烟粉虱MEAM1和MED成虫在辣椒上传播番茄褪绿病毒的特性

【目的】分析与比较烟粉虱Bemisia tabaci MEAM1和MED成虫在辣椒Capsicum annuum植株上对番茄褪绿病毒(tomato chlorosis virus, ToCV)的传播差异,解析媒介昆虫-病毒-寄主植物间的互作关系,为田间辣椒上ToCV防治提供参考。【方法】利用烟粉虱MEAM1和MED成虫及ToCV cDNA侵染性克隆,对烟粉虱MEAM1和MED成虫在辣椒植株上获取和传播ToCV的能力进行比较,同时比较烟粉虱MEAM1和MED成虫在健康和携带ToCV辣椒植株上的取食偏好。【结果】在感染ToCV的辣椒植株上接虫后96 h内,烟粉虱MEAM1和MED成虫体内病毒积累量逐渐增加,MED成虫获毒速度和病毒积累量均大于MEAM1成虫的,MED成虫获毒量是MEAM1成虫的1.74倍;MED成虫在辣椒植株上的传毒量明显高于MEAM1成虫,传毒量平均相差9倍,且MED成虫传毒率比MEAM1成虫高29%。MEAM1和MED成虫对健康和感染ToCV的辣椒植株的取食偏好相似,都明显倾向于取食被ToCV侵染的辣椒植株。【结论】烟粉虱MED成虫在辣椒植株上获取、传播ToCV的能力均高于烟粉虱MEAM1成虫,这也是ToCV在我国大面积发生的一个重要原因。     

番茄褪绿病毒对MED烟粉虱成虫在不同寄主植物上的寄主选择性和取食行为的影响

【目的】由粉虱传播的番茄褪绿病毒(tomato chlorosis virus, ToCV)具有较强的暴发性和流行性,目前该病毒现已蔓延至世界各地,可为害多种作物,对农林经济生产造成严重危害。病毒侵染会影响介体昆虫的寄主选择性和取食行为,从而影响病毒传播。本研究旨在明确ToCV对MED烟粉虱Bemisiatabaci在不同寄主上的寄主选择性及取食行为的影响。【方法】利用Y型嗅觉仪测定携带和未携带ToCV的MED烟粉虱雌成虫的寄主选择性,利用刺吸电位(electrical penetration graph, EPG)技术比较携带和未携带ToCV的烟粉虱雌成虫在健康的番茄、辣椒、棉花和豇豆4种寄主植株上的取食行为差异。【结果】未携带ToCV的MED型烟粉虱雌成虫对于4种寄主植物的选择偏好性排序为番茄、辣椒＞棉花＞豇豆;携带ToCV烟粉虱雌成虫对4种寄主植物的选择性偏好性降低,排序为番茄、辣椒、棉花＞豇豆。与未携带ToCV烟粉虱雌成虫相比,携带ToCV烟粉虱雌成虫取食4种植物所产生的刺探次数均显著增加,第1次到达韧皮部的时间有明显延后,取食总时间与韧皮部的取食时间明显减少。【结论】ToCV使烟粉虱对寄主的选择偏好性和取食行为发生显著改变,从而增加了病毒在寄主植物间传播的可能。     

