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。     

ToCV单独侵染和TYLCV&ToCV复合侵染番茄植株上烟粉虱寄主适应性及寄主植物营养成分含量和防御反应变化

【目的】本研究以番茄褪绿病毒(tomato chlorosis virus, ToCV)和番茄黄化曲叶病毒(tomato yellow leaf curl virus, TYLCV)为主体,旨在明确ToCV单独侵染及TYLCV&ToCV复合侵染对烟粉虱Bemisia tabaci MED隐种寄主适应性的影响,并从寄主植物营养成分和防御角度解析不同番茄病毒侵染对烟粉虱MED隐种寄主适应性影响的生理机制。【方法】ToCV单独侵染和TYLCV&ToCV复合侵染番茄植株后,统计分析番茄植株上烟粉虱MED隐种成虫存活率和产卵量以及番茄植株中氨基酸和总糖含量;通过RT-qPCR技术检测番茄植株茉莉酸(JA)信号通路关键基因(FAD7和PI II)以及水杨酸(SA)信号通路关键基因(NPR1和PR1)的表达模式。【结果】相对于取食健康番茄植株的烟粉虱成虫,取食番茄病毒侵染的番茄植株烟粉虱MED隐种成虫的存活率和产卵量均显著降低,其中以TYLCV&ToCV复合侵染番茄植株为寄主时,烟粉虱MED隐种成虫的存活率和产卵量均达到最低水平。TYLCV&ToCV复合侵染后,番茄植株中总氨基酸含量、14种水解氨基酸含量以及总糖含量低于ToCV单独侵染番茄植株。ToCV单独侵染和TYLCV&ToCV复合侵染番茄植株后,FAD7和PI II的表达量均显著降低,并且2个基因在TYLCV&ToCV复合侵染植株中的表达水平最低;然而,NPR1和PR1的表达水平在ToCV单独侵染和TYLCV&ToCV复合侵染番茄植株中均有上升趋势,TYLCV&ToCV复合侵染番茄植株中NPR1表达水平和ToCV单独侵染番茄植株中PR1表达水平均显著高于健康番茄植株中的。【结论】ToCV单独侵染和TYLCV&ToCV复合侵染均能够明显降低番茄植株上烟粉虱MED隐种的寄主适应性,且TYLCV&ToCV复合侵染更不利于烟粉虱MED隐种生存;相对于健康番茄植株,ToCV单独侵染和TYLCV&ToCV复合侵染番茄植株营养成分与防御系统发生了变化且存在差异。研究结果为揭示烟粉虱与植物病毒互作提供了参考。     

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。     

番茄黄化曲叶病毒对烟粉虱MED隐种取食行为的影响

为探究番茄黄化曲叶病毒（TYLCV）对烟粉虱刺探取食行为的影响并研究其与烟粉虱之间的互作关系。利用EPG记录了感染TYLCV的MED隐种在番茄寄主上的取食波形,并与未感染TYLCV的MED隐种的取食波形进行了比较研究。结果表明,烟粉虱开始取食行为后,带毒MED和未带毒MED平均刺探次数和非刺吸时间占总取食时间的比例方面没有显著差异。带毒MED从口针刺探开始至到达韧皮部的平均时间为46 min,从记录开始至口针第一次到达韧皮部的平均时间为135 min,未带毒MED相对应的平均时间分别为19 min和25 min,两者结果差异显著;在烟粉虱取食番茄韧皮部阶段,带毒和未带毒MED的唾液分泌总时间分别为9 min、3 min,第一次韧皮部持续吸食平均时间分别为143 min、26 min,带毒MED显著高于未带毒MED。带毒MED在第一次持续吸食至第一次取食结束的平均时间为15 min,显著高于未带毒MED的4 min。综上所述,带毒MED完成整个刺探取食行为的平均时间较未带毒MED显著增加,特别是唾液的分泌时间以及第一次在韧皮部的持续吸食时间。表明,TYLCV能促进MED加强唾液分泌和韧皮部取食,从而促进病毒的传播。     

