煙粉虱-雙生病毒-寄主植物互作及植物防御機(jī)制研究.pdf

1、煙粉虱Bemisia tabaci及其傳播的雙生病毒是世界范圍內(nèi)廣泛發(fā)生的重要農(nóng)業(yè)有害生物，對(duì)棉花、番茄、木薯等多種作物的生產(chǎn)造成了嚴(yán)重?fù)p失。煙粉虱種群的暴發(fā)往往伴隨著雙生病毒病害的流行，煙粉虱-雙生病毒-植物間的互作可能在雙生病毒病害的流行及煙粉虱的迅速擴(kuò)張中起了重要作用。本文對(duì)入侵的B型、Q型煙粉虱及土著ZHJ2型煙粉虱、番茄黃曲葉病毒(tomatoyellow leaf curlvirus, TYLCV)及寄主植物番茄間的互作進(jìn)行

2、了研究，并探討了這種互作關(guān)系在TYLCV的流行及Q型煙粉虱的入侵中所起作用。此外，鑒于煙粉虱-雙生病毒之間的間接互惠共生關(guān)系的重要生態(tài)學(xué)意義，本研究還以B型煙粉虱-中國(guó)番茄黃曲葉病毒(tomatoyellow leaf curl China virus, TYLCCNV)-煙草組合為研究對(duì)象，從植物防御角度研究了煙粉虱-雙生病毒間接互惠共生的機(jī)制。結(jié)果如下：
　　 (1)入侵B型、Q型和土著ZHJ2型煙粉虱對(duì)TYLCV的獲取、存

3、留及傳播
　　 在帶毒植株上取食30分鐘后，B型、Q型及ZHJ2型煙粉虱的部分個(gè)體內(nèi)檢測(cè)到了TYLCV DNA。隨著取食時(shí)間的延長(zhǎng)，帶毒煙粉虱的比例隨之上升，取食10小時(shí)后B型和Q型煙粉虱帶毒率為100％，取食12小時(shí)后ZHJ2型煙粉虱的帶毒率也達(dá)到100％。一旦獲毒，TYLCV DNA可在三種煙粉虱體內(nèi)終身存留。隨著接種蟲(chóng)口密度的增加，三種煙粉虱對(duì)TYLCV的傳播效率也隨之升高。在每株植物1頭帶毒煙粉虱的接種密度下，ZHJ2型

4、煙粉虱不能將TYLCV傳播至番茄，而B(niǎo)型和Q型煙粉虱的傳毒率分別為50％和55％。在每株植物5頭、10頭帶毒煙粉虱的接種密度下，B型和Q型煙粉虱的傳毒率也比ZHJ2型煙粉虱的顯著高。
　　 (2)Q型和ZHJ2型煙粉虱在健康和發(fā)病番茄植株上的適合度比較
　　 兩生物型煙粉虱在寄主植物番茄上的適合度存在明顯差異，Q型煙粉虱在健康或發(fā)病番茄上的壽命、產(chǎn)卵量、卵-成蟲(chóng)存活率及種群增長(zhǎng)速度均比ZHJ2型煙粉虱的顯著高。Q型或ZH

5、J2型煙粉虱在TYLCV侵染番茄上的表現(xiàn)與其在健康植株上的類似，表明植物受病毒侵染后對(duì)兩生物型煙粉虱的適合性末顯著變化。在TYLCV非寄主植物棉花上，每一生物型的帶毒雌蟲(chóng)和不帶毒雌蟲(chóng)之間壽命及產(chǎn)卵量差異不顯著，表明攜帶TYLCV對(duì)兩生物型煙粉虱的壽命和生殖力無(wú)顯著影響。
　　 (3)B型煙粉虱在感染TYLCCNV不同時(shí)期煙草上的適合度比較
　　 在注射后15、30及45天的發(fā)病煙草上，B型煙粉虱的產(chǎn)卵量比其在對(duì)照健康植株

