蘿卜蚜取食誘導擬南芥揮發(fā)性物質對蠟蚧輪枝菌的影響.pdf

1、昆蟲病原真菌由于無法主動尋找寄主，往往在研究植食性昆蟲誘導的植物揮發(fā)性物質（HIPVs）與天敵關系時被忽略。在植食性昆蟲與昆蟲病原真菌關系中，植物受蟲害誘導產(chǎn)生的HIPVs扮演什么樣的角色呢？本文以擬南芥（Arabidopsis thaliana）、蘿卜蚜（Lipaphis erysimi）和蠟蚧輪枝菌（Lecanicillium lecanii）為研究對象，探討了：1）蚜蟲取食誘導的擬南芥產(chǎn)HIPVs對蠟蚧輪枝菌孢子萌發(fā)及附著胞形成的

2、影響；2）HIPVs中影響蠟蚧輪枝菌毒力的主要成分；3）HIVPs主要活性成分對侵染相關的酶（胞外蛋白酶和幾丁質酶）活性的影響；4）HIPVs主要活性成分對附著胞形成相關基因表達量的影響。本研究的目的在于系統(tǒng)地研究HIPVs對昆蟲病原真菌毒力的影響，并從生物化學和分子生物學的角度闡明其內在機理。
　　1. GC-MS分析不同蟲口密度（1、2、4、8、16頭/株）蘿卜蚜誘導擬南芥產(chǎn)生的HIPVs，結果表明，蚜害誘導擬南芥產(chǎn)生的HIP

3、Vs主要成份有15種(苯甲醛、苯乙醛、萜品醇、水楊酸甲酯、薄荷醇、反-2-己烯醛、葵醇、茉莉酸甲酯、D-檸檬酸、乙酸己酯、壬醛、壬醇、1-辛烯-3-醇、3-己烯-1-醇和反式-2-壬烯醛)，同時還發(fā)現(xiàn) HIPVs主要成分的揮發(fā)量隨蘿卜蚜蟲口密度變化而改變。然后研究了不同蟲口密度（1、2、4、8、16頭/株）的蘿卜蚜取食為害擬南芥誘導產(chǎn)生的HIPVs，對蠟蚧輪枝菌V3450菌株分生孢子萌發(fā)率、附著胞形成率以及對蚜蟲的毒力的影響，結果表明：

4、在測試梯度內，蘿卜蚜蟲口密度為8頭/株時誘導產(chǎn)生的HIPVs對蠟蚧輪枝菌孢子萌發(fā)、附著胞形成以及毒力促進作用最顯著。進一步通過相關性分析表明，苯甲醛、苯乙醛、葵醇、水楊酸甲酯和薄荷醇5種物質是關鍵活性物質。試驗發(fā)現(xiàn)了不同蚜蟲密度會誘導擬南芥產(chǎn)生不同的 HIPVs，證實了HIPVs對昆蟲病原真菌的生長和毒力具促進作用。
　　2.用活性成分檢驗5種關鍵活性物質時發(fā)現(xiàn)，0.2-200μmol·L-1苯甲醛、苯乙醛和葵醇均能抑制蠟蚧輪枝菌

5、孢子萌發(fā)和附著胞形成；水楊酸甲酯（1μmol·L-1）和薄荷醇（10μmol·L-1和100μmol·L-1）對附著胞的形成率有顯著促進作用，但對孢子萌發(fā)率影響不顯著。本研究篩選出水楊酸甲酯和薄荷醇，是HIPVs中促進昆蟲病原真菌孢子萌發(fā)和附著胞形成的兩個關鍵的活性物質。
　　3.研究了 HIPVs主要活性成分對蠟蚧輪枝菌胞外蛋白酶和幾丁質酶活性的影響，相關性分析表明，茉莉酸甲酯、薄荷醇、水楊酸甲酯和萜品醇是影響兩酶活性的活性物質

6、。研究上述4個活性成分（水楊酸甲酯、薄荷醇、萜品醇和茉莉酸甲酯）對蠟蚧輪枝菌胞蛋白外酶和幾丁質酶活性的影響，結果表明，水楊酸甲酯（1μmol·L-1和10μmol·L-1）、薄荷醇（10μmol·L-1）和茉莉酸甲酯（0.2μmol·L-1）對蠟蚧輪枝菌胞外蛋白酶活性具有顯著促進作用，而對幾丁質酶無顯著影響，這說明水楊酸甲酯、薄荷醇和茉莉酸甲酯可能過誘導蠟蚧輪枝菌幾丁質酶和胞外蛋白酶的活性來促進其毒力。本試驗從生物化學的角度揭示HIPV

7、s與昆蟲病原真菌的關系。
　　4.測定了HIPVs中的兩個關鍵活性物質（水楊酸甲酯和薄荷醇）對蠟蚧輪枝菌附著胞形成關鍵基因cAMP、PKA、MAPK、PMK、CaM和CaMK表達量的影響。結果表明，0.1 mg·L-1和1 mg·L-1水楊酸甲酯誘導的CaM基因表達量顯著高于對照（相對表達量分別為1.81和2.88），0.1 mg·L-1水楊酸甲酯誘導CaMK基因表達量顯著高于對照（相對表達量為2.00）；0.01 mg·L-1和

8、0.1 mg·L-1水楊酸甲酯誘導cAMP基因表達量顯著高于對照（相對表達量分別為2.21和3.36），0.01 mg·L-1水楊酸甲酯誘導PKA基因表達量顯著高于對照（相對表達量為3.58）。由此可推測水楊酸甲酯可能是通過調控Ca2+信號通路而誘導附著胞形成，薄荷醇則是調控cAMP信號通路來誘導附著胞形成。實驗從分子生物學的角度，初步揭示活性成分促進昆蟲病原真菌附著胞形成的分子機理。
　　本研究從生物化學和分子生物學角度探討了H