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。     

甜菜夜蛾对不同寄主植物的产卵和取食选择

为了探讨甜菜夜蛾Spodoptera exigua对不同寄主植物的产卵选择及成虫产卵选择与幼虫取食选择间的关联度, 本研究选取玉米、豇豆、甘蓝、黄瓜、棉花、辣椒和番茄7种植物进行了选择性和非选择性实验研究, 并采用Y型嗅觉仪测定了成虫对其中3种寄主植物及其挥发物抽提物的趋性。结果表明：在田间非选择性实验中, 甜菜夜蛾在不同寄主植物上的落卵量依次为：玉米>辣椒>棉花>黄瓜、豇豆、番茄>甘蓝。Y型嗅觉仪的行为测定表明, 雌成虫对玉米及其挥发物抽提物的趋性最强, 黄瓜次之, 对甘蓝的趋性最弱, 这与雌虫的产卵选择性一致。不同龄期甜菜夜蛾幼虫对寄主植物的取食选择性有所不同, 且随观测时间的延长有所改变;低龄幼虫对豇豆、玉米和黄瓜的选择性较强, 对甘蓝、番茄、辣椒和棉花的取食选择性则较弱, 高龄幼虫对辣椒也具有较强的选择性;5龄幼虫对寄主植物的选择性不如低龄幼虫明显。结果显示, 甜菜夜蛾对不同寄主植物的产卵选择性显著不同, 植物抽提物在雌成虫的产卵选择中具有重要作用, 甜菜夜蛾对寄主植物的产卵选择性和幼虫取食选择性并不一致。     

寄主植物对B型烟粉虱选择行为和生物学参数的影响

通过培养皿内自由扩散观察和生物学观察,对黄瓜、茄子、辣椒、棉花和甘薯上B型烟粉虱的寄主选择性和生物学参数进行了研究.结果表明：B型烟粉虱成虫向寄主植物叶片自由扩散的初始阶段（2 h）,各寄主植物叶片上虫量的差异不大,在随后的4～48 h内黄瓜叶片上的虫量不断增加,茄子、棉花和甘薯叶片上的虫量相对稳定,而辣椒叶片上的虫量却不断下降,说明B型烟粉虱对黄瓜的选择性最强、对辣椒的选择性最弱,且饥饿和吡虫啉预处理均不影响B型烟粉虱的寄主选择性;取食不同寄主植物烟粉虱成虫的蜜露分泌量差异显著,从高到低依次为黄瓜、甘薯、棉花、茄子、辣椒;黄瓜、茄子、甘薯、棉花上烟粉虱成虫的寿命显著长于辣椒,其平均单雌产卵量(分别为224.33粒、182.33粒、191.73粒和172.60粒)也均显著高于辣椒(47.83粒);各寄主植物上烟粉虱卵的孵化率和发育历期差异均不显著;烟粉虱若虫在黄瓜、茄子、甘薯和棉花上的发育历期分别为10.60 d、11.96 d、11.11 d和13.20 d,死亡率分别为5.21%、27.78%、17.24%和37.11%,在辣椒上不能完成正常发育.     