6、上的顯著高，其中在注射病毒后15天煙草上的平均卵量最高，為其在健康植株上的1.9倍；其次是在注射病毒后30天的煙草上，為其在健康植株上的2.3倍；在注射病毒后45天的發(fā)病煙草上的平均產(chǎn)卵量比其在注射病毒后15天和30天發(fā)病煙草上的顯著低，但也是其在健康植株上的1.4倍。在注射病毒后15、30及45天的發(fā)病煙草上，B型煙粉虱的存活率也比其在健康植株上的顯著高，在注射病毒后45天發(fā)病煙草上的存活率比在注射病毒后15天發(fā)病煙草上的顯著低。在注

7、射病毒后15、30天的發(fā)病煙草上，平均日產(chǎn)卵量比其在健康植株上的顯著高，但在注射病毒后45天的發(fā)病煙草上，平均日產(chǎn)卵量與在健康煙草上的差異不顯著。
　　 (4)健康和感染TYLCCNV煙草的煙堿含量比較
　　 注射病毒后15天、30天發(fā)病煙草葉片煙堿含量均比其對(duì)照健康煙草的高，分別為其對(duì)照健康植株的2.0倍和1.5倍；而注射后45天發(fā)病煙草葉片的煙堿含量與健康煙草內(nèi)的差異不顯著。
　　 (5) TYLCCNV D

8、NAA及TYLCCNV DNAβ侵染對(duì)煙草適合性的影響
　　 TYLCCNV DNA A+β侵染煙草上的偽蛹、成蟲(chóng)及總蟲(chóng)數(shù)均比健康煙草上的顯著高，也比TYLCCNV DNAA單獨(dú)侵染煙草上的顯著高，后兩者之間各齡若蟲(chóng)、偽蛹、成蟲(chóng)及總蟲(chóng)數(shù)均無(wú)顯著差異。
　　 (6)茉莉酸、水楊酸對(duì)煙草適合性的影響
　　 發(fā)病煙草葉片的內(nèi)源茉莉酸(jasmonic acid, JA)含量比健康煙草的顯著低，約為健康煙草的50％；發(fā)病

9、煙草的水楊酸(salicylic acid, SA)含量比健康煙草的高，但統(tǒng)計(jì)上差異不顯著。B型煙粉虱雌蟲(chóng)在水楊酸甲酯( methyl salicylate,MeSA)處理煙草上的產(chǎn)卵量顯著比對(duì)照和MeJA( methyljasmonate, MeJA)處理煙草上的高，分別是其2.3倍和5.7倍；放蟲(chóng)7天后，煙粉虱雌成蟲(chóng)在MeSA處理煙草上的存活率比對(duì)照和MeJA處理煙草上的顯著高，分別是其2.8和5.6倍。
　　 本研究結(jié)果表

10、明，入侵的B型或Q型煙粉虱的傳毒效率明顯高于土著ZHJ2型煙粉虱。TYLCV侵染寄主植物對(duì)入侵的Q型煙粉虱和土著ZHJ2型煙粉虱均無(wú)明顯不利影響，但由于番茄對(duì)Q型煙粉虱的適合性較高而對(duì)ZHJ2型煙粉虱較低，Q型煙粉虱可能是田間主要的TYLCV傳播介體，隨著Q型煙粉虱的進(jìn)一步擴(kuò)散，TYLCV及其他雙生病毒對(duì)番茄等作物生產(chǎn)的潛在威脅可能會(huì)日趨嚴(yán)重。
　　 發(fā)病植物對(duì)煙粉虱的適合性與植物發(fā)病過(guò)程相關(guān)，并且去除致病因子DNAβ后，僅TY

11、LCCNV DNAA侵染的不顯癥煙草植株對(duì)煙粉虱的適合性與健康植株的沒(méi)有差異，表明DNAβ在煙粉虱-雙生病毒互作中起了重要作用。TYLCCNV侵染植物的JA含量比健康植物的顯著低，外源施用SA可導(dǎo)致植物對(duì)煙粉虱的適合性上升，表明TYLCCNV對(duì)植物侵染導(dǎo)致的對(duì)JA防御途徑減弱可能是B型煙粉虱-TYLCCNV間接互惠共生關(guān)系產(chǎn)生的一個(gè)重要原因，這種抑制作用很可能是病毒侵染導(dǎo)致的植物SA途徑上調(diào)對(duì)JA途徑的抑制或病毒DNAβ對(duì)JA途徑的直接