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。     

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。     

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。     

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。     

泛素-蛋白酶体系统对烟粉虱体内番茄黄曲叶病毒的影响

【目的】泛素化修饰广泛参与细胞周期、信号传导、转录调控、免疫应答等多个方面,是细胞内一种非常重要的蛋白水平可逆修饰。但目前关于泛素-蛋白酶体系统是否参与介体昆虫传播病毒还鲜有报道。本研究旨在探索泛素-蛋白酶体系统在烟粉虱Bemisia tabaci传播番茄黄曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)过程中所起的作用。【方法】通过RT-qPCR分析取食感染TYLCV和不感染TYLCV番茄植物的烟粉虱成虫体内泛素和蛋白酶体亚基基因的表达,采用Western blot检测TYLCV侵染后烟粉虱成虫体内泛素蛋白含量的变化;饲喂抑制剂和注射双链RNA的方法抑制烟粉虱成虫体内蛋白酶体活性后,通过RT-qPCR测定其体内TYLCV含量的变化。【结果】烟粉虱成虫携带TYLCV后,泛素以及26S蛋白酶体亚基4、6B和β基因的表达量没有发生显著变化,体内游离泛素和缀合泛素的含量以及两者的比例也都没有显著改变,表明TYLCV侵染不会影响烟粉虱体内泛素-蛋白酶体的活性。但饲喂抑制剂(Bortezomib或MG132)或沉默Rpn11抑制蛋白酶体活性后,烟粉虱成虫体内的TYLCV含量显著升高。【结论】泛素-蛋白酶体系统对烟粉虱体内的TYLCV起负调控作用,该系统可能通过直接降解病毒或激活免疫反应等方式抑制病毒含量,进而帮助烟粉虱应对TYLCV带来的不利影响。     

新疆地区烟粉虱生物型的区域分布及其携带的番茄黄化曲叶病毒检测

【目的】明确不同烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius)生物型在新疆地区的区域分布及其携带番茄黄化曲叶病毒的情况。【方法】本文利用烟粉虱mtDNA COⅠ基因片段作标记以及番茄黄化曲叶病毒(tomato yellow leaf curl virus, TYLCV)特异性引物, 鉴定新疆不同地区烟粉虱生物型, 并检测其携带TYLCV情况。【结果】石河子市、 博乐市、 岳普湖县、 泽普县、 叶城县、 莎车县、 墨玉县、 和田市与和田县烟粉虱属于B型烟粉虱, 且720 bp COⅠ基因序列一致性为100%; 阿克苏市、 哈密市、 鄯善县、 乌鲁木齐市、 克拉玛依市与伊宁市烟粉虱属于Q型烟粉虱, 720 bp COⅠ基因序列一致性为99.9%~100%; 吐鲁番市与库尔勒市兼有B型烟粉虱和Q型烟粉虱。伊宁市、 乌鲁木齐市、 鄯善县、 哈密市、 阿克苏市、 库尔勒市、 莎车县、 和田县和墨玉县的烟粉虱样本携带TYLCV, 除2011年底已经暴发危害的莎车县外, 其他区域均为番茄黄化曲叶病毒病发生的高风险区域。【结论】本研究为新疆地区烟粉虱及番茄黄化曲叶病毒病的科学防控提供依据。     

联苯菊酯对烟粉虱毒力的快速测定技术优化和应用

【目的】烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)是一种外来入侵性的重大农业害虫,化学药剂是防治烟粉虱的主要手段。为了实现对烟粉虱成虫防治用药的科学快速筛选,本文拟研究并优化联苯菊酯对烟粉虱毒力的快速测定技术。【方法】优化了一种烟粉虱成虫对联苯菊酯敏感度的毒力测定方法——玻璃管药膜法。具体方法是:在玻璃指形管的底部1/3处均匀涂抹配制好的一定浓度的杀虫药液,晾干后引入烟粉虱成虫,根据药剂作用特性确定合适的时间来观察试虫的死亡情况。应用该方法测定了联苯菊酯对室内饲养的烟粉虱成虫进行快速毒力测定,确定药剂的诊断剂量,最后检测了制作的玻璃管药膜放置于不同条件下对烟粉虱的检测灵敏度。【结果】优化的玻璃管药膜法测定结果稳定,重复性好,可快速测定化学药剂对田间烟粉虱成虫的毒力;4°C条件下避光存放制作的药膜玻璃管一个月后,仍可以保持其稳定的检测灵敏性。【结论】本研究中优化的玻璃管药膜法,操作及测定方法简便快速,试虫需要量少,1/3玻璃管内部涂药还可减少试验的用药量,该方法也可用于其它具有飞行能力的昆虫毒力测定试验中,为田间害虫的科学选药提供一种快速测定手段。     

