淺黃恩蚜小蜂寄生對煙粉虱發(fā)育的影響及調(diào)控機(jī)制初探.pdf

1、煙粉虱(Bemisia tabaci Gennadius)是一種在世界范圍內(nèi)為害嚴(yán)重的入侵性農(nóng)業(yè)害蟲。淺黃恩蚜小蜂(Encarsia sophia Girault& Dodd)作為一種優(yōu)勢寄生蜂，在煙粉虱綠色防控中發(fā)揮了極為重要的作用，研究寄生蜂與寄主間的互作機(jī)制可以更好地挖掘和利用寄生蜂的控害潛能。本文以Q隱種煙粉虱及其淺黃恩蚜小蜂為研究對象，檢測了寄生前后煙粉虱若蟲體型和齡期發(fā)育的變化，通過對寄生后24h和72h的煙粉虱若蟲進(jìn)行轉(zhuǎn)錄

2、組測序，發(fā)現(xiàn)了大量差異表達(dá)基因。選取絲氨酸蛋白酶抑制劑、表皮蛋白和檸檬酸合成酶等9個基因進(jìn)行定量PCR驗(yàn)證，證實(shí)了轉(zhuǎn)錄組分析的可靠性。然后，檢測了寄生后煙粉虱若蟲海藻糖含量和酶活力的變化，揭示了淺黃恩蚜小蜂對煙粉虱的發(fā)育、物質(zhì)代謝及免疫具有調(diào)控作用，為了解寄生蜂對半翅目害蟲的調(diào)控機(jī)理以及寄主自身防御機(jī)制奠定基礎(chǔ)。
　　1.判斷煙粉虱被成功寄生的方法——穿刺孔數(shù)量
　　由于淺黃恩蚜小蜂和煙粉虱的體形均比較小，在寄生早期，很難確

3、定是否寄生成功。為此，對寄生后6h、12h和24h產(chǎn)生寄生孔的煙粉虱進(jìn)行解剖，分析具有1個、2個、3個和3個以上穿刺孔的煙粉虱被成功寄生的幾率。結(jié)果表明，在寄生后6h時(shí)，穿刺孔數(shù)目越多，煙粉虱寄生率越高。而在其余時(shí)間點(diǎn)，穿刺孔數(shù)目與寄生率之間無明顯關(guān)聯(lián)性。同樣數(shù)量穿刺孔的煙粉虱中，寄生后12h以后，寄生率趨于穩(wěn)定，表明寄生時(shí)間和穿刺孔數(shù)量均對寄生率有一定影響。綜合考慮，在寄生后12h之前，優(yōu)先選擇穿刺孔數(shù)量多的煙粉虱作為寄生組;12h以

4、后，有穿刺孔即可基本確定該煙粉虱被成功寄生。
　　2.淺黃恩蚜小蜂寄生對煙粉虱若蟲體型和發(fā)育的影響
　　淺黃恩蚜小蜂對寄主的發(fā)育產(chǎn)生明顯影響。測定了寄生后24h、48h和72h寄生組和對照組煙粉虱若蟲的體長、體寬，并計(jì)算出相應(yīng)的體積，結(jié)果表明淺黃恩蚜小蜂寄生對煙粉虱若蟲體型變化無顯著影響。同時(shí)在顯微鏡下觀察了寄生后1d、2d、3d、4d和5d寄生組以及對照組煙粉虱若蟲的發(fā)育情況，發(fā)現(xiàn)從第3d開始，寄生組和對照組煙粉虱發(fā)育進(jìn)度

5、出現(xiàn)差異，前者變緩慢;寄生后第4d，寄生組復(fù)眼明顯分解，而對照組煙粉虱各組織器官基本形成;寄生后第5d，對照組煙粉虱進(jìn)入偽蛹期，而寄生組體液逐漸減少，其體內(nèi)能夠明顯看出寄生蜂幼蟲的輪廓，表明淺黃恩蚜小蜂寄生能夠抑制煙粉虱若蟲進(jìn)入偽蛹期，但在煙粉虱的外型上無明顯變化。
　　3.淺黃恩蚜小蜂寄生后煙粉虱的基因表達(dá)變化
　　淺黃恩蚜小蜂寄生后對煙粉虱的基因表達(dá)具有顯著調(diào)控作用，這也是其成功寄生的基礎(chǔ)。選擇寄生后24h和72h作為研

6、究淺黃恩蚜小蜂對煙粉虱基因表達(dá)調(diào)控的時(shí)間點(diǎn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)煙粉虱若蟲1，284條基因的表達(dá)量在寄生組與對照組中存在顯著性差異，其中852條顯著上調(diào)，630條顯著下調(diào)。進(jìn)一步分析表明與煙粉虱免疫防御反應(yīng)相關(guān)的基因在寄生后24h和72h均發(fā)生顯著上調(diào)，表明煙粉虱啟動了免疫和防御反應(yīng)。寄生后72h，涉及煙粉虱細(xì)胞免疫、體液免疫、細(xì)胞遷移的一些基因以及調(diào)控保護(hù)酶合成的基因出現(xiàn)顯著下調(diào)，可能是淺黃恩蚜小蜂對煙粉虱的免疫反應(yīng)進(jìn)行了抑制。寄生后72h，寄生

7、蜂顯著抑制了寄主蛹表皮蛋白、芳基貯存蛋白等基因的表達(dá)，促進(jìn)了幼蟲表達(dá)蛋白基因的上調(diào)，表明寄生延緩了煙粉虱的生長發(fā)育，與上一章節(jié)觀察中發(fā)現(xiàn)煙粉虱若蟲無法進(jìn)入偽蛹期的結(jié)果相一致。此外，淺黃恩蚜小蜂寄生還誘導(dǎo)寄主硬脂酸輔酶A還原酶以及胰島素分泌及信號通路相關(guān)基因發(fā)生過量表達(dá)，說明寄生蜂對煙粉虱的營養(yǎng)代謝進(jìn)行了調(diào)控。而煙粉虱體內(nèi)參與呼吸作用和三羧酸循環(huán)的基因發(fā)生過量表達(dá)，表明寄生蜂寄生可能調(diào)控寄主的能量代謝。寄生后72h參與代謝的基因數(shù)量和種類

8、多于24h，可能與寄生蜂在該時(shí)期對能量的需求更大有關(guān)。
　　4.淺黃恩蚜小蜂寄生對煙粉虱若蟲海藻糖含量及海藻糖酶活力的影響
　　海藻糖是昆蟲血液和胸肌中的主要糖類，必須被海藻糖酶分解成葡萄糖才能用于糖酵解，以滿足昆蟲的能量需求。海藻糖酶也是昆蟲幾丁質(zhì)合成通路中的關(guān)鍵酶。淺黃恩蚜小蜂顯著影響了煙粉虱體內(nèi)海藻糖含量以及海藻糖酶的活性。寄生后，煙粉虱體內(nèi)海藻糖含量先升高后降低，而海藻糖酶活性變化則與海藻糖變化趨勢相反。含量及酶活力