B型和Q型烟粉虱竞争取代的取食行为学机制

【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。