【摘 要】
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苜蓿斑蚜是为害紫花苜蓿的重大害虫,苜蓿斑蚜绿色防控思路的探索为牧草种植方向的重要工作。为探索苜蓿斑蚜调控寄主植物防御反应的分子机制,以及筛选关键唾液蛋白。在实验室前期工作基础上,以抗蚜品种紫花苜蓿（中苜1号）与感蚜品种紫花苜蓿（WL343）为供试植物,分析了苜蓿斑蚜在两种寄主上的适合度差异,并利用两个品种紫花苜蓿对苜蓿斑蚜进行了驯化处理,通过对唾液腺转录组测定和唾液蛋白质谱分析等方法对苜蓿斑蚜唾液
【基金项目】
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财政部和农业农村部:国家现代农业产业技术体系资助（CARS-34-07）；
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苜蓿斑蚜是为害紫花苜蓿的重大害虫,苜蓿斑蚜绿色防控思路的探索为牧草种植方向的重要工作。为探索苜蓿斑蚜调控寄主植物防御反应的分子机制,以及筛选关键唾液蛋白。在实验室前期工作基础上,以抗蚜品种紫花苜蓿（中苜1号）与感蚜品种紫花苜蓿（WL343）为供试植物,分析了苜蓿斑蚜在两种寄主上的适合度差异,并利用两个品种紫花苜蓿对苜蓿斑蚜进行了驯化处理,通过对唾液腺转录组测定和唾液蛋白质谱分析等方法对苜蓿斑蚜唾液蛋白进行鉴定与筛选,最后对一种苜蓿斑蚜关键唾液蛋白——漆酶-1进行了功能验证,研究结果如下。苜蓿斑蚜在中苜1号上的生存率与繁殖力显著低于在WL343上。并且在苜蓿斑蚜为害后,中苜1号植株茉莉酸、过氧化氢、总酚类化合物、总黄酮化合物的含量以及CAT、SOD、POD防御酶活性显著高于WL343,而中苜1号的水杨酸含量显著低于WL343。推测中苜1号可通过更好的激活JA信号通路来产生更高水平的植物次生代谢产物含量以及防御酶活性,且可以更好的抑制SA信号通路对JA信号通路的拮抗反应,进而抑制蚜虫生长发育。本研究利用中苜1号与WL343对苜蓿斑蚜进行驯化处理（50代以上）,分别得到R-aphid与S-aphid,并比较了二者应对植物防御反应的能力。结果表明,在中苜1号植株上,R-aphid的存活率显著高于S-aphid（P=0.039）,但在WL343植株上二者存活率无显著差异（P=0.139）。分别提取了R-aphid与S-aphid的唾液（R-saliva and S-saliva）,并发现被R-saliva注射处理的寄主植物对蚜虫的趋避性与毒性下降。除此之外,与S-aphid取食与S-saliva注射处理相比,R-aphid取食与R-saliva注射处理均能过量激活寄主植物的SA途径并抑制JA途径,以此提高蚜虫对寄主植物的适合度。为进一步分析苜蓿斑蚜唾液调控寄主植物防御的机制,对R-aphid与S-aphid的唾液腺组织进行了转录组分析,并对R-aphid与S-aphid的唾液蛋白进行了蛋白质谱分析,结合转录组数据与蛋白质谱数据,在通过查阅文献,对二者唾液蛋白中的效应因子进行了筛选。最终筛选到了差异表达的8个唾液蛋白,并对其中的苜蓿斑蚜漆酶-1进行了功能验证。发现漆酶-1（Laccase）在R-aphid唾液腺中的转录水平显著高于其在S-aphid的转录水平,且在R-saliva and S-saliva的蛋白质谱中均存在。分泌蛋白Tt Lac-1在苜蓿斑蚜唾液腺与中肠表达量较高,且Tt Lac-1与半翅目蚜科豌豆蚜Acyrthosiphon pisum的同源性较高。且Tt Lac-1协助苜蓿斑蚜对抗寄主植物的防御反应,并可以协助苜蓿斑蚜代谢降解植物次生代谢产物单宁酸与类黄酮。本研究可为揭示植食性昆虫-寄主植物互作方向的研究丰富实验数据,并且本研究也是首次对苜蓿斑蚜唾液蛋白进行了筛选与探究,可为紫花苜蓿牧草上苜蓿斑蚜的防治提供绿色新思路以及理论支持。
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