烟粉虱传毒相关蛋白基因的克隆及其表达量分析

【目的】烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)是一种世界性的入侵性害虫,其传播的番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)给我国番茄生产造成巨大经济损失。为了阐明烟粉虱传播双生病毒的机理,本文拟研究明确B和Q烟粉虱体内传毒相关蛋白Gro EL基因及其表达量。【方法】采用特异性引物克隆了B和Q烟粉虱内共生菌编码的传毒相关蛋白Gro EL基因,并进行序列分析;并利用荧光定量PCR技术检测两种生物型及其获取双生病毒前后该基因的相对表达量。【结果】烟粉虱内共生菌Hamiltonella编码的Gro EL基因全长为1 668 bp,编码555个氨基酸;B、Q烟粉虱该基因的核苷酸序列相似性为99.94%,氨基酸同源性为99.82%;带毒烟粉虱中Gro EL基因的表达量显著高于未带毒的对应生物型烟粉虱;无论带毒与否,Q烟粉虱该基因的表达量均显著高于B(P<0.05)。【结论】烟粉虱携带TYLCV后可诱导Gro EL的表达量升高,B和Q烟粉虱中Gro EL基因及其表达量均存在差异,这可能是B和Q烟粉虱传毒效率存在显著差异的原因之一。     

烟粉虱传播双生病毒研究进展

综述了烟粉虱Bemisia tabaci对双生病毒的获取、传播及存留等方面的特性。烟粉虱最短的获毒和接种时间为15～30 min;双生病毒在烟粉虱体内可存留1至数周,有的终身存在。烟粉虱对双生病毒的传毒效率除了随其获毒及传毒时间的延长、传毒烟粉虱个体数量的增加以及病毒体浓度的增加而提高外,还与烟粉虱的龄期及性别有关。双生病毒除了在植物与粉虱之间直接传播外,还可通过烟粉虱交配及经卵携带的途径在烟粉虱个体和代别间进行传播。寄主植物、双生病毒的一些特殊蛋白以及烟粉虱内共生菌产生的GroEL蛋白,都可影响烟粉虱携带的双生病毒种类及传毒的可能性。双生病毒可对烟粉虱的发育、存活和生殖产生不利或有利的影响。雌成虫携带番茄黄化曲叶病毒（tomato yellow leaf curl virus, TYLCV）后,存活力和生殖力均下降; 而携带番茄斑驳病毒（tomato mottle virus, ToMoV）后,生殖力提高。此外,植物感染双生病毒后,其对烟粉虱的适合性可能提高。     

番茄褪绿病毒对刀角瓢虫捕食烟粉虱的影响

在实验室条件下研究了不同温度下刀角瓢虫Serangium japonicum对健康和感染番茄褪绿病毒(Tomato chlorosis virus,ToCV)番茄上的烟粉虱Bemisia tabaci的捕食效果.结果表明,无论在健康番茄还是感染ToCV番茄上,刀角瓢虫均可以取食烟粉虱的卵和若虫,对卵的捕食量最大,且对烟粉虱卵的功能反应都属于HollingⅡ型反应,方程式分别为NA=0.9650N/1+0.0007N和NA=0.9866N/1+0.0006N.温度可以影响功能反应的参数,在30℃时刀角瓢虫对健康番茄上的烟粉虱的控制作用最好,在35℃时刀角瓢虫对感染ToCV番茄上的烟粉虱控制效果最好.刀角瓢虫偏好感染ToCV的番茄植株,对健康番茄偏好性较弱.刀角瓢虫对感染ToCV番茄上的烟粉虱具有良好的捕食效果,可为烟粉虱的生物防治提供合理依据.     

