本文關(guān)鍵詞： 蠟蚧輪枝菌 蘿卜蚜 擬南芥 揮發(fā)性物質(zhì) 附著胞 生化和分子機(jī)理　出處：《福建農(nóng)林大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：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(dǎo)的植物揮發(fā)性物質(zhì)(Herbivore-induced plant volatiles,HIPVs)與天敵關(guān)系時被忽略。在植食性昆蟲與昆蟲病原真菌關(guān)系中,植物受蟲害誘導(dǎo)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)和蠟階輪枝菌(Lecanicillium lecanii)為研究對象,探討了:1)蚜蟲取食誘導(dǎo)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(guān)的酶(胞外蛋白酶和幾丁質(zhì)酶)活性的影響;4)HIPVs主要活性成分對附著胞形成相關(guān)基因表達(dá)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(xué)和分子生物學(xué)的角度闡明其內(nèi)在機(jī)理。1.GC-MS分析不同蟲口密度(1、2、4、8、16頭/株)蘿卜蚜誘導(dǎo)擬南芥產(chǎn)生的HIPVs,結(jié)果表明,蚜害誘導(dǎo)擬南芥產(chǎn)生的HIPVs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(dǎo)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(jié)果表明:在測試梯度內(nèi),蘿卜蚜蟲口密度為8頭/株時誘導(dǎo)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(jìn)作用最顯著。進(jìn)一步通過相關(guān)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(zhì)是關(guān)鍵活性物質(zhì)。試驗發(fā)現(xiàn)了不同蚜蟲密度會誘導(dǎo)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(jìn)作用。2.用活性成分檢驗5種關(guān)鍵活性物質(zhì)時發(fā)現(xiàn),0.2-200 μmol·L-1苯甲醛、苯乙醛和葵醇均能抑制蠟蚧輪枝菌孢子萌發(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(jìn)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(jìn)昆蟲病原真菌孢子萌發(fā)和附著胞形成的兩個關(guān)鍵的活性物質(zhì)。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(zhì)酶活性的影響,相關(guān)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(zhì)。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(zhì)酶活性的影響,結(jié)果表明,水楊酸甲酯(1μmol·L-1和10 μmol·L-1)、薄荷醇(10 μmol·L-1)和茉莉酸甲酯(0.2 μmol·L-1)對蠟蚧輪枝菌胞外蛋白酶活性具有顯著促進(jìn)作用,而對幾丁質(zhì)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(dǎo)蠟蚧輪枝菌幾丁質(zhì)酶和胞外蛋白酶的活性來促進(jìn)其毒力。本試驗從生物化學(xué)的角度揭示HIPVs與昆蟲病原真菌的關(guān)系。4.測定了 HIPVs中的兩個關(guān)鍵活性物質(zhì)(水楊酸甲酯和薄荷醇)對蠟蚧輪枝菌附著胞形成關(guān)鍵基因cAMP、PKA、MAPK、PMK、CaM和CaMK表達(dá)量的影響。結(jié)果表明,0.1 mg·L-1和1 mg·L-1水楊酸甲酯誘導(dǎo)的CaM基因表達(dá)量顯著高于對照(相對表達(dá)量分別為1.81和2.88),0.1 mg·L-1水楊酸甲酯誘導(dǎo)CaMK基因表達(dá)量顯著高于對照(相對表達(dá)量為2.00);0.01 mg·L-1和0.1 mg·L-1水楊酸甲酯誘導(dǎo)cAMP基因表達(dá)量顯著高于對照(相對表達(dá)量分別為2.21和3.36),0.01 mg·L-1水楊酸甲酯誘導(dǎo)PKA基因表達(dá)量顯著高于對照(相對表達(dá)量為3.58)。由此可推測水楊酸甲酯可能是通過調(diào)控Ca2+信號通路而誘導(dǎo)附著胞形成,薄荷醇則是調(diào)控cAMP信號通路來誘導(dǎo)附著胞形成。實驗從分子生物學(xué)的角度,初步揭示活性成分促進(jìn)昆蟲病原真菌附著胞形成的分子機(jī)理。本研究從生物化學(xué)和分子生物學(xué)角度探討了 HIPVs對昆蟲病原真菌的作用及機(jī)理,證實了害蟲誘導(dǎo)寄主植物產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)HIPVs是昆蟲病原真菌與植物化學(xué)通訊的信號物質(zhì),為加快昆蟲病原真菌田間推廣應(yīng)用提供了理論支撐。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S476.12

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本文編號：1516064