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由烟粉虱(Bemisia tabaci)传播的豇豆轻斑驳病毒(cowpea mild mottle virus,CPMMV),可侵染豆科、茄科、苋科和葫芦科的多种植物。其发生范围遍及全球多个热带、亚热带地区,被视为豆科植物的重大威胁。然而,目前,还没有关于烟粉虱-CPMMV-寄主植物互作的生态学及分子机制方面的研究。本论文首次围绕B烟粉虱、CPMMV以及菜豆,从行为学、生物学以及转录组学等方面研究,揭示了CPMMV侵染菜豆对于B烟粉虱的寄主选择、生物学特性以及寄主植物的防御反应特性。相关研究结果对于CPMMV以及烟粉虱的可持续控制具有重要的指导意义。主要研究内容及结论如下:1、CPMMV感染菜豆不同时间对B烟粉虱寄主选择和产卵偏好性的影响B烟粉虱对于CPMMV感染第1周的发病菜豆和健康菜豆,以及CPMMV感染第4周的发病菜豆和健康的菜豆,其寄主选择和产卵偏好性有显著的差别。摩擦接种后第1周时,B烟粉虱偏好在CPMMV感染的植株上停留和产卵;然而,摩擦接种后第4周时,B烟粉虱偏好在健康的植株上停留和产卵。这些数据表明,CPMMV感染菜豆对于B烟粉虱的寄主选择偏好性具有时间效应。2、CPMMV感染菜豆对B烟粉虱生物学特性的影响在摩擦接种后第1周、第4周和第5周的植株上,B烟粉虱在健康和CPMMV感染植株上的产卵量和存活率无差别。但有趣的是,摩擦接种后第1周时,较健康植株,B烟粉虱在CPMMV感染植株上的产卵量和存活率相对高些;摩擦接种后第4周时,B烟粉虱在健康和CPMMV感染植株上的产卵量和存活率相对持平;另外,摩擦接种后第5周时,较CPMMV感染的植株,B烟粉虱在健康植株上的产卵量和存活率相对高些。这些数据表明,CPMMV感染菜豆对于B烟粉虱的生物学特性具有较弱的时间效应。3、CPMMV感染菜豆对B烟粉虱内共生菌数量的影响从本实验室建立的B烟粉虱种群中检测到了原生共生菌Portiera,次生共生菌Hamiltonella和Rickettsia,感染率都为100%。应用q PCR探讨B烟粉虱取食健康和CPMMV感染菜豆的不同时间点其体内3种共生菌数量的变化。结果表明Portiera和Hamiltonella的相对数量受B烟粉虱取食时间以及取食时间和寄主感病状态交互作用的影响,但不受植物感病状态的影响。但Rickettsia的相对数量不受上述因子的影响。4、植物防御相关基因在CPMMV与菜豆互作不同时期的表达本章研究了在摩擦接种后第1周、第2周、第3周和第4周的健康和CPMMV感染的菜豆叶片中,与植物防御病毒相关的基因:包括茉莉酸途径、水杨酸途径、乙烯途径、萜类化合物合成、转录因子等总共33个基因的表达,初步探讨了CPMMV和菜豆互作的生理机制。结果表明,摩擦接种后第1周时,在健康菜豆中JA和SA途径相关的基因PR4、AOS、CHI以及NIM的表达量显著的高于发病菜豆;萜类化合物相关的基因HMGR在健康菜豆中的表达量也显著的高于发病菜豆,另外,其它转录因子和防御相关的基因MAPK2和NADPH在健康菜豆中的表达量也显著的高于感病菜豆,说明CPMMV感染菜豆1周时,病毒可以抑制菜豆中上述基因的表达。对于摩擦接种后第2周和第3周的菜豆,33个基因在健康和感病菜豆叶片中的表达量无差异。对于摩擦接种第4周的菜豆,接种后第1周时的7个差异表达的基因无变化,而在健康菜豆中,乙烯途径相关基因Et ER24的表达量显著的高于感病菜豆;另外,转录因子WRKY3和WRKY4在健康菜豆中的表达量显著的高于感病菜豆。5、RNA-seq表达谱探究CPMMV与菜豆的互作机制利用RNA-seq表达谱测序,以CPMMV感染后第1周与第4周的发病和健康菜豆为研究对象,对菜豆与CPMMV互作的转录组信息进行了深入挖掘,对CPMMV感染后的菜豆防御机制进行了探讨和分析。获得了大量与植物抗病毒分子机制相关的候选基因;分析了导致烟粉虱在不同时间点对于寄主选择偏好的可能因素;以及CPMMV感染菜豆后的不同时间,其在表型、营养、防御机制等方面发生时序性变化的主控因素,为深入研究烟粉虱-CPMMV-菜豆的互作机制奠定了基础。