下调烟粉虱MED隐种BtabCSP6表达对番茄黄化曲叶病毒传播的影响

【目的】番茄黄化曲叶病毒(tomato yellow leaf curl virus, TYLCV)是对农业生产造成威胁的主要病毒之一,自然条件下通过媒介昆虫烟粉虱Bemisia tabaci传播。已有研究表明烟粉虱雌成虫比雄成虫具有更强的获毒与传毒能力。本研究旨在探明烟粉虱化学感受蛋白(chemosensory protein, CSP)基因BtabCSP6表达对病毒传播的影响,为控制病毒发生寻找新途径。【方法】使用TYLCV侵染性克隆方法获得带毒番茄植株,微虫笼收集不带毒烟粉虱MED隐种成虫固定在感染TYLCV的番茄植株叶片获毒48 h;利用RT-qPCR技术测定分别取食感染和未感染TYLCV番茄植株的烟粉虱MED隐种雌雄成虫体内BtabCSP1-8基因表达量变化;通过饲喂法利用RNAi对烟粉虱MED隐种雌成虫BtabCSP6基因进行干扰48 h后饲喂TYLCV感染的番茄植株,测定烟粉虱MED隐种雌成虫的获毒率和传毒率。【结果】RT-qPCR检测结果表明,与未侵染的烟粉虱MED隐种雌成虫相比,侵染TYLCV的雌成虫体内BtabCSP3和BtabCSP6基因的表达量变化最为显著。同样地,在侵染TYLCV的雄成虫体内,BtabCSP4和BtabCSP6表达量的变化最为明显。饲喂dsBtabCSP6 48 h后,烟粉虱MED隐种雌成虫体内BtabCSP6表达量降低;取食感染TYLCV番茄植株不同时间烟粉虱MED隐种雌成虫的获毒率和不同数量雌成虫对未感染TYLCV的番茄植株的传毒率与对照相比均显著降低。【结论】下调烟粉虱MED隐种雌成虫体内BtabCSP6基因的表达,可显著降低烟粉虱MED隐种雌成虫的获毒率和传毒率,说明BtabCSP6可能影响TYLCV传播。     

番茄褪绿病毒TaqMan荧光定量PCR快速检测方法的建立与应用

【目的】本研究旨在建立TaqMan实时荧光定量PCR(TaqMan RT-qPCR)技术,快速检测单头烟粉虱Bemisia tabaci体内的番茄褪绿病毒(tomato chlorosis virus,ToCV)。【方法】根据ToCV外壳蛋白保守序列设计了1对特异性引物和1条TaqMan探针,建立了TaqMan RT-qPCR方法;与常规PCR检测进行比较,检测该方法的灵敏度与特异性;并应用该方法对单头烟粉虱成虫体内ToCV进行了快速检测。【结果】本研究构建的TaqMan RT-qPCR检测ToCV的标准曲线,其循环阈值(Ct值)与模板浓度具有良好的线性关系,扩增效率为98%。该方法对ToCV的最低检测浓度为8.3×10 copies/μL,灵敏度是常规RT-PCR的1000倍。该方法与田间番茄两种重要病毒番茄黄化曲叶病毒(tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)和番茄斑萎病毒(tomato spotted wilt virus,TSWV)检测无交叉反应。单头烟粉虱成虫ToCV检测结果表明,温室内ToCV侵染植株上烟粉虱携毒率为100%,田间烟粉虱的携毒率为30%。【结论】本研究建立的TaqMan RT-qPCR检测方法,可快速有效检测单头烟粉虱体内ToCV携毒情况,为该病毒病的防控提供了技术支撑。     

