感病番茄叶肉组织中游离氨基酸的含量,然而两者在单糖含量上没有显著差异,感病番茄叶肉组织中糖/氨基酸比率是健康番茄叶肉组织中的2.5倍；健康番茄韧皮部中游离氨基酸的含量显著低于感病番茄韧皮部中游离氨基酸的含量,同时健康番茄韧皮部比感病番茄韧皮部的单糖含量更低,然而在糖/氨基酸比率上,两者之间没有显著差异；此外,病毒感染能够抑制Q型烟粉虱取食番茄后的防御酶活及胼胝质数量。
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S43
【图文】：
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本文编号：2766899
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S43
【图文】：
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