JIA | 昆虫和植物互作 精选文章
Two farnesyl pyrophosphate synthases, GhFPS1–2, in Gossypium hirsutum are involved in the biosynthesis of farnesol to attract parasitoid wasps
陆地棉法尼基焦磷酸合成酶GhFPS1-2参与法尼醇的生物合成以吸引寄生蜂
倍半萜类化合物在植物的直接或间接防御中发挥重要作用。法尼基焦磷酸合成酶（FPSs）能够催化焦磷酸法尼酯的生物合成，焦磷酸法尼酯是法尼醇和（E）-β-法尼烯的重要前体。在我们的研究中，首先对陆地棉中的两个FPS基因GhFPS1和GhFPS2进行了克隆和功能鉴定，GhFPS1和GhFPS2的开放阅读框分别含有1029个核苷酸，编码342个氨基酸，氨基酸分子量为39.4 kDa。序列分析结果表明，陆地棉GhFPS1-2氨基酸序列与其它植物的FPS1-2氨基酸序列具有很高的同源性。实时荧光定量PCR检测表明，GhFPS1和GhFPS2基因在陆地棉的叶片中高表达，茉莉酸甲酯（MeJA）、水杨酸甲酯（MeSA）和蚜虫侵染处理的棉花植株中GhFPS1和GhFPS2的表达量明显上调。在体外酶催化试验中，重组GhFPS1和GhFPS2在小牛肠碱性磷酸酶的催化条件下可将二磷酸香叶酯（GPP）和二磷酸异戊烯酯（IPP）转化为法尼醇。触角电位反应和Y型嗅觉仪趋向试验结果表明，法尼醇对蚜虫的重要寄生天敌烟蚜茧蜂雌虫具有明显的吸引作用。以上研究结果表明，陆地棉法尼基焦磷酸合成酶GhFPS1-2参与了法尼醇的生物合成，对棉蚜的间接防御具有重要调控作用。
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| ZHANG Hong, HUANG Xin-zheng, JING Wei-xia, LIU Dan-feng, Khalid Hussain DHILOO, HAO Zhi-min, ZHANG Yong-jun. 2020. Two farnesyl pyrophosphate synthases, GhFPS1–2, in Gossypium hirsutum are involved in the biosynthesis of farnesol to attract parasitoid wasps. Journal of Integrative Agriculture, 19(9): 2274–2285. |
烟粉虱传播ToCV的特性及ToCV对烟粉虱寄主选择性的影响
本研究分析了：1）烟粉虱对ToCV的水平传播和垂直传播；2）不同取食时间下烟粉虱获得ToCV的能力；3）不同接种时间下携毒雄性和雌性烟粉虱对ToCV的传播效率；4)携毒雄性和雌性烟粉虱在获毒48小时后对ToCV的持毒能力；5）携毒与未携毒烟粉虱在不同时间点对ToCV侵染的番茄植株和健康番茄植株的寄主选择的差异。结果表明：1) ToCV不能经烟粉虱交配途径在不同性别个体之间水平传播。在烟粉虱之间的垂直传播试验中，F1代烟粉虱成虫体内未能检测到ToCV，ToCV在烟粉虱之间不存在垂直传播；2）烟粉虱在取食ToCV侵染的番茄植株20 min后即可获得ToCV，但获毒率较低（仅为4%）；3）携毒的雌性和雄性烟粉虱在健康番茄植株上接种20或30 min即可使供试的健康番茄植株感染ToCV，植株感病率33.3%；4）雌性烟粉虱的持毒时间可达7 d，雄性烟粉虱的持毒时间可达5 d；5）未携毒的烟粉虱对健康番茄植株和感染ToCV的番茄植株的选择无显著性的差异；而携毒烟粉虱更喜欢取食健康的番茄植株。这些发现将有助于更好地了解番茄褪绿病毒在中国的传播流行。
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Exploiting push-pull strategy to combat the tea green leafhopper based on volatiles of Lavandula angustifolia and Flemingia macrophylla
基于薰衣草和大叶千斤拔挥发性信息物质而推-拉式诱杀茶小绿叶蝉
从大叶千斤拔Flemingia macrophylla 植株挥发物中鉴定了13个组分，经行为测定证实其中8个组分显著地吸引茶小绿叶蝉Empoasca flavescens。依据测出的这8组分相对含量，以正己烷为溶剂配制了下列3种引诱剂用于田间诱杀试验：1)将顺-3-己烯-1-醇、乙酸顺-3-己烯酯、罗勒烯、水杨酸甲酯、丁酸顺-3-己烯酯、十二烷、十六烷和壬醛分别按照10、10、1、11、2、6、2和4 mg mL-1剂量组成八组分引诱剂；2)将十六烷、乙酸顺-3-己烯酯、顺-3-己烯-1-醇和壬醛分别按照2、10、10和4 mg mL-1 组成四组分引诱剂#1；3）将十六烷、乙酸顺-3-己烯酯、顺-3-己烯-1-醇和水杨酸甲酯分别按2、10、10和11 mg mL-1 配成四组分引诱剂#2。从茶园杂草薰衣草气味中筛选了百里香酚和2-异丙基-4-甲基茴香醚，分别用其10 mg mL-1剂量或二者1:1混合物制成单组分或两组分驱避剂，皆可显著地驱避茶小绿叶蝉。在茶小绿叶蝉高峰期进行田间生物测定：分别将每种引诱剂诱芯附于芽绿粘板上，板挂于竹签上，竹签插入茶行中，使板的下边缘略高于茶梢，诱杀叶蝉；同时将驱避剂芯固定于茶丛内而驱赶叶蝉。结果表明：八组分引诱剂诱捕的叶蝉数相当于四组分引诱剂#1诱捕的叶蝉数即每天每诱捕器53–79头，显著大于附着正己烷诱芯的芽绿粘板；分别绑于茶从内的3种驱避剂芯驱赶叶蝉，导致叶蝉被捕于挂在茶从上方的未携带诱芯的芽绿粘板上，每天每板诱捕51–73头叶蝉，而且两组分驱避剂比单组分驱避剂更有效；当两组分驱避剂分别与3种引诱剂组合而推—拉式诱杀茶小绿叶蝉时，每日每诱捕器可诱杀叶蝉62–92头，并且推—拉式诱杀试验区的防治效果从第1天的43%增至第5天的73%。这种推—拉式诱杀策略具有控制茶小绿叶蝉的巨大潜能。
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The influence of Tetranychus cinnabarinus-induced plant defense responses on Aphis gossypii development
