摘要
植物一生中会面临各种生物和非生物胁迫，同时植物也进化出多种防御机制来抵御胁迫。其中植物相关微生物影响植物的生长发育已经被广泛研究，但它们是否在自然生态系统中发挥帮助植物抵御害虫的作用尚不清楚。因此，研究微生物在植物防御害虫中的作用具有重要意义。多年生木本植物柳树（Salixbabylonica）是我国重要的乡土树种，在我国数量众多、分布广泛，具有十分巨大的经济价值和生态价值。但是在其生长发育过程中易受到生物和非生物胁迫的影响，严重影响生长发育，其中植食性昆虫柳蓝叶甲（Plagioderaversicolora）对柳叶的取食已成为其最严重的生物胁迫之一。 本实验以柳树-微生物-柳蓝叶甲三者为研究对象，探究微生物在柳树抵御柳蓝叶甲危害过程中发挥的作用和机制。研究的结果主要包括： 1.受害树叶片更能抵御柳蓝叶甲的危害 在中国湖北省武汉市沙湖和南湖两个地点取大小、年龄一致的健康叶（未被柳蓝叶甲危害的柳树叶片）和受害树叶（被柳蓝叶甲危害的柳树叶片），同时将两种叶片喂食柳蓝叶甲一龄幼虫，观察到健康叶被取食的更多。喂食2天后，喂食健康叶的幼虫体重显著的高于受害树叶组，并且体重随着时间增长差距逐渐增大。此外，受害树叶组与健康叶组相比柳蓝叶甲幼虫的化蛹率和羽化率分别下降了20%以上。实验结果表明被柳蓝叶甲危害过的柳树叶片能更好的保护叶片不被再次取食。 2.假单胞菌在受害树叶片、根部和根际土壤中富集 分别提取健康和受害树叶片、根部、根际土壤样品中细菌的总DNA，进行16SrRNA扩增子测序，根据测序结果对微生物组组成和丰度的分析表明，受害树叶片、根部、根际土壤中假单胞菌属丰度显著高于健康树。 3.从受害树富集的假单胞菌属菌株中筛选出对柳蓝叶甲具有毒杀作用的耐冷假单胞菌 从柳树叶片、根部和根际土壤中分离出49株假单胞菌，通过比对这49株假单胞菌的16SrRNA序列，对各个菌株进行系统发育分析构建进化树。分别将49株假单胞菌在柳树叶片上涂抹喂食柳蓝叶甲生测，筛选出7株对柳蓝叶甲幼虫有毒杀效果的耐冷假单胞菌，而且这7株能杀虫的耐冷假单胞菌全部分离自受害树叶。 4.耐冷假单胞菌可在柳树叶片上定殖 选择两株耐冷假单胞菌喷洒到柳树叶片上，并检测柳树接种叶片中第1天、第7天、第14天、第21天、第28天以及系统叶片中第28天的假单胞菌。该实验结果表明耐冷假单胞菌可在柳树叶片上长时间稳定存在，表明了耐冷假单胞菌作为生防菌运用到实际生产中的巨大潜力。 综上所述，本实验结果表明柳树可以利用特定的昆虫病原细菌假单胞菌来增强其对柳蓝叶甲的抗性，这表明在自然生态系统中，植物会改变植物相关微生物组来抵御胁迫。
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