西北农林科技大学 植物保护学院

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我院昆虫生态学团队在蚜虫-植物病毒-小麦三者互作机制研究中取得新进展

作者:刘小凤   来源:   发布日期:2021-11-23  浏览次数:

11月19日,我院昆虫生态学团队在《Journal of Pest Science》期刊在线发表了题为“ Barley yellow dwarf virus -infected wheat plant modulated selection behavior of vector aphids”的研究论文。该研究发现携带/不携带大麦黄矮病毒(BYDV)的麦二叉蚜对感毒(BYDV-infected)、模拟感毒(mock-inoculated)和健康小麦选择偏好存在差异,并进一步从感毒小麦挥发物的角度揭示了引起这种偏好选择的机制。我院胡祖庆副教授为论文第一作者,青年副教授罗晨为论文通讯作者。

小麦是我国,包括陕西,最主要的粮食作物之一。保障小麦安全高效生产,对我国粮食安全至关重要。蚜虫是小麦上的重要虫害,它不仅可以直接取食小麦,造成直接危害;更重要的是蚜虫可以传播多种小麦病毒(包括大麦黄矮病毒BYDV),引起间接危害,最终导致小麦大面积减产和品质下降。介体操纵假说(Vector Manipulation Hypothesis)认为:病原体可以通过影响介体行为来增强其向新寄主植物的传播。以此为基础,该研究首先通过选择性试验测定有翅型/无翅型的携带/未携带BYDV的麦二叉蚜对不同感毒状态小麦的偏好,结果发现无翅型和有翅型未携带BYDV的蚜虫均偏好选择感染病毒的小麦,而仅无翅型携带BYDV的蚜虫偏好选择未感染病毒的小麦;其次,通过SPME-GC/MS方法收集和鉴定了不同病毒感染状态的小麦挥发物,发现其在成分和含量均有显著差异;最后通过挥发物选择试验确定了感毒小麦通过增加释放反式-2-己烯醛和癸醛含量从而影响未携带病毒蚜虫的偏好选择性。

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    蚜虫选择性试验装置(A)携带病毒无翅蚜选择性试验结果(B)感染病毒小麦挥发物的验证(C)

综上,该研究发现了植物病毒传播的一种新机制,即感染病毒的植物改变特定挥发物的含量从而影响无毒介体蚜虫的选择偏好。该研究还表明,在研究蚜虫-植物病毒-小麦互作关系时,应关注不同翅型介体蚜虫间的差异。以上研究结论对探明植物病毒在田间的传播规律提供了重要的理论基础。本研究受国家重点研发计划、国家自然科学基金和博士科研启动费等项目资助。

论文连接: https://link.springer.com/article/10.1007/s10340-021-01458-0

编辑:王宏     终审:郭军