不同寄主植物对B型烟粉虱发育适合度的影响

为探明寄主植物对B型烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)种群发育适合度的影响,采用室内实验比较了B型烟粉虱在番茄、棉花、菜豆和辣椒上的生存曲线、发育进度和成虫性比等生物学指标。结果表明,B型烟粉虱种群在不同寄主植物上的生存曲线差异显著,由卵发育至成虫的存活率由高到低依次为:番茄=棉花>菜豆>辣椒。B型烟粉虱在辣椒、棉花、菜豆和番茄上50%成虫羽化期依次为25.5、23.0、22.8和22.5d,在辣椒上的发育进度显著慢于其他植物。在不同寄主植物上B型烟粉虱的雌成虫比例差异显著,由高到低依次为:辣椒(63.0%)>棉花(58.3%)>菜豆(52.0%)>番茄(49.7%)。在番茄上B型烟粉虱第二代的生存率显著高于第一代,发育速率较第一代加快,雌成虫比例(63.3%)也显著高于第一代(49.7%)。在棉花上,第一代和第二代间的生存曲线、发育进度和雌成虫比例则差异不显著。可见,不同寄主植物对B型烟粉虱的发育适合度不同,在番茄上的发育适合度则以第二代较第一代显著提高。此外,B型烟粉虱在不适寄主植物辣椒上的存活率较低,但后代雌成虫比例增加,推测B型烟粉虱可通过调整后代性比增加其在不适寄主植物上的种群。     

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。     

亚致死剂量溴氰虫酰胺对MED烟粉虱取食行为及传播TYLCV的影响

取食是烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)传播植物病毒最重要的途径之一.本研究利用昆虫刺探电位(EPG)技术研究了杀虫剂溴氰虫酰胺亚致死浓度(LC15)对携带番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)MED烟粉虱取食行为和传毒效率的影响.结果表明,溴氰虫酰胺对未携毒和携毒MED烟粉虱的亚致死浓度(LC15)分别为1.52 mg/kg和1.75 mg/kg,差异不显著.携毒烟粉虱在溴氰虫酰胺亚致死浓度处理的番茄苗上取食,第一次刺探起始时间显著推迟,是对照番茄苗上的3.7倍.在韧皮部取食阶段,处理组烟粉虱在韧皮部分泌唾液平均时间、吸食汁液总时间和平均时间均显著缩短,分别是对照组的0.10倍、0.14倍和0.10倍,韧皮部取食能力显著降低.qPCR试验研究表明,溴氰虫酰胺亚致死浓度处理极显著的降低了烟粉虱的传毒效率,携毒烟粉虱取食48 h的番茄苗培养10 d后,TYLCV相对含量仍接近于0,表明溴氰虫酰胺对烟粉虱传播TYLCV具有良好的控制潜力.研究结果为科学合理的使用化学农药防治烟粉虱及其传播的双生病毒病提供理论依据.     

寄主挥发物、叶色在B型烟粉虱寄主选择中的作用

在室温条件下,研究B型烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)对不同寄主植物和颜色的行为趋性。笼罩实验的结果显示,烟粉虱雌虫对共存的5种寄主植物偏好存在显著差异,总体上表现为对番茄的趋性最强(35·0%),甘蓝次之(27·7%),烟草和棉花再次之,辣椒最低(7·1%);且随着时间的延长,烟粉虱数量在番茄上逐渐增加,在甘蓝上呈下降趋势,在烟草、棉花和辣椒上变动幅度不大,但数量总体上仍是番茄(48·8%)>甘蓝(18·4%)>烟草、棉花>辣椒(3·4%)。但烟粉虱在不同寄主植物上的产卵量则表现为:甘蓝>番茄>棉花、烟草>辣椒;其中甘蓝和番茄上卵量分别占总卵量的56·8%和28·2%;而烟草、棉花和辣椒上的卵量均不到总卵量的6·0%。"Y"型嗅觉仪进一步测定表明:寄主植物番茄和甘蓝气味对烟粉虱具有显著引诱作用,且表现为番茄>甘蓝,辣椒不具引诱作用;烟粉虱对3种植物(番茄、甘蓝、辣椒)的叶片颜色均有显著趋性,选择率在75%左右,但在三者之间的趋性差异不明显;烟粉虱雌虫对黄色和绿色均具有显著趋性,且对黄色的趋性显著大于对绿色的趋性,但对红色无趋性。综合分析表明,在对寄主定向和定位过程中,B型烟粉虱的视觉和嗅觉均起作用,但在对同种颜色(绿色)的寄主进行选择和定位的过程中,嗅觉起主要作用,而对不同种颜色(红、黄、绿)的选择和定位时,其视觉起决定作用。     

