人工饲料条件下大麦黄矮病毒GAV株系对麦长管蚜种群适合度的直接影响

植物病毒与介体蚜虫存在复杂的互作关系。前人关于植物病毒对蚜虫调控作用的研究主要集中在植物病毒通过寄主植物对蚜虫的间接影响上,未见植物病毒对介体蚜虫适合度直接调控的报道。鉴于此,我们以麦长管蚜Sitobion miscanthi (Takahashi)为试虫,以其传播的大麦黄矮病毒-GAV(Barley yellow dwarf virus GAV,BYDV-GAV)为测试病毒,以全纯人工饲料加入BYDV-GAV病毒提取液饲养麦长管蚜4 d,使之在不接触寄主植物条件下获毒,然后分别在全纯人工饲料和无毒小麦叶片上继续饲养,直至死亡。利用生命表技术分析麦长管蚜生长发育和繁殖参数。研究结果表明:在无毒小麦叶片饲养条件下,与未获毒对照麦长管蚜相比,获毒后麦长管蚜生活史参数成虫历期和产仔天数显著降低,繁殖力显著增加;种群参数内禀增长率、净繁殖率、周限增长率显著增加,平均世代周期显著降低。在全纯人工饲料条件下,与未获毒对照相比,获毒后麦长管蚜仅成虫历期和产仔天数显著下降,而其他生活史参数及种群参数均无显著差异。说明BYDV-GAV使得介体麦长管蚜在小麦叶片上的适合度显著提高,这是由麦长管蚜与寄主植物互作引起的,而病毒对介体麦长管蚜的适合度无直接调控作用。     

携带大麦黄矮病毒蚜虫取食对小麦防御基因表达水平的影响

【目的】研究携带大麦黄矮病毒(barley yellow dwarf virus, BYDV)蚜虫取食对小麦防御基因表达的影响,初步探明BYDV-介体蚜虫-小麦三者的互作机制,为揭示BYDV流行和蚜虫大发生的原因提供理论依据。【方法】以BYDV的主流株系GAV为测试病毒,以其传播介体麦长管蚜和麦二叉蚜为试虫,设置无蚜虫取食小麦(CK)、无毒麦长管蚜取食小麦(Mock-Sa)、无毒麦二叉蚜取食小麦(Mock-Sg)、感染BYDV-GAV麦长管蚜取食小麦(BYDV-Sa)和感染BYDV-GAV麦二叉蚜取食小麦(BYDV-Sg)5个处理,于蚜虫取食2 h(蚜虫达到稳定取食所需时间),26,50,74和98 h时,取叶片样品检测茉莉酸防御途径关键基因脂氧合酶基因(LOX)和丙二烯氧化物合成酶基因(AOS)及水杨酸防御途径关键基因病程相关基因非表达子1(NPR1)和苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)的表达水平。【结果】与无蚜虫取食对照相比,麦蚜取食能显著提高小麦体内LOX的表达水平,对NPR1的表达水平无显著影响,而对AOS和PAL表达水平的影响因麦蚜种类或处理时间的不同而变化。与无毒蚜虫取食相比,携带BYDV-GAV蚜虫取食总体上能降低小麦体内LOX、AOS、NPR1和PAL的表达水平。【结论】蚜虫取食能提高小麦茉莉酸途径的防御作用,而BYDV-GAV能显著降低小麦茉莉酸和水杨酸途径的防御作用。