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。     

瓜类褪绿黄化病毒快速检测技术的引物筛选与体系优化

【目的】瓜类褪绿黄化病毒(cucurbit chlorotic yellows virus, CCYV)是近年来发生的、由烟粉虱Bemisia tabaci半持久性传播的一种植物病毒,给瓜类作物带来严重经济损失。PCR扩增是检测该病毒的常用技术,但目前已报道引物对靶标生物的检测存在扩增结果不稳定、重复性不够的问题。本研究旨在通过筛选多对引物并优化PCR条件获得适合于稳定检测的引物及扩增体系。【方法】以携带有CCYV的根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens GV3101菌株菌液及其侵染获得的CCYV阳性黄瓜叶片cDNA为检测对象,从14对PCR引物中筛选出可用于稳定检测CCYV的引物,同时进行退火温度的优化;以携带有CCYV的根癌农杆菌侵染的阳性黄瓜叶片cDNA为模板,对筛选出来的4对引物及退火温度进行PCR扩增的稳定性和灵敏度检测;利用4对优选PCR引物对13份采自田间的烟粉虱成虫及寄主植物叶片的感毒状况进行检测和验证。【结果】从已报道的14对引物中筛选出4对引物可同时对携带CCYV的根癌农杆菌GV3101菌液及其侵染的CCYV阳性黄瓜叶片cDNA进行稳定扩增,并获得最优的扩增程序。灵敏度检测结果显示,优选的4对引物可检测到CCYV的最低黄瓜叶片cDNA浓度为0.25 ng/μL。利用优选的4对引物通过PCR对13份采自田间的烟粉虱成虫及其寄主植物叶片的CCYV检测发现,测试样本的CCYV阳性率为69.23%。【结论】优选的4对引物及其对应的优化扩增程序可用于对携带有CCYV的根癌农杆菌及其侵染的植物叶片以及田间样本是否感染CCYV的检测。     

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。     

辽宁省冬季温室内越冬粉虱伪蛹的种类鉴定及烟粉虱体内番茄黄化曲叶病毒的检测

为了揭示辽宁省冬季温室内越冬粉虱伪蛹的种类及烟粉虱Bemisia tabaci （Gennadius）携带番茄黄化曲叶病毒（tomato yellow leaf curl virus, TYLCV）情况, 于2012年1月份在辽宁省不同县市区的温室作物上采集了17份粉虱伪蛹样品（每样品含30头粉虱伪蛹） , 镜检鉴别粉虱种类并利用mtCOI基因对烟粉虱生物型进行了鉴定; 检测了烟粉虱携带TYLCV情况并对其PCR扩增产物进行了测序分析。结 果表明： 辽宁省冬季温室内存在越冬温室白粉虱Trialeurodes vaporariorum （Westwood）与烟粉虱。17份粉虱样品中, 11份样品为烟 粉虱样品, 6份样品为温室白粉虱和烟粉虱混合样品。混合样品中, 温室白粉虱仅在锦州凌海（LH）样品中占优势。17份烟粉虱样品（包 括混合样品）中, 仅有4份样品为B型与Q型混合样品, 其他13份样品烟粉虱生物型均为Q型。17份烟粉虱样品中有3份Q型烟粉虱样品检测 到TYLCV, 系统树分析进一步证实该病毒是TYLCV。调查结果为辽宁省粉虱与TYLCV的早期测报和防控提供了科学依据。     

Effects of Tomato chlorosis virus on the performance of its key vector,Bemisia tabaci,in China

Tomato chlorosis virus (ToCV), which is a newly emerged and rapidly spreading plant virus in China, has seriously reduced tomato production and quality over the past several years. In this study, the effect of ToCV on the demography of the whitefly, Bemisia tabaci biotype Q (Hemiptera: Aleyrodidae), fed on infected and healthy tomato plants was evaluated using the age‐stage, two‐sex life table. When reared on ToCV‐infected tomato plants, the fecundity, length of oviposition period and female adult longevity of B. tabaci biotype Q decreased significantly, while the pre‐adult duration significantly increased compared to controls reared on healthy tomatoes. Consequently, the intrinsic rate of increase (r) and finite of increase (λ) of B. tabaci biotype Q on ToCV‐infected tomato plants significantly decreased compared to those on healthy tomatoes. Population projection predicted that a population of B. tabaci biotype Q fed on ToCV‐infected tomatoes increases slower than on healthy plants. These findings demonstrated that ToCV infection decreased the performance of B. tabaci biotype Q on tomato plants.