朱砂叶螨诱导棉花防御对棉蚜发育的影响
本研究测定了朱砂叶螨取食为害后棉叶中主要防御酶的活性及次生代谢产物的含量，我们同时测定了朱砂叶螨取食为害后的棉苗对棉蚜发育的影响。实验数据显示，朱砂叶螨取食后棉苗中主要防御酶（苯丙氨酸解氨酶、脂氧合酶、多酚氧化酶、过氧化物酶）的活性及棉酚、缩合单宁的含量均显著提高。朱砂叶螨的取食密度与棉苗的诱导防御反应存在一定相关性。在10头/cm2及15头/cm2朱砂叶螨取食为害的棉苗上，棉蚜发育历期显著延长，分别为对照的1.16、1.18倍。同时在8、10、15头/cm2朱砂叶螨取食为害的棉苗上，棉蚜的相对生长率显著降低。本研究揭示了植物诱导防御在植物介导的种间互作中的作用。
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| MA Guang-min, SHI Xue-yan, KANG Zhi-jiao, GAO Xi-wu. 2018. The influence of Tetranychus cinnabarinus-induced plant defense responses on Aphis gossypii development. Journal of Integrative Agriculture, 17(1): 164-172. |
The biotypes and host shifts of cotton-melon aphids Aphis gossypii in northern China
华北地区棉蚜生物型及寄主转移规律
本研究对采自于5种主要夏寄主和4种冬寄主棉蚜的Cytb-16S 基因序列进行分析。在1046个棉蚜个体种鉴定出57类单倍型，这些单倍型包含44个变异位点，其中有27个简约信息位点和17个单突变位点。存在较多的3类单倍型包含896棉蚜个体，占总数的85.7%；有36个单倍型只包含1个棉蚜个体。选取21个包含2个以上棉蚜个体的单倍型序列，使用neighbor-joining方法构建进化树，结合进化树和寄主信息，鉴定出5种棉蚜生物型。Type 1对应黄瓜型棉蚜，其他4种生物型对应棉花型棉蚜，其中Type 3是华北棉田棉蚜主要的生物型。
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| ZHANG Shuai, LUO Jun-yu, WANG Li, WANG Chun-yi, LÜ Li-min, ZHANG Li-juan, ZHU Xiang-zhen, CUI Jin-jie. 2018. The biotypes and host shifts of cotton-melon aphids Aphis gossypii in northern China. Journal of Integrative Agriculture, 17(9): 2066-2073. |
The impact of allelochemicals on the differential expression of symbiotic bacteria in cotton aphids
本文以棉蚜为例，通过对转录组数据的分析，研究了四种植物次生物质诱导下共生细菌的表达差异。同时，研究了三种蚜虫中的共生细菌的种群构成及其在代谢通路水平上的功能分布。研究发现，共生细菌在蚜虫抵御植物次生物质及寄主的选择上具有重要的作用。本文从共生细菌的角度研究了蚜虫的环境适应机制，为害虫防控系统的发展及减少化学农药的使用提供一个新的研究方向。
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| LIU Ying, LIANG Ping-zhuo, LI Fen, MA Kang-sheng, CHEN Xue-wei, CHEN An-qi, LIANG Pei, GAO Xi-wu. 2018. The impact of allelochemicals on the differential expression of symbiotic bacteria in cotton aphids. Journal of Integrative Agriculture, 17(8): 1815-1821. |
Transcriptome approach to understand the potential mechanisms of resistant and susceptible alfalfa (Medicago sativa L.) cultivars in response to aphid feeding
转录组学方法分析蚜虫为害后不同苜蓿品种抗虫机制研究
本文选取了苜蓿抗蚜品种（中苜1号）和感蚜品种（Soca），接蚜虫为处理、不接蚜虫为对照，进行转录组测序。结果表明：上述4个样品中共有3549个注释的差异表达基因。其中，感蚜品种中有1738个基因上调，1307个基因下调；抗蚜品种中有543个基因上调，331个基因下调。KEGG分析将抗虫品种中的112个重要差异表达基因富集到8条代谢通路，感虫品种中的546个重要差异基因富集到17条代谢通路上。在上述两个苜蓿品种中，共有6条相同的代谢通路与植物抗性有关，其中最主要的有两条：一条是类苯基丙烷的生物合成（涉及水杨酸的合成），另一条是亚油酸的代谢（涉及茉莉酸和类黄酮的合成）。基于此和前人相关研究，我们初步明确了蚜虫为害后苜蓿品种的抗虫机制。
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| Cite this article: |
| TU Xiong-bing, ZHAO Hai-long, ZHANG Ze-hua. 2018. Transcriptome approach to understand the potential mechanisms of resistant and susceptible alfalfa (Medicago sativa L.) cultivars in response to aphid feeding. Journal of Integrative Agriculture, 17(11): 2518-2527. |