漆酶-1基因在烟粉虱MEAM1隐种和温室粉虱中的表达模式比较

【目的】漆酶-1(LAC1)在粉虱-植物互作中发挥重要作用,本研究旨在探讨烟粉虱Bemisia tabaci MEAM1隐种和温室粉虱Trialeurodes vaporariorum两种存在竞争关系的粉虱中LAC1基因表达模式是否存在差异。【方法】测定烟粉虱MEAM1隐种和温室粉虱唾液漆酶-1活力;对温室粉虱LAC1基因进行了克隆和测序;通过荧光定量PCR测定和比较了LAC1在两种粉虱不同发育阶段和成虫不同组织中的表达谱以及取食外施水杨酸(0. 5 mmol/L)的番茄植株后两种粉虱不同发育阶段和成虫不同组织中LAC1的表达水平,同时检测了成虫存活率和产卵量。【结果】酶活力测定结果表明两种粉虱的唾液中漆酶-1活力差异不显著。温室粉虱PCR扩增后得到大小639 bp的LAC1基因中间片段。发育表达谱结果表明,LAC1基因在两种粉虱各个发育阶段均有表达,在烟粉虱MEAM1隐种成虫期表达量逐渐升高,而在温室粉虱各发育时期的表达量无显著差异;烟粉虱MEAM1隐种成虫期LAC1的表达量高于温室粉虱。组织表达结果表明,LAC1在两种粉虱成虫的头胸部、中肠和腹部残骸中均有表达,但在中肠中丰度最高。取食外施水杨酸番茄植株的烟粉虱MEAM1隐种,随取食时间的延长成虫存活率下降,与对照(取食喷施清水的植株)相比差异显著。羽化后14 d时,取食外施水杨酸植株的烟粉虱MEAM1隐种存活率仅为对照的一半,而取食外施水杨酸植株的温室粉虱的存活率与对照相比差异不显著。无论是取食外施水杨酸的植株还是取食对照植株,烟粉虱MEAM1隐种体内LAC1表达量和产卵量均高于温室粉虱。【结论】LAC1在两种粉虱体内表达模式存在差异,这可能在两种粉虱的竞争适应中具有一定作用。     

喷施吲哚-3-乙酸 (IAA) 对番茄及其上B型烟粉虱的影响

【目的】不同植物生长调节物质对植食性昆虫产卵、发育、取食等常有促进或抑制作用,进而影响植物与昆虫的互作关系。本研究旨在阐明常用的植物生长调节剂吲哚-3-乙酸对B型烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius)的影响,进而探索防治烟粉虱环境友好的方法,同时期望获得更加优质的烟粉虱用作替代寄主饲养寄生蜂。【方法】对番茄 Solanum lycopersicum L.植株外源喷施吲哚-3-乙酸(IAA),检测其生理生化的响应;记录B型烟粉虱存活率、产卵量并测量解毒酶等指标。【结果】喷施IAA后番茄叶片含水量略有上升,叶面积增大,叶绿素含量增加,过氧化物酶(POD)活性降低,多酚氧化酶(PPO)活性升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性变化不显著(P＞0.05)。喷施IAA后番茄上B型烟粉虱成虫存活率高于对照组,其中50 mg/L IAA番茄上B型烟粉虱成虫存活率和总产卵量最高,250 mg/L IAA存活率最低;喷施IAA 120 h后烟粉虱总产卵量升高;碱性磷酸酶(AKP)、超氧化物歧化酶(SOD)活性较对照升高。【结论】喷施不同浓度的IAA溶液后,番茄植株的生理生化水平发生不同程度的改变,烟粉虱成虫的存活状况、产卵量以及体内解毒活性也会产生不同程度的改变。适宜剂量的IAA处理能够使烟粉虱的生存表现更加优异,从而为饲养寄生蜂提供优质的替代寄主。     

西花蓟马诱导的番茄植株防御反应对B型烟粉虱行为的影响

【目的】明确外来入侵害虫西花蓟马Frankliniella occidentalis (Pergande)取食诱导的番茄植株防御反应对B型烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius) B-biotype行为的影响, 探讨西花蓟马与B型烟粉虱的种间竞争机制。【方法】利用“Y”型嗅觉仪行为分析法、 选择性试验法, 研究了不同处理组合（健康植株CK vs烟粉虱为害植株B、 健康植株CK vs西花蓟马为害植株F、 烟粉虱为害植株B vs烟粉虱和西花蓟马共同为害植株B+F）下, 烟粉虱对不同处理植株的取食行为反应及寄主偏好的差异性, 并利用GC-MS分析了不同处理植株挥发性物质的差异性。【结果】“Y”型嗅觉仪行为分析结果表明, 在CK vs B和CK vs F两个组合中, 烟粉虱雌成虫对健康植株和昆虫为害植株的偏好性差异不显著; 而在B vs B+F组合中, 烟粉虱为害株对烟粉虱雌成虫具有极显著的引诱作用（P<0.01）。选择性试验结果表明, 在CK vs B和CK vs F这两个组合中, 烟粉虱成虫均偏好健康株并喜好在其上产卵（P<0.01）, 在B vs B+F组合中, 烟粉虱成虫偏好烟粉虱单独为害株并喜好在其上产卵（P<0.01）。GC-MS分析结果显示, 本实验收集到9种挥发性物质, 其中有5种烯萜类物质, 其相对含量高达90%以上。与烟粉虱单独为害株相比, 烟粉虱和西花蓟马共同为害株所释放的挥发性物质中, 对烟粉虱具有排斥作用的β-水芹烯显著升高, 而对其具有吸引作用的β-月桂烯却显著减少。【结论】综合分析认为, 西花蓟马诱导的番茄植株防御反应可以显著影响B型烟粉虱的寄主选择行为及产卵选择性。     

