黄瓜花叶病毒侵染烟草对烟蚜生长发育、取食和选择行为的影响

摘要

[目的]探明黄瓜花叶病毒(cucumber mosaic virus,CMV)侵染烟草对烟蚜(Myzus persicae)生长发育和行为的影响,研究CMV 2b基因在烟蚜与CMV互作中的作用.[方法]供试寄主植物为健康烟草和CMV侵染、CMV 2b基因缺失突变体(CMVΔ2b)侵染烟草,利用Y型嗅觉仪测定烟蚜对不同烟草寄主的选择趋向;利用刺吸电位图谱(electrical penetration graph,EPG)监测烟蚜取食行为,并结合寄主植物内总糖和游离氨基酸含量分析CMV侵染对烟蚜取食行为的影响;通过单株微虫笼记录蚜虫生命参数并分析CMV侵染烟草对烟蚜生长发育和繁殖的影响.[结果]CMV侵染烟草叶片中总糖含量显著低于健康烟草,而游离氨基酸的含量显著高于健康烟草和CMVΔ2b侵染烟草.CMVΔ2b侵染烟草中的苏氨酸、谷氨酸、甘氨酸、酪氨酸、组氨酸、精氨酸和脯氨酸含量显著高于其他处理烟草,缬氨酸和赖氨酸含量显著高于健康烟草;而CMV侵染烟草中的天冬氨酸含量显著低于其他处理烟草,其胱氨酸含量显著高于CMVΔ2b侵染烟草.相较于CMV侵染烟草,烟蚜对健康烟草和CMVΔ2b侵染烟草有着更强的选择趋向,而烟蚜对健康烟草与CMVΔ2b侵染烟草的选择行为无显著差异.CMV侵染烟草对烟蚜的生长发育和取食行为产生不利影响.烟蚜在CMV侵染烟草上的刺探行为(pd波)发生次数最多,韧皮部取食(E2波)的持续时间最短,且木质部吸食(G波)的发生频率显著高于健康烟草和CMVΔ2b侵染烟草,表明CMV侵染烟草不适宜烟蚜取食.烟蚜的生长特性试验表明CMV侵染烟草显著延长了烟蚜的若蚜历期,提高了2龄若蚜的死亡率,缩短了烟蚜的寿命,显著降低了烟蚜繁殖力.CMV侵染烟草上烟蚜的内禀增长率(r)和周限增长率(λ)均显著低于健康烟草和CMVΔ2b侵染烟草,CMV的侵染不利于烟蚜种群的增长.[结论]CMV侵染改变了烟草营养物质组成,CMV 2b基因的存在增加了烟蚜刺探频率,减少了烟蚜在烟株上的韧皮部取食;CMV侵染导致烟蚜若蚜历期延长、死亡率增加,烟蚜寿命和繁殖力均显著降低;CMV侵染降低了烟蚜的寄主适合度,促使蚜虫向新寄主植物转移,从而促进了病毒的扩散传播.