西花薊馬感染球孢白僵菌后的生物學(xué)特性及基因表達(dá)分析.pdf

1、西花薊馬Frankliniella occidentalis(Pergande)是世界性分布的重要農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)，球孢白僵菌（Beauveria bassiana）是防治西花薊馬的重要生物因子之一。昆蟲(chóng)在感染了病原物（或寄生物）后，能通過(guò)移動(dòng)到更高或更低的環(huán)境溫度下，實(shí)現(xiàn)體溫的改變，即，行為性體溫調(diào)節(jié)。行為性體溫調(diào)節(jié)對(duì)昆蟲(chóng)-病原物互作體系有著顯著影響。本文以健康個(gè)體為對(duì)照，檢測(cè)了被球孢白僵菌侵染的西花薊馬行為性體溫調(diào)節(jié)，及其對(duì)存活、繁殖、性比

2、和基因表達(dá)的影響。探討了溫度對(duì)球孢白僵菌侵染西花薊馬后的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)及毒力的影響。為提高球孢白僵菌對(duì)西花薊馬的防治效率提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　1西花薊馬被球孢白僵菌侵染后的行為性冷趨
　　溫度選擇性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，健康的西花薊馬偏好選擇24℃的溫度環(huán)境，而被球孢白僵菌侵染的薊馬趨向于選擇更低的溫度，12℃，即，發(fā)生了行為性冷趨。
　　低溫改變了染菌西花薊馬的存活和繁殖。與24℃相比，染菌薊馬在12℃下的存活率

3、顯著提高，但產(chǎn)卵總量顯著下降。在24℃下，與健康薊馬相比，染菌薊馬繁殖前期產(chǎn)卵能力上調(diào)但后期產(chǎn)卵能力下降，而在12℃下，與健康薊馬相比，染菌薊馬繁殖后期產(chǎn)卵能力上調(diào)。
　　低溫改變了染菌西花薊馬的性比。對(duì)于當(dāng)代染菌西花薊馬，在12℃和24℃下，染菌薊馬的性別比例（♂∶♀）都隨時(shí)間推移而下降，且在12℃下，染菌薊馬的性比（♂∶♀）始終高于24℃下。
　　對(duì)于染菌薊馬的后代，其種群雌性比例在12℃(370％)下要高于24℃(28

4、5％)下。在12℃下，卵發(fā)育為成蟲(chóng)的存活率(84％)要高于24℃下染菌薊馬后代的存活率(80％)。
　　低溫延緩了染菌薊馬體內(nèi)真菌的生長(zhǎng)。從西花薊馬被球孢白僵菌侵染第2d起，12℃下薊馬體內(nèi)真菌拷貝數(shù)開(kāi)始顯著低于24℃下。
　　2西花薊馬被球孢白僵菌侵染后行為性冷趨下的轉(zhuǎn)錄組分析
　　通過(guò)二代轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)比較了健康薊馬和染菌薊馬在12℃和24℃下體內(nèi)基因差異表達(dá)情況?？偣财唇荧@得77155條Unigene，得到了34

5、515條有注釋的基因。對(duì)染菌薊馬在12℃和24℃下的表達(dá)基因做對(duì)比，總共獲得521條差異表達(dá)基因，其中有225條基因與健康薊馬對(duì)低溫響應(yīng)的差異表達(dá)基因相重合，稱(chēng)為第一類(lèi)DEG(FTO-DEG)，其余的296條基因?yàn)槿揪E馬對(duì)低溫響應(yīng)的特有基因，稱(chēng)為第二類(lèi)DEG(STO-DEG)。FTO-DEG中有74條基因被GO注釋?zhuān)患?9條pathway中。STO-DEG中有97條基因被GO注釋?zhuān)患?8條pathway中。結(jié)果顯示12℃低溫引

6、起了染菌薊馬體內(nèi)一系列的免疫相關(guān)應(yīng)答和應(yīng)激相關(guān)應(yīng)答，提高了染菌薊馬對(duì)抗真菌侵染的能力。
　　3西花薊馬行為性冷趨相關(guān)基因的鑒定及表達(dá)分析
　　低溫(12℃)誘導(dǎo)了染菌薊馬體內(nèi)免疫相關(guān)基因的大量表達(dá)。本文檢測(cè)了免疫過(guò)程中信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因(Toll)、與T細(xì)胞抗性相關(guān)基因(Ant)、免疫過(guò)程中信號(hào)調(diào)節(jié)和放大基因(Ser)，免疫過(guò)程中免疫誘導(dǎo)效應(yīng)因子基因(Per)在12℃和24℃環(huán)境下的表達(dá)情況。結(jié)果顯示，除Ant基因表達(dá)量在第3d開(kāi)

7、始下降，Toll、Ser和Per3個(gè)基因表達(dá)量均隨侵染時(shí)間的增加而增多。而且，12℃下免疫相關(guān)基因的表達(dá)量均高于24℃下。
　　低溫(12℃)改變了應(yīng)激相關(guān)基因的反應(yīng)模式。本文檢測(cè)了應(yīng)激過(guò)程中編碼海藻糖(Tre)、脯氨酸(Pro)和熱激蛋白(Hsp)合成的3個(gè)基因的表達(dá)情況。無(wú)論染菌與否，在12℃下，Tre、Pro和Hsp3個(gè)基因隨著時(shí)間的增加，其表達(dá)均呈現(xiàn)出先升高再降低或者再升高的模式;而在24℃下，Tre、Pro和Hsp3個(gè)基

8、因的表達(dá)量隨時(shí)間推移緩慢增加，除染菌薊馬體內(nèi)Tre在第2d和3d表達(dá)量沒(méi)有明顯變化外，其他基因均在第3d有明顯增加。
　　4兩株球孢白僵菌在三個(gè)溫度下侵染西花薊馬的比較生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)及其毒力
　　生測(cè)結(jié)果顯示，30℃下菌株SCWJ-2毒力顯著高于GZGY-1-3，25℃和20℃下兩菌株毒力無(wú)顯著差異。平板培養(yǎng)的試驗(yàn)表明，菌株SCWJ-2在三個(gè)溫度下的菌落直徑均顯著大于菌株GZGY-1-3。實(shí)時(shí)熒光定量結(jié)果顯示，在30℃下SCWJ