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由水稻条纹病毒(Rice stripe virus,RSV)引起的水稻条纹叶枯病以及由水稻黑条矮缩病毒(Rice black-streaked dwarf virus,RBSDV)引起的黑条矮缩病给我国的水稻产量造成了巨大的损失。这两种病毒均由介体灰飞虱(Laodelphax striatellus Fallen)以持久方式传播,不同的是,RSV可以由灰飞虱经卵传播给后代,而RBSDV则不能经卵传播。目前,灰飞虱对水稻条纹叶枯病株和黑条矮缩病株的选择偏好性尚不清楚。研究灰飞虱对条纹叶枯病植株和黑条矮缩病植株的选择偏好性,对于解析由灰飞虱介导的两种病害的流行规律具有重要意义。本文首先通过灰飞虱无毒成虫、若虫以及带毒成虫、若虫对两种病毒的水稻病株和健株的选择趋向性实验,统计分析灰飞虱的选择偏好性。然后分析对灰飞虱嗅觉相关基因表达丰度,筛选带毒(RSV)和无毒昆虫体内的表达差异基因,并对嗅觉受体辅助受体Orco进行了基因克隆和功能分析。这些研究为进一步解释灰飞虱选择趋向水稻病/健植株机理奠定了基础。1、RSV带毒与无毒灰飞虱对水稻病/健植株选择性分析将饥饿处理后的灰飞虱(带毒和无毒)成虫和若虫分别放入“Y”型昆虫嗅觉仪入口,让昆虫进行避光选择,对灰飞虱的选择进行统计。结果显示,带毒灰飞虱若虫显著趋向健康植株,而无毒灰飞虱若虫显著趋向感染RSV的水稻植株;带毒成虫显著趋向健康植株,而无毒成虫对水稻病/健植株趋向性无显著差异。2、RBSDV带毒与无毒灰飞虱对水稻病/健植株选择性分析创制了灰飞虱病株(RBSDV)产卵法获得低龄带毒若虫:将无毒灰飞虱成虫(雌雄配对)放入含有RBSDV病株的大烧杯中,让其在病株上产卵。结果显示,灰飞虱可以在RBSDV病株上正常产卵,卵亦可正常孵出,若虫孵出后即可取食病株,与常规病株饲毒方法相比,病株产卵法使灰飞虱若虫最早在二龄即可带毒,且不影响灰飞虱带毒率,此法获得的低龄带毒若虫可以用于分析RBSDV带毒若虫对病/健水稻的选择性。以饥饿处理的带毒(RBSDV)和无毒灰飞虱若虫进行病/健植株选择性分析,结果显示,带毒若虫对水稻RBSDV病/健植株趋向性无显著差异,无毒若虫同样如此。3、灰飞虱嗅觉受体辅助受体Orco的克隆与表达分析以荧光定量PCR分析带毒(RSV)和无毒灰飞虱体内嗅觉相关基因表达丰度,结果显示,嗅觉受体辅助受体Orco、气味结合蛋白OBP5和OBP8、化学感受蛋白CSP3在带毒和无毒昆虫体内表达差异较大,可能参与了灰飞虱对病/健植株的识别。接下来,本论文对灰飞虱Orco(LstrOrco)展开了研究。通过RACE-PCR扩增获得LstrOrco全长基因,其ORF共1437 bp,编码478个氨基酸,整个蛋白共含有7个跨膜区。序列比对显示,不同昆虫目之间的Orco序列高度保守,其C端序列尤其保守。表达特性分析显示,LstrOrco主要在灰飞虱头部表达,若虫和雄虫体内的表达量显著高于雌虫,并且LstrOrco的表达可受到RSV侵染的显著刺激;此外,LstrOrco的表达还受到温度的影响,高温和低温均抑制其表达,这可能与高、低温环境下灰飞虱的滞育相适应。4、灰飞虱Orco的功能分析通过饲喂方法对LstrOrco进行RNAi,将RNAi处理的灰飞虱放入“H”型昆虫嗅觉仪入口,对灰飞虱的趋向性和反应时间进行统计。结果显示,通过饲喂dsRNA成功实现对LstrOrco的表达沉默,抑制LstrOrco后,灰飞虱对水稻植株的主要表现为“无应答”,其“不反应率”与对照处理组相比显著升高;统计各处理组中“应答”昆虫的响应时间,发现LstrOrco的表达抑制后灰飞虱的响应时间显著延长。同时以“Y”型昆虫嗅觉仪分析各处理组昆虫对病/健植株的趋向性,结果显示,LstrOrco的表达抑制后,灰飞虱对RSV病/健水稻植株的趋向性差异不显著。这些结果表明,LstrOrco在灰飞虱嗅觉信号传导和探寻行为方面发挥了重要作用,本研究为未来发展以嗅觉信号为基础的农业害虫管理策略的提供了基础。