【摘 要】
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在植物与昆虫的协同进化中,双方形成了一系列防御与反防御的策略。近年来的研究表明,植食性昆虫的肠道回流液所含细菌能直接或间接地影响植物的防御反应。本文拟通过研究肠道回流液细菌对寄主植物防御反应及其介导鳞翅目小菜蛾适应寄主植物效应的影响,揭示肠道回流液细菌在小菜蛾与寄主植物互作过程中的作用。主要研究结果如下:（1）肠道回流液细菌的分离和鉴定通过传统分离培养法获取小菜蛾肠道回流液中细菌的单克隆菌株,经1
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在植物与昆虫的协同进化中,双方形成了一系列防御与反防御的策略。近年来的研究表明,植食性昆虫的肠道回流液所含细菌能直接或间接地影响植物的防御反应。本文拟通过研究肠道回流液细菌对寄主植物防御反应及其介导鳞翅目小菜蛾适应寄主植物效应的影响,揭示肠道回流液细菌在小菜蛾与寄主植物互作过程中的作用。主要研究结果如下:（1）肠道回流液细菌的分离和鉴定通过传统分离培养法获取小菜蛾肠道回流液中细菌的单克隆菌株,经16S r RNA基因鉴定,总共获得6株细菌,由肠杆菌属Enterobacter、微球菌属Micrococcus、葡萄球菌属Staphylococcus和芽孢杆菌属Bacillus组成。（2）肠道回流液细菌具有直接抑制植物防御反应的潜力分别将单个菌株处理拟南芥伤口,通过q RT-PCR技术检测3个时间点拟南芥上17个植物防御相关基因的表达量发现:从整体上看,6株细菌处理均能抑制植物茉莉酸和硫苷途径相关基因的表达,而水杨酸途径相关基因表达量变化趋势未呈现明显规律,暗示肠道回流液细菌可能具有直接抑制植物防御反应的潜在能力。（3）肠道回流液细菌抑制小菜蛾的反防御是其关键效应将6株分离得到的菌株分别导入无菌小菜蛾肠道,比较取食拟南芥和人工饲料后的生物学参数,发现DBM-Z1和DBM-Z5菌株对小菜蛾适应寄主植物具有负面影响。分别将单个菌株导入无菌小菜蛾肠道,利用Western blot和q RT-PCR技术检测小菜蛾体内效应因子GOX蛋白含量和基因表达水平,结果表明:DBM-Z1和DBM-Z5导入虫体内后,GOX蛋白含量减少、gox1、gox2和gox3基因表达水平降低;进一步对小菜蛾gox2突变品系进行了拟南芥取食试验,生测结果表明:DBM-Z1和DBM-Z5导入小菜蛾体内后,小菜蛾gox2突变品系对拟南芥的适应性没有显著性变化。鉴于DBM-Z1和DBM-Z5均能抑制野生型小菜蛾适应寄主植物的能力,表明肠道回流液细菌的主要效应为通过调控GOX的表达,抑制了小菜蛾适应寄主植物的能力。综上所述,小菜蛾肠道回流液中的细菌不仅具有抑制寄主植物防御反应的潜在能力,还能抑制小菜蛾体内效应因子GOX的表达,进而通过抑制昆虫反防御的过程,间接增强了寄主植物的防御反应。预示着昆虫肠道回流液细菌参与了植物与昆虫的互作过程,影响了昆虫对寄主植物的适应性。本研究为进一步揭示肠道回流液细菌在昆虫与寄主植物协同进化关系中的作用机理奠定了基础,将为利用共生细菌开展害虫生物防治提供新思路。
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