两个入侵烟粉虱隐种MEAM1与MED对番茄黄曲叶病毒水平传播能力的比较

【目的】烟粉虱 Bemisia tabaci 是番茄黄曲叶病毒（Tomato yellow leaf curl virus, TYLCV）在自然界的唯一传播媒介,除了可以直接取食获取TYLCV,烟粉虱还可以通过交配获取此植物病毒。虽然前人研究证明了烟粉虱Middle East-Asia Minor 1 （MEAM1）和Mediterranean （MED）隐种都可以通过交配在两性个体之间水平传播TYLCV,但有关MEAM1与MED隐种水平传播TYLCV的能力是否存在差异,不同研究的结果却并不一致。另外,目前尚无关于烟粉虱的水平传播行为是否有助于TYLCV在田间扩散的相关研究。【方法】从浙江、广东、云南和河南4个省份的田间采集MEAM1和MED隐种烟粉虱种群,在室内应用分子标记对各种群所属隐种鉴定后分别建立7个供试种群,然后观察每个种群内带毒成虫与不带毒成虫通过交配在不同性别个体之间水平传播TYLCV的能力,并选用采自广东的MEAM1隐种烟粉虱模拟群体交配实验探究通过交配获毒的烟粉虱个体是否具有传播TYLCV致健康番茄植株发病的能力。【结果】4个省内的MEAM1和MED隐种烟粉虱都可通过交配对TYLCV进行水平传播,但传播频率一般在10%以下。不同省份的MEAM1隐种种群之间在水平传播TYLCV的能力上无显著差异,不同省份的MED隐种种群之间也不存在显著差异。另外,同一省份的MEAM1隐种与MED隐种之间在水平传播TYLCV的能力上也不存在显著差异,而且在两个隐种中,带毒雄虫将病毒水平传播给不带毒雌虫与带毒雌虫将病毒水平传播给不带毒雄虫的频率没有显著差异。研究还表明,采自广东的MEAM1隐种烟粉虱个体通过交配水平获毒后不能致健康番茄植株发病。【结论】综合以上结果,我们推测TYLCV在中国境内两个入侵烟粉虱隐种MEAM1和MED各自种群内个体之间的水平传播概率较低,对该病毒在田间的扩散可能没有作用或作用不大。     

