西花蓟马适应寄主植物防御反应的生化及分子机制
批准号:
31660516
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
40.0 万元
负责人:
郅军锐
依托单位:
学科分类:
C1402.农业昆虫学
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
叶茂、刘勇、张羽宇、岳文波、侯晓琳
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中文摘要
植物与植食性昆虫在进化过程中形成了相互适应的机制,植物通过各种途径防御害虫的取食,而植食性昆虫也通过多种策略适应植物的防御反应。本项目在课题组前期研究不同寄主对西花蓟马防御反应的基础上,深入研究西花蓟马体内酶系对寄主防御反应适应的生化及分子机制。以其嗜好的菜豆和非嗜好的番茄为寄主,通过生化分析揭示西花蓟马取食不同嗜好寄主不同世代后体内消化酶、保护酶和解毒酶的活性变化;采用分子生物学的方法研究体内各种酶基因表达水平差异;通过RNA干扰(RNAi)技术进行西花蓟马体内主要酶基因的功能分析,验证各种酶在适应寄主植物防御反应中的作用。通过以上研究以期阐明西花蓟马对不同嗜好寄主适应性的差异,揭示西花蓟马寄主适应性随世代增加的变化规律及逐渐调控的过程,探讨西花蓟马对寄主防御反应适应性进化机制。研究结果将为进一步阐明寄主植物防御及害虫反防御的协同进化关系,及为有效防控西花蓟马提供理论依据。
英文摘要
Plants and herbivores have formed mutual adaptation mechanisms in the process of the evolution. Plants defense against herbivores through various ways, while herbivores are also adapted to plant defense responses through a variety of strategies. The biochemical and molecular mechanisms of Frankliniella occidentalis adaptation to host plants will be studied in this project on the basis of previous study on defensive responses of host plant induced by thrips feeding. The favorite host, kidney bean, and non-favorite host, tomato will be selected as host plants. The enzymes in F. occidentalis feeding host plants in different generations were studied. The changes of activities of digestive enzymes, protective enzymes and detoxifying enzymes in F. occidentalis will be assessed by biochemical analysis, and differences of the expression of functional genes were analyzed by molecular methods. The functions of genes were analyzed by RNAi techneque, which will verify the effect of enzymes in adaptation to plant defense. The objects are to explore the adaptation differences of F. occidentalis to different preference hosts, to reveal adaptation change patterns with the generations and gradual rugulation process, and to declare evolution mechnisms of F. occidentalis adaptation to plant defenses. The results will explore co-evolution of plant defenses and herbivore counter-defenses, and provide theoretical basis of effective control on F. occidentalis.
西花蓟马是重要的入侵害虫,寄主植物广,但其对不同寄主植物的嗜食性不同。为揭示西花蓟马对不同寄主的适应机制,本项目研究了西花蓟马取食嗜食性不同的寄主植物不同世代后体内消化酶、保护酶和解毒酶活性的变化、各种酶基因的表达水平差异,通过RNA干扰(RNAi)技术对主要酶的基因进行了功能分析。结果表明西花蓟马取食嗜食的菜豆植株和非嗜食的蚕豆植株不同世代后其体内消化酶(α-淀粉酶、胰蛋白酶、类胰蛋白酶)、保护酶(过氧化氢酶CAT、过氧化物酶POD、超氧化物歧化酶SOD)、和解毒酶(羧酸酯酶CarE、谷胱甘肽-S-转移酶GSTs、细胞色素P450)的活性发生了明显的变化、变化的程度与酶的种类、西花蓟马的虫态与取食世代、不同嗜食寄主有明显的关系。取食非嗜食的番茄植株也可造成蓟马体内酶活性的快速变化。西花蓟马从菜豆豆荚转换到菜豆植株和蚕豆植株后,消化酶、保护酶和解毒酶基因均迅速产生响应,其表达量与寄主的嗜食性、自身的虫态及取食的世代相关。大多情况下取食蚕豆植株后内的表达量都显著高于取食菜豆植株的。敲除相关基因后,对西花蓟马体内酶活性、表达量、死亡率、表型、体重等有明显影响。本研究揭示了西花蓟马在不同嗜好寄主的适应性,也揭示了不同虫态适应性的异同,还明确了西花蓟马逐代适应的规律。研究结果将为进一步阐明寄主植物防御及害虫反防御的协同进化关系,及为更好的开展西花蓟马的绿色治理技术奠定了基础。
期刊论文列表
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DOI:--
发表时间:2020
期刊:江苏农业科学
影响因子:--
作者:谢文;郅军锐;刘利;吕莎莎;周治成
通讯作者:周治成
DOI:10.13802/j.cnki.zwbhxb.2018.2016217
发表时间:2018
期刊:植物保护学报
影响因子:--
作者:蒲恒浒;郅军锐;曾广;岳文波
通讯作者:岳文波
DOI:10.13287/j.1001-9332.201709.038
发表时间:2017
期刊:应用生态学报
影响因子:--
作者:李顺欣;郅军锐;杨广明;岳文波;叶茂
通讯作者:叶茂
Inductive effects of exogenous calcium on the defense of kidney bean plants against Frankliniella occidentalis (Thysanoptera: Thripidae)
外源钙对芸豆植物防御西花蓟马(缨翅目:蓟马科)的诱导作用
DOI:10.1007/s11829-020-09753-w
发表时间:2020-04
期刊:Arthropod-Plant Interactions
影响因子:1.6
作者:Guang Zeng;Junrui Zhi;Mao Ye;Wenbo Yue;Jia Song
通讯作者:Jia Song
DOI:10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2018.06.011
发表时间:2018
期刊:山地农业生物学报
影响因子:--
作者:张涛;郅军锐;叶茂
通讯作者:叶茂
西花蓟马对不同食物营养效应的响应机制
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:郅军锐
- 依托单位:
蜡蚧菌在侵染西花蓟马过程中表面蛋白的功能分析及其植物内生性的作用
- 批准号:31860507
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:39.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:郅军锐
- 依托单位:
西花蓟马为害诱导菜豆防御反应的生化及分子机制
- 批准号:31160367
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:48.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:郅军锐
- 依托单位:
有害入侵生物西花蓟马对蔬菜寄主的选择性及其选择机制
- 批准号:31060244
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:25.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:郅军锐
- 依托单位:
国内基金
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