CTV感染甜橙对褐色橘蚜适合度的影响及其分子机制的初步研究

发布时间：2018-04-20 15:16

本文选题：甜橙 + 柑橘衰退病毒　；参考：《西南大学》2017年硕士论文

【摘要】：由柑橘衰退病毒(Citrus tristeza virus,CTV)引起的柑橘衰退病是一种重要的柑橘病害。除嫁接传播外,CTV可通过蚜虫以半持久性方式进行传播,其中褐色橘蚜(Toxoptera citricida,Kirkaldy)被公认为CTV最有效的媒介昆虫之一。CTV的强毒株系和褐色橘蚜在我国广泛分布,严重威胁着甜橙、柚类等品种的安全生产。在病毒-寄主植物-介体昆虫三者互作系统中,病毒可滞留在介体昆虫体内直接影响昆虫,也可通过触发寄主植物的应激反应,进而在一定程度上影响介体昆虫,以此改变介体昆虫的生态适应性。三者互作关系既复杂又特异,且与病毒的介体传播方式密切相关。通过对这些关系的系统性研究,将有利于我们研究出新的应对媒介传播的植物病毒病的防控机制,并为害虫防治和抗虫植物培育提供新思路。本文以褐色橘蚜-CTV-甜橙为研究对象,通过刺吸式电位图谱(electrical penetration graph,EPG)、气相色谱-质谱联用(GC-MS,Gas Chromatograph-Mass Spectrometer-computer)、RT-q PCR等技术探研究了褐色橘蚜在感染CTV甜橙上的生长发育、种群增长、寄主选择、取食行为等生物学特性;分析了感病植株中游离氨基酸的含量与组成、可溶性总糖含量、防御酶活性及水杨酸(Salicylic acid,SA)、茉莉酸(Jasmine acid,JA)、乙烯(Ethylene,ET)等代谢途径并评价了褐色橘蚜在外施SA、JA植株上的取食行为、寄主选择和种群增长情况,从植物防御角度初步探讨了CTV诱导的甜橙与褐色橘蚜互作的分子机制,以期为三者互作奠定一定理论基础。主要研究结果如下:1.褐色橘蚜在CT14、CT16-2、CT立间分离株上的发育历期时长分别相对延长25%、6%、3%。橘蚜在CT14感染的甜橙上的3龄和4龄若虫发育历期为2.38±0.13 d、1.92±0.19 d,显著长于其在健康植株上的历期时长(3龄为1.29±0.26 d、4龄为1.50±0.01 d);褐色橘蚜在感病植株上的种群增长量显著低于其在健康植株上的种群增长,6头橘蚜成蚜在CT14、CT16-2、CT立间分离株上一周的种群增长分别为106.47±17.27头、124.33±11.78头、155.60±8.90头,显著低于健康植株上的175.69±11.32头。2.对褐色橘蚜在健康植株及CT14、CT16-2、CT立间分离株上的寄主选择行为进行了初步研究,发现在2 h之内,橘蚜更偏向在感病植株上取食;随着时间延长,橘蚜在感病植株上的选择比率显著降低,5 h之后各处理株上蚜虫比率无显著性差异。3.甜橙感染CTV会使褐色橘蚜的刺探行为表现出一定异常。橘蚜在感病植株上韧皮部之前刺探阶段表现为较短而频繁的刺探,其在CT14、CT16-2、CT立间分离株上E波总持续时间分别为260.35±29.55 min、224.95±24.96 min、213.91±24.08 min,显著长于其在健康植株上的E波持续时间,132.69±23.60min。由此推测,感染CTV的植株在一定程度上增加了橘蚜的获毒几率。4.受CTV感染的甜橙中游离氨基酸总量及必需氨基酸含量均显著降低,感病植株中总糖分与总氨基酸比例显著升高;橘蚜取食危害植株后,寄主植物中氨基酸及总糖含量无显著性变化。此外,CTV感染和橘蚜取食均能影响寄主植物中过氧化氢酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)、和多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)等防御酶活性,而过氧化物酶(peroxidase,POD)酶活性仅受橘蚜取食危害影响。推测寄主体内生化物质的改变可能是感病植株影响橘蚜生物学特性的重要因素之一。5.测定了CTV感染、褐色橘蚜取食及两者共同危害时引起的植物内源SA和JA及挥发性气体ET的含量,发现CT14,CT立间分离株中SA含量显著上升,ET含量显著下降,且各分离株中JA含量均有所降低,但并不显著。6.SA调节基因BGL2、PR1及合成关键基因PAL在3个CTV分离株中表达量均显著增加;而JA上游基因LOX2及下游基因MYC2在感病植株中表达量均显著下调,JA抑制子基因JAZ在感病植株中均上调表达,但JA合成关键基因FAD3在感病植株中并未发生显著性变化;ET代谢关键基因ACO、ACS、ETR、EBF在3个CTV分离株中均下调表达。7.植株外施SA或JA对褐色橘蚜的种群增长、寄主选择、取食行为均有显著影响。橘蚜成蚜在对照植株上一周后的蚜虫总数为114.23±12.98头,在施用SA和JA甜橙上的种群增长均显著降低,其蚜虫总数分别为78.89±7.69头,96.72±10.03头。与SA和JA处理组相比,橘蚜更偏好选择对照植株;橘蚜在SA处理上的刺探次数及E波持续时间均显著增加。外源SA处理对橘蚜种群增长的抑制作用与橘蚜在感染CTV甜橙上的种群增长变化相互映证,该结果暗示了感染CTV甜橙中Qg源SA含量的升高可能是CTV抑制褐色橘蚜种群增长的重要因素之一。
[Abstract]:In this paper , the biological characteristics of brown orange aphid ( Citrus tristeza virus ) and brown orange aphid ( Citrus tristeza da , Kirkaldy ) were studied . The results showed that the total duration of E wave was 2.38 卤 29.55 min , 4.95 卤 24.96 min , 213 . 91 卤 24.08 min . The results suggested that there was a significant decrease in the content of JA and JA and the duration of E wave in the plant . The results suggested that the increase of the content of the Qg source SA could be one of the most important factors in the growth of the brown orange aphid .

【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S436.66

【参考文献】