摘要
植物抗虫性主要依靠限制害虫营养和有毒有害物质，具体通过哪个途径，从害虫的营养代谢和解毒代谢系统的变化可进行一定的推测。麦长管蚜(Sitobion avenae)是小麦上的主要害虫，主要依靠化学农药进行防治。为利于抗蚜小麦品种的选育，本论文从麦长管蚜在不同抗蚜性小麦品种上的转录组差异，推测抗蚜小麦的抗蚜机制；同时也探究了麦长管蚜是否通过升高后代有翅率来逃避抗性强的小麦品种，并初步探究麦长管蚜翅型分化的调控机制。 首先，研究了麦长管蚜在不同抗蚜性小麦品种上的生长发育、繁殖、营养摄入量，以及转录组的差异。结果显示，虽然小麦品种小偃22(XY22)的韧皮部汁液的营养质量(氨基酸：糖)比西农979(XN979)的更高，但在XY22上的蚜虫体重和繁殖力均显著低于在XN979上的。蚜虫在XY22上的蜜露排泄率也显著低于在XN979上的，表明蚜虫在XY22上摄入的韧皮部汁液比在XN979上更少。在XN979和XY22上饲养9天的麦长管蚜的转录组数据显示，共有600个差异表达的基因，前20条差异基因显著富集的KEGG通路中有11条是与营养代谢相关的。共找到81个与营养代谢相关的差异表达的基因，其中有22个基因在XY22上取食的蚜虫中显著上调，其余59个基因在XY22上取食的蚜虫中显著下调。只找到18个与解毒代谢相关的基因差异表达，其中有12个基因在XY22上取食的蚜虫中显著上调。以上结果说明，蚜虫可获得的寄主韧皮部营养的数量与质量对蚜虫的生长发育都很重要；XY22较高的抗蚜性主要源于减少蚜虫获取韧皮部汁液，而非单纯依靠有毒物质。 其次，探究了营养差异、母代以及异种桃蚜对麦长管蚜后代翅型的影响。结果显示，XY22并没有显著增加若蚜的有翅比例，反而是翅型与若蚜密度成正相关；当若蚜以1头/株和30头/株在预侵染和对照小麦上饲养时，有翅率无显著差异；1头麦长管蚜拥挤处理后的若蚜有翅率显著低于15头麦长管蚜拥挤处理后的；1头麦长管蚜和14头桃蚜拥挤处理后，也能导致若蚜的有翅率增加，但这种拥挤刺激对若蚜的影响没有麦长管蚜之间的拥挤刺激作用强。为了探究若蚜拥挤度对翅型分化的影响机制，对以1头/株(XnS)和30头/株(XnM)在XN979上饲养的2龄若蚜(母代已进行高拥挤度处理)进行转录组测序。发现有43个与表皮蛋白相关的差异表达基因，有6个表皮蛋白相关基因在XnS中下调。有一个编码蜕皮激素的基因在XnS中下调。GO富集分析发现，差异基因显著富集于细胞组成中的membrane，生物过程中的脂质和糖代谢，以及分子功能中的氧化还原酶和肽酶活性及表皮结构组成。在前20条差异基因显著富集的KEGG通路中，差异表达基因显著富集到5条糖代谢相关通路，3条氨基酸代谢相关通路，2条脂代谢相关通路以及3条能量信号转导相关通路。以上结果说明，麦长管蚜的翅型分化同时受产前成蚜和产后若蚜拥挤度的影响；翅型分化的调控机制是多层次的，可能与脂质和糖代谢以及能量分配有关；胰岛素信号通路参与蚜虫翅的发育。
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