烟粉虱MED隐种抑制蛋白基因Btarrestin的克隆及特性分析

【目的】明确烟粉虱Bemisia tabaci MED隐种抑制蛋白基因Btarrestin是否参与吡虫啉耐药性。【方法】根据已有烟粉虱转录组数据,利用RT-PCR克隆Btarrestin的全长序列,进行生物信息学分析。通过qPCR分析Btarrestin在烟粉虱MED隐种各个龄期(卵,1-2龄、3龄、4龄若虫,雌、雄成虫)以及吡虫啉处理(100 mg/L)后成虫中的表达量变化,明确其时空表达模式。利用RNAi技术沉默Btarrestin,观察沉默前后Btarrestin表达量和烟粉虱MED隐种成虫死亡率变化。【结果】成功克隆烟粉虱MED隐种Btarrestin的cDNA序列(GenBank登录号: MK204377),编码区全长1 227 bp,编码409个氨基酸,预测所编码的蛋白分子量约为45.33 kD,理论等电点(pI)为8.38。保守结构域分析表明,Btarrestin具有Arrestin_N和Arrestin_C两个超家族保守结构域,符合抑制蛋白家族特征。分子系统树分析表明,Btarrestin与褐飞虱Nilaparvata lugens的Arrestin亲缘关系最近。Btarrestin的表达量随烟粉虱MED隐种的生长发育逐渐升高,成虫期表达量最高。100 mg/L吡虫啉处理成虫24 h后Btarrestin的表达量较对照增加了2.39倍。RNAi干扰Btarrestin后进行生物测定,烟粉虱MED隐种成虫的死亡率上升了31.27％。【结论】Btarrestin可能与烟粉虱MED隐种对吡虫啉的耐药性有关。     

番茄黄化曲叶病毒对温室白粉虱适合度的影响

【目的】温室白粉虱Trialeurodes vaporariorum(Westwood)是为害北方地区花卉蔬菜的主要粉虱种类,烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)则在近些年逐渐频繁的花卉贸易活动中扩散至黑龙江省部分地区并取代了白粉虱成为当地温室害虫的优势物种,番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)是烟粉虱传播的一种重要双生病毒,对作物的危害十分严重,然而该病毒对本地白粉虱的影响及对烟粉虱与白粉虱种间竞争关系的影响尚待研究。【方法】本研究观察记录感染番茄黄化曲叶病毒的番茄植株上温室白粉虱和烟粉虱的种群动态及番茄形态和部分生理指标的变化。【结果】结果表明:1)有烟粉虱滋生的番茄植株矮小,根系发达;2)有白粉虱滋生的番茄略微矮粗,影响较小;3)感染病毒的番茄矮粗或矮小,根部无明显变化;4)染毒带虫相对于带虫处理而言,在白粉虱试验中,番茄植株矮小,根系生物量也骤减;与此相反,在烟粉虱试验中,番茄的反应相对缓和;5)此外,不同酶类对植株染毒的响应不同:Ach E酶活高不利于植株,而GST酶活高则有利于植株。【结论】总体而言:烟粉虱单独作用很不利于苗期番茄,白粉虱对苗期番茄没有明显的直接影响;而感染病毒会缓解烟粉虱对番茄的强烈刺激,而加重白粉虱对番茄的作用,即染毒使带白粉虱的苗期番茄生长发育受到明显抑制。与番茄变化情况相对应的是,染毒番茄上烟粉虱产卵较少,但在发育前期(从卵到伪蛹)存活率较高;染毒番茄上白粉虱产卵较多,但在前期存活率较低。本研究可为高纬度地区粉虱综合防控提供参考。     

