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B型和Q型烟粉虱竞争取代的取食行为学机制

刘佰明  
【摘要】:烟粉虱是一种由多种生物型组成的世界性重要农业害虫,其中的B型和Q型是入侵性最强、危害最大的两种生物型。B型烟粉虱于20世纪90年代中后期入侵我国,Q型烟粉虱则于2003年最早于云南昆明发现。近些年来,烟粉虱在我国广大地区持续暴发危害,由其传播的番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)病更是席卷我国主要番茄产区,给我国农业生产和国民经济造成了巨大损失。本论文利用EPG技术研究了寄主植物、病毒、内共生菌、化学农药等因子对B型和Q型烟粉虱取食行为的影响,相关研究结果对于阐明B型和Q型烟粉虱竞争取代机制以及TYLCV的流行机制具有重要意义。具体研究结果如下: (1)B型和Q型烟粉虱在不同寄主植物上具有不同的取食优势。B型烟粉虱在甘蓝和黄瓜上的取食能力显著强于Q型,而Q型烟粉虱在番茄、棉花和一品红上的取食能力显著强于B型。B型和Q型烟粉虱取食行为的差异表明二者具有寄主适应性差异。 (2)TYLCV能以间接(植物感染)和直接(烟粉虱感染)2种方式修饰B型和Q型烟粉虱的取食行为。无论是B型还是Q型,TYLCV感染均能促进烟粉虱唾液分泌来促进病毒自身的快速传播。无论是植物感染还是烟粉虱感染TYLCV,Q型烟粉虱较B型具有适应性和传毒优势。 (3)在感染TYLCV的番茄苗上研究噻虫嗪对B型和Q型烟粉虱取食行为的影响发现,噻虫嗪处理后,B型烟粉虱刺吸起始时间提前,而Q型烟粉虱则表现了更强的连续性刺探、分泌了更多的唾液。可见噻虫嗪处理对Q型烟粉虱表现了更强的行为修饰作用,Q型烟粉虱对药剂处理表现了更强的适应性。烟粉虱的唾液分泌行为与TYLCV传播密切相关,显然噻虫嗪处理促进了Q型烟粉虱对TYLCV的传播。 (4)经抗生素处理和基因融合获得具有相同遗传背景,分别携带内共生菌Hamiltonella和不含Hamiltonella的两个Q型烟粉虱种群。两种群在黄瓜上的取食行为研究发现,与去除Hamiltonella的Q型烟粉虱相比,携带Hamiltonella的Q型烟粉虱能够较快、较容易的刺探到寄主植物韧皮部,并可显著提高烟粉虱唾液分泌频率。携带Hamiltonella提高Q型烟粉虱对寄主的适应性,同样Hamiltonella有可能通过修饰取食行为来促进TYLCV病毒的传播。 (5)将B型烟粉虱分别用甘蓝、番茄和黄瓜隔离饲养6年形成烟粉虱甘蓝种群、番茄种群和黄瓜种群。比较3个寄主种群B型烟粉虱分别在甘蓝、番茄和黄瓜上的取食行为发现,与番茄和黄瓜种群相比,甘蓝种群无论是在其原始寄主甘蓝上、还是在转移寄主番茄和黄瓜上均能较容易地刺探到韧皮部、分泌较多的唾液并具有较强的韧皮部取食能力。显然,长期在单一的寄主植物上取食可以对B型烟粉虱取食行为产生驯化作用,并且这种驯化作用强弱依寄主植物而异。 (6)对以上长期寄主隔离的甘蓝种群、番茄种群和黄瓜种群分子标记研究发现,寄主植物的长期隔离可以诱导B型烟粉虱种群发生明显的遗传分化,但是与Q型烟粉虱种群相比,B型烟粉虱不同寄主种群间的遗传距离均小于B和Q型烟粉虱生物型间的遗传距离。 综上所述,与B型烟粉虱相比,Q型烟粉虱具有较好的寄主适应性、较高的传毒效率、对化学农药适应性更强等行为优势,这可能是Q型烟粉虱取代B型烟粉虱的重要原因之一。


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