摘要
青霉菌(Penicillium)和桔小实蝇(Bactrocera dorsalis Hendel)是柑橘类水果的重要病原体和害虫,然而,当它们存在于同一栖息地时,其种间关系仍不能明确。本论文揭示了青霉菌和桔小实蝇之间的互惠关系:桔小实蝇的产卵行为可以协助青霉菌病原体侵染柑橘,并促进其菌丝生长,同时桔小实蝇也可因摄入青霉菌后获得生长发育所必需的营养元素。主要研究结果如下: 1.三种青霉菌(柑橘青霉、扩展青霉及意大利青霉)对桔小实蝇的行为影响。通过Y型管选择实验、陷阱实验、产卵实验可知,青霉菌能显著吸引抱卵雌虫,而对非抱卵雌虫和雄虫均有明显驱避效应。 2.GC-MS鉴定三种的青霉菌挥发性化合物。通过GC-MS共鉴定青霉菌挥发性化合物81种。行为实验结果表明,D-柠檬烯、3-蒈烯、芳樟醇均能显著吸引抱卵雌虫、非抱卵雌虫和雄虫;当上述三种化合物与土臭素混合时,该混合物对非抱卵雌虫和雄虫有明显驱避效应,但对抱卵雌虫的驱避效应并不明显。 3.桔小实蝇嗅觉基因在化学感知中的功能作用。通过RT-qPCR筛选获得参与识别青霉菌及其挥发性化合物的主要嗅觉基因,与对照相比,OR4、OR6a、OR13b、OR17、OR26在化合物处理后表达量上调,并通过RNAi明确5个基因均可参与识别。 4.验证青霉菌是否存在于桔小实蝇体内的相关研究。在幼虫取食后,通过原位杂交及RT-qPCR明确桔小实蝇体内柑橘青霉的存在。结果表明,在桔小实蝇幼虫全阶段及蛹期的中肠里均能检测到柑橘青霉特异性DNA的荧光信号。 5.青霉菌对桔小实蝇生长发育的影响。桔小实蝇在含有三种不同的青霉介质中产下的后代,与对照相比,平均羽化时间缩短2.57d,平均羽化率提高20.84%。采用微生物法检测桔小实蝇幼虫体内维生素B6含量,结果表明,与对照相比,摄入青霉菌的处理组老熟幼虫体内的维生素B6的含量显著提高,且人为添加维生素B6也能产生促进羽化的表型。该部分结果表明青霉菌可能通过提高桔小实蝇维生素B6的合成或直接供给维生素B6以促进桔小实蝇的发育。 6.柑橘果皮受损后释放的挥发性化合物对青霉菌的影响。由桔小实蝇产卵器造成果皮损伤后的柑橘所释放出的挥发性物质对三种青霉菌生长有明显促进作用,与对照相比,三种青霉菌的干重分别提高了93.69%、88.14%及86.69%。通过GC-MS检测桔小实蝇产卵器造成果皮损伤的柑橘的挥发性化合物,共鉴定出92种,其中α-蒎烯和月桂烯对青霉菌的生长有促进效果。 7.盆栽实验证明桔小实蝇可作为青霉菌潜在的传播媒介。采用柑橘、培养基、盆栽分别进行桔小实蝇协助青霉菌传播扩散的实验。结果表明,桔小实蝇可以帮助青霉菌传播。 综上所述,本论文揭示了青霉菌和桔小实蝇之间互惠关系的新模式,桔小实蝇和青霉菌能通过这种互惠的方式促进彼此的生长与繁殖。