【摘要】：異沙葉蟬(Psammotettix alienus)是一種重要的傳毒介體昆蟲,以持久循回方式傳播多種小麥病毒。所傳播的小麥矮縮病毒(Wheat dwarf virus,WDV)是雙生病毒科玉米線條病毒屬成員,引起的小麥矮縮病是世界上重要病毒病害之一。在自然條件下該病毒主要由異沙葉蟬傳播,介體昆蟲帶毒率和傳播效率與病害流行密切相關(guān),因此傳毒機(jī)制研究對理解小麥矮縮病的流行規(guī)律具有重要意義。本研究以異沙葉蟬為研究對象,探究了介體蛋白質(zhì)以及腸道微生物組在傳播WDV過程中的作用。主要研究結(jié)果如下:1 ADP核糖基化因子1(ADP ribosylation factor 1,ARF1)促進(jìn)WDV克服腸道釋放屏障酵母雙雜交和Pull-down確認(rèn)ARF1和WDV外殼蛋白(Coat protein,CP)存在互作。激光共聚焦發(fā)現(xiàn)ARF1與WDV-CP在Sf9細(xì)胞、葉蟬腸道和唾液腺內(nèi)共定位。RNAi抑制ARF1的表達(dá)后,葉蟬血淋巴及唾液腺中的病毒含量均顯著下降,但腸道中的含量變化并不顯著;而且傳毒生物測定結(jié)果表明葉蟬傳毒效率下降。因此ARF1的功能是幫助WDV突破異沙葉蟬中腸釋放屏障。2 肌動蛋白解聚因子(Actin depolymerizing factor,ADF/cofilin)在傳播WDV過程中的功能研究酵母雙雜交和Pull-down均證實(shí)ADF與WDV-CP存在互作,而且ADF與CP在Sf9細(xì)胞內(nèi)共定位。RNAi抑制ADF表達(dá)后,異沙葉蟬體內(nèi)的病毒含量下降,表明ADF參與了介體昆蟲的獲毒過程。有趣的是CP和ADF的互作抑制了ADF的肌動蛋白解聚功能。推測ADF在傳毒過程中具有多種功能,一方面ADF通過調(diào)節(jié)Actin細(xì)胞骨架有助于病毒的侵入,另一方面病毒影響ADF功能進(jìn)而達(dá)到對病毒,昆蟲介體,寄主植物三者最有利的結(jié)果。3 異沙葉蟬腸道微生物組以及微生物多樣性與WDV傳播的關(guān)系明確了異沙葉蟬6個不同地理種群腸道細(xì)菌群落的組成,所有細(xì)菌分布于22個門249個屬。雖然不同地理的腸道細(xì)菌群落呈現(xiàn)不同的多樣性,但是傳毒效率并無顯著差異。實(shí)驗(yàn)室群體較田間群體微生物多樣性顯著下降,但是傳毒率沒有顯著變化。然而,葉蟬獲毒后腸道微生物的組成和多樣性變化是動態(tài)可逆的。4 異沙葉蟬共生新病毒的鑒定通過高通量測序從異沙葉蟬體內(nèi)鑒定到4個新病毒,進(jìn)而利用RACE及PCR獲得了2個病毒的全基因組序列。一是異沙葉蟬軟腐病毒1號(Psammotettix alienus iflavirus 1,PaIV1),為軟腐病毒科,軟腐病毒屬新成員;二是太原葉蟬病毒(Tàiyuán leafhopper virus,TYLeV),為楚病毒科新成員。綜上所述,本研究初步闡明了異沙葉蟬ARF1、ADF以及腸道微生物組在傳播WDV過程中的功能。研究結(jié)果不僅加深了對異沙葉蟬傳播WDV機(jī)制的認(rèn)識,為阻斷病毒傳播的新型抗病策略提供了靶標(biāo)基因;并將為解析小麥矮縮病流行規(guī)律,提高預(yù)測預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性提供了科學(xué)依據(jù)。
【圖文】：

異沙葉蟬成蟲Figure1.1TheadultofPsammotettixalienus

圖 1.2 小麥矮縮病毒（WDV）危害癥狀 A田間（陜西韓城） B 實(shí)驗(yàn)室Figure 1.2 Symptom and occurrence of WDV in wheat (A: Occurrence of WDD in field, B: in lab)1.2.2 小麥矮縮病毒基因組結(jié)構(gòu)及粒體形態(tài)WDV 是雙生病毒科，，玉米線條病毒屬的成員，其基因組大小為 2750nt，含 4 個開放閱讀框
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S435.121.4

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本文編號：2670100