寄主植物物理性状及营养物质对地红蝽寄主选择性的影响

【目的】地红蝽Pyrrhocoris tibialis是一种重要的农业植食性害虫,寄主范围广泛。本研究测定地红蝽对不同植物的取食偏好及分析寄主植物物理性状和营养物质在地红蝽成虫寄主选择行为中的作用,以期从寄主理化性状的角度来探讨地红蝽寄主选择行为机制,为指导作物抗虫育种提供依据。【方法】通过自由选择方法研究地红蝽成虫对5种寄主植物(谷子Setaria italica、高粱Sorghum bicolor、绿豆Vigna radiata、大豆Glycine max和玉米Zea mays)叶片的取食选择性;使用Y型嗅觉仪进一步检测地红蝽对5种植物叶片气味的趋性反应;测定分析5种植物叶片物理性状及主要营养物质含量与地红蝽取食选择性的相关性。【结果】地红蝽成虫对5种寄主植物叶片的取食选择率存在显著性差异,依次为谷子＞高粱＞绿豆＝大豆＞玉米,与对这5种寄主植物叶片气味的趋性反应百分率结果一致。相关性分析表明,地红蝽成虫的取食选择性与叶片长宽比、含水量和背面茸毛密度呈显著正相关,相关系数分别为0.881, 0.884和0.906,而与地红蝽成虫取食前后寄主植物叶片可溶性糖含量变化和总蛋白质含量变化呈显著负相关,相关系数分别为-0.915和-0.951。通径分析表明,寄主植物叶片背面茸毛密度和总蛋白质含量变化是地红蝽寄主选择性的重要决定因素。【结论】地红蝽成虫对不同寄主植物存在取食选择和趋向性差异,地红蝽成虫取食选择与寄主植物叶片长宽比、背面茸毛密度、含水量以及可溶性糖和总蛋白质含量变化有关。     

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。     

Difference in feeding behaviors of two invasive whiteflies on host plants with different suitability: implication for competitive displacement

In China, Bemisia tabaci Q (commonly known as biotype Q) has rapidly displaced B (commonly known as biotype B) in the past 6 years. The mechanisms underlying such phenomenon have been studied extensively in recent years; however, we have not come to a definitive conclusion yet. In the present study, the differences in host suitability between B and Q whitefly adults to five host plants (cabbage, cotton, cucumber, poinsettia, and tomato) were evaluated based on their respective feeding behaviors using a direct-current electrical penetration graph (DC-EPG) system. Pair-wise comparisons of B. tabaci B and Q feeding on each of the five host plants clearly indicate that Q feeds better than B on tomato, cotton and poinsettia, while B feeds better than Q on cabbage and cucumber. The EPG parameters related to both phloem and non-phloem phases confirm that cabbage and cucumber are best suited to B, while tomato, cotton, and poinsettia are best suited to Q. Our present results support the contention that host suitability and adult feeding behavior contribute to the competitive displacement of biotype B by biotype Q. The discrepancy between field (previous studies) and laboratory results (this study), however, suggests that 1) whitefly displacement is apparently contributed by multiple factors; and 2) factor(s) other than the host plant suitability may play a vital role in dictating the whitefly biotypes in the field.     

艾草和窃衣挥发物的提取鉴定及其对烟粉虱MED隐种成虫选择性的影响

[目的]在前期研究中,我们发现艾草Artemisia argyi和窃衣Torilis scabra都有吸引或驱避昆虫的作用.然而还未见有研究报道艾草和窃衣以及它们的挥发物对烟粉虱Bemisia tabaci MED隐种成虫的作用.本研究旨在检测能否利用艾草和窃衣及其挥发物对烟粉虱MED隐种成虫实施绿色防控.[方法]通过...