烟粉虱MED隐种钙离子结合蛋白基因的RNAi及其生物学效应

【目的】前期研究发现烟粉虱Bemisia tabaci MED隐种2个钙离子结合蛋白(BtCaBP1和BtCaBP2)参与烟粉虱对溴氰虫酰胺的应激反应。本研究旨在通过RNAi干扰钙离子结合蛋白基因,系统揭示钙离子结合蛋白对烟粉虱的生物学影响。【方法】通过dsRNA饲喂法分别干扰烟粉虱MED隐种成虫钙离子结合蛋白基因BtCaBP 1和BtCaBP 2后,qPCR检测BtCaBP 1和BtCaBP 2的表达量;观测并比较了RNAi 3 d后处理组(分别饲喂ds BtCaBP 1和ds BtCaBP 2)和对照组(饲喂ds EGFP)间烟粉虱MED隐种亲代成虫(雌雄)寿命、单雌产卵量以及子一代的卵孵化率和成虫前期发育历期等生物学参数。【结果】分别饲喂ds BtCaBP 1和ds BtCaBP 23 d后,处理组烟粉虱MED隐种靶标基因BtCaBP 1和BtCaBP 2的表达量较对照组均显著降低。处理组中干扰BtCaBP 2后的亲代烟粉虱MED隐种成虫寿命(雌:15.46±1.24 d;雄:13.84±0.38 d)较对照组的(雌:13.25±0.58 d;雄:12.67±0.65 d)显著延长;处理组的单雌产卵量(39.53±3.04)比对照组的(76.06±4.76)显著降低;处理组子一代卵孵化率(81.58%±4.42%)比对照组的(87.22%±3.21%)显著降低;子一代成虫前期发育历期处理组(24.42±1.09 d)比对照组的(27.52±1.73 d)显著缩短。而干扰BtCaBP 1基因后,亲代及子一代上述生物学参数没有显著变化。【结论】干扰BtCaBP 1和BtCaBP 2对烟粉虱MED隐种具有不同的生物学效应,该结果为后续进一步研究钙离子结合蛋白的生物学功能提供了参考。     

日本刀角瓢虫对不同番茄品种的产卵选择性及其影响因素

【目的】明确日本刀角瓢虫Serangium japonicum对叶毛密度和类型不同的番茄Lycopersiconesculentum品种的产卵选择性。【方法】以4个番茄品种(砧木101、闽粉樱1号、砧木301和以色列超级金刚)作为日本刀角瓢虫的寄主植物,观察番茄叶片背面超微结构,统计叶片背面叶毛类型及密度;用叶蝶法和植株法测定日本刀角瓢虫雌成虫在带烟粉虱Bemisia tabaci卵的4个番茄品种上的产卵量占比;并测定日本刀角瓢虫在这4个番茄品种叶片上的子代及成虫表现(生长发育、繁殖和捕食能力)以及对叶片的附着力,雌成虫对4个番茄品种健康叶片和受烟粉虱为害叶片的气味选择以及4个番茄品种叶碟和植株上日本刀角瓢虫卵被同类捕食的风险。【结果】4个番茄品种叶片背面叶毛类型均具有非腺毛和腺毛,其中,非腺毛有Ⅱ, Ⅲ和Ⅴ型,腺毛有Ⅰ, Ⅳ Ⅵ和Ⅶ型,且均以Ⅴ型非腺毛密度最高。以色列超级金刚叶片背面的叶毛密度显著低于其他3个供试番茄品种。日本刀角瓢虫偏好在以色列超级金刚上产卵,在以色列超级金刚、砧木101和闽粉樱1号上的繁殖力(165~223.92粒/雌)显著高于在砧木301上的(2809粒/雌)。日本刀角瓢虫子代由卵发育至成虫的历期在闽粉樱1号上最短(15.73 d),在砧木101上最长(23.00 d)。日本刀角瓢虫在4个番茄品种上的产卵选择性与子代表现及亲代表现无显著相关性,而与日本刀角瓢虫卵的被捕食风险存在显著正相关关系。日本刀角瓢虫在4个番茄品种上的产卵选择性与日本刀角瓢虫对番茄叶片的附着力及番茄叶片上各类型叶毛密度均无显著相关性。番茄的7种叶毛类型其叶毛密度在4个番茄品种上都存在显著差异,除番茄Ⅰ型腺毛密度与日本刀角瓢虫的繁殖力(30 d内单雌产卵量)存在显著负相关关系外,其他6种类型的叶毛密度与日本刀角瓢虫子代表现及亲代表现均无显著相关性。日本刀角瓢虫雌成虫对4个番茄品种的气味无明显偏好。日本刀角瓢虫卵在4个番茄品种叶蝶和植株上的被捕食比例差异显著。【结论】日本刀角瓢虫雌成虫偏好在叶毛密度低的番茄品种叶片上产卵,番茄腺毛对日本刀角瓢虫成虫生命活动影响显著。