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黄瓜花叶病毒侵染对西瓜植株防御反应及瓜蚜适合度的影响
1
作者
张悦
郭洪刚
《昆虫学报》
北大核心
2025年第10期1330-1338,共9页
【目的】本研究旨在探究黄瓜花叶病毒(cucumber mosaic virus,CMV)侵染对西瓜植株抗蚜性的影响,重点关注叶片表皮抗性、叶肉组织抗性和韧皮部抗性在调控CMV-瓜蚜Aphis gossypii互作中的作用。【方法】通过显微镜观察CMV侵染(CMV+)与未侵...
【目的】本研究旨在探究黄瓜花叶病毒(cucumber mosaic virus,CMV)侵染对西瓜植株抗蚜性的影响,重点关注叶片表皮抗性、叶肉组织抗性和韧皮部抗性在调控CMV-瓜蚜Aphis gossypii互作中的作用。【方法】通过显微镜观察CMV侵染(CMV+)与未侵染(CMV-)西瓜植株的叶片表皮抗性(植毛体密度、蜡质含量和气孔数量)的差异,采用高效液相色谱(high-performance liquid chromatography,HPLC)技术测定CMV+和CMV-西瓜叶片中水杨酸(salicylic acid,SA)含量的差异;采用生物化学方法测定CMV+和CMV-西瓜叶片中胼胝质合成酶活性的差异;利用荧光分光光度法测定CMV+和CMV-西瓜叶片中胼胝质含量的差异;采用实时荧光定量PCR方法检测CMV+和CMV-西瓜叶片中苯丙氨酸解氨酶基因ClPAL、病程相关蛋白基因ClPR、胼胝质合成酶基因ClCalS7表达量的差异。通过室内饲养观察比较CMV+与CMV-西瓜植株上瓜蚜数量,利用刺探电位图谱技术(electrical penetration graph,EPG)分析CMV+与CMV-西瓜植株上瓜蚜取食行为,确定CMV侵染西瓜植株对瓜蚜适合度的影响。【结果】CMV+与CMV-西瓜植株间叶片表皮结构特征(叶片中蜡质含量、叶片背面植毛体数量/mm^(2)和叶片背面气孔数量/mm^(2))无显著差异。而CMV侵染激活了西瓜植株的SA通路,使叶片中SA含量升高了1.09倍,ClPR表达量上调了4.77倍,胼胝质含量增加了2.51倍,胼胝质合成酶活性显著增加了3.07倍,ClCalS7表达量上调了3.19倍。进一步的实验表明,CMV侵染西瓜植株后,瓜蚜数量显著降低了46.14%,韧皮部总取食时间缩短了38.78%,但意外穿刺细胞非主动取食细胞波(potential drop,pd)次数增加了54.30%,唾液分泌总时间延长了31.48%。【结论】综上所述,我们推断CMV侵染通过激活西瓜植株的SA信号通路和增强胼胝质沉积而非改变叶片表皮结构特征来抑制瓜蚜的取食与种群增长。本研究揭示了调控CMV-西瓜植株-瓜蚜相互作用的关键抗性通路,为解析三者协同进化机制和制定CMV与蚜虫的综合治理策略提供科学依据。
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关键词
瓜蚜
黄瓜花叶病毒
蚜虫适合度
叶片表皮抗性
水杨酸
抗
性
胼胝质沉积
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题名
黄瓜花叶病毒侵染对西瓜植株防御反应及瓜蚜适合度的影响
1
作者
张悦
郭洪刚
机构
北京农学院生物与资源环境学院
沧州市农林科学院
河北省土壤昆虫学重点实验室
出处
《昆虫学报》
北大核心
2025年第10期1330-1338,共9页
基金
北京市昌平区“科技副总”专项(202506003055)
国家自然科学基金青年科学基金项目(C类)(32102212)。
文摘
【目的】本研究旨在探究黄瓜花叶病毒(cucumber mosaic virus,CMV)侵染对西瓜植株抗蚜性的影响,重点关注叶片表皮抗性、叶肉组织抗性和韧皮部抗性在调控CMV-瓜蚜Aphis gossypii互作中的作用。【方法】通过显微镜观察CMV侵染(CMV+)与未侵染(CMV-)西瓜植株的叶片表皮抗性(植毛体密度、蜡质含量和气孔数量)的差异,采用高效液相色谱(high-performance liquid chromatography,HPLC)技术测定CMV+和CMV-西瓜叶片中水杨酸(salicylic acid,SA)含量的差异;采用生物化学方法测定CMV+和CMV-西瓜叶片中胼胝质合成酶活性的差异;利用荧光分光光度法测定CMV+和CMV-西瓜叶片中胼胝质含量的差异;采用实时荧光定量PCR方法检测CMV+和CMV-西瓜叶片中苯丙氨酸解氨酶基因ClPAL、病程相关蛋白基因ClPR、胼胝质合成酶基因ClCalS7表达量的差异。通过室内饲养观察比较CMV+与CMV-西瓜植株上瓜蚜数量,利用刺探电位图谱技术(electrical penetration graph,EPG)分析CMV+与CMV-西瓜植株上瓜蚜取食行为,确定CMV侵染西瓜植株对瓜蚜适合度的影响。【结果】CMV+与CMV-西瓜植株间叶片表皮结构特征(叶片中蜡质含量、叶片背面植毛体数量/mm^(2)和叶片背面气孔数量/mm^(2))无显著差异。而CMV侵染激活了西瓜植株的SA通路,使叶片中SA含量升高了1.09倍,ClPR表达量上调了4.77倍,胼胝质含量增加了2.51倍,胼胝质合成酶活性显著增加了3.07倍,ClCalS7表达量上调了3.19倍。进一步的实验表明,CMV侵染西瓜植株后,瓜蚜数量显著降低了46.14%,韧皮部总取食时间缩短了38.78%,但意外穿刺细胞非主动取食细胞波(potential drop,pd)次数增加了54.30%,唾液分泌总时间延长了31.48%。【结论】综上所述,我们推断CMV侵染通过激活西瓜植株的SA信号通路和增强胼胝质沉积而非改变叶片表皮结构特征来抑制瓜蚜的取食与种群增长。本研究揭示了调控CMV-西瓜植株-瓜蚜相互作用的关键抗性通路,为解析三者协同进化机制和制定CMV与蚜虫的综合治理策略提供科学依据。
关键词
瓜蚜
黄瓜花叶病毒
蚜虫适合度
叶片表皮抗性
水杨酸
抗
性
胼胝质沉积
Keywords
Aphis gossypii
Cucumber mosaic virus
aphid fitness
leaf epidermal resistance
SA-dependent resistance
callose deposition
分类号
Q965.8 [生物学—昆虫学]
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作者
出处
发文年
被引量
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1
黄瓜花叶病毒侵染对西瓜植株防御反应及瓜蚜适合度的影响
张悦
郭洪刚
《昆虫学报》
北大核心
2025
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