吡蚜酮对褐飞虱唾液分泌的干扰机制

褐飞虱是我国水稻生产上重要害虫，吡蚜酮是防治稻飞虱的新型替代品种之一，但是其具体作用靶标尚不明确。前期采用刺探电位图（EPG）技术研究发现吡蚜酮处理后褐飞虱韧皮部取食行为被阻碍，进一步验证发现吡蚜酮明显抑制了褐飞虱的分泌唾液行为，因此本项目拟开展吡蚜酮对褐飞虱唾液分泌行为干扰机制的研究，采用parafilm膜夹饲料收集唾液进行蛋白质含量测定和差异蛋白质组学分析来研究吡蚜酮对褐飞虱取食时唾液分泌量及分泌组分的影响，采用活体微注射法在试虫体内分别注入吡蚜酮和/或生物胺（多巴胺、5-羟色胺及其受体拮抗剂等）后进行EPG监测和唾液分泌量及成分的分析，体内研究吡蚜酮对褐飞虱唾液分泌调控的影响，并采用离体唾液腺刺激分泌技术来体外研究吡蚜酮对褐飞虱唾液分泌调控（包括生物胺调控以及Ca2+和cAMP调控等）的影响。以期明确吡蚜酮对唾液分泌行为的影响及干扰机制，深入探究吡蚜酮对韧皮部取食害虫的具体作用靶标。

本项目研究目的是了解新颖杀虫剂吡蚜酮对水稻褐飞虱的作用机制。首先采用刺探电位图谱技术监测了吡蚜酮处理对褐飞虱取食行为的影响，发现吡蚜酮处理导致褐飞虱在水稻韧皮部内摄取汁液被极显著抑制，而木质部取食行为没有受到影响。在吡蚜酮处理白背飞虱、灰飞虱和黑尾叶蝉时发现了相似的抑食活性。取食蔗糖溶液时吡蚜酮不影响褐飞虱主动吸食，推测抑食作用与口针抽吸行为关系不大。因此，本研究试图从褐飞虱唾液分泌体系以及单胺类调控方面来分析吡蚜酮对褐飞虱的毒理。开展了用EPG监测5-HT和吡蚜酮组合处理对褐飞虱取食行为的影响，并没有发现如所报道的蚜虫中5-HT能使吡蚜酮作用增效的结果。. 随后开始偏重从组学水平上来研究吡蚜酮对褐飞虱唾液腺的影响。在构建褐飞虱唾液腺转录组基础上，对吡蚜酮处理后褐飞虱成虫唾液腺基因表达谱差异进行了分析，筛选出296个基因序列表达差异显著，其中有169个序列在吡蚜酮胁迫下表达上调，有127个序列表达下调，从基因功能水平上分析发现这些差异表达基因大多编码具有催化活性和结合活性的蛋白，表达上调基因主要编码参与外源免疫反应的分泌蛋白，而编码一些TCA能量代谢蛋白和氧化还原酶的基因明显表达下调。. iTRAQ标记的定量蛋白组数据表明，吡蚜酮处理后褐飞虱唾液腺在蛋白组水平上具有结合活性和催化活性的蛋白表达发生变化，其中表达明显的是参与体内生理代谢的一些蛋白酶和参与细胞生长和信号传递的肌动蛋白和微管蛋白收到干扰，一些代谢酶如缩醛酶和SOD等受到吡蚜酮胁迫后表达上调。. 综合分析转录组和蛋白组的差异表达谱，推测经吡蚜酮胁迫后，褐飞虱唾液腺分泌的免疫蛋白和代谢酶被诱导高表达，来应对外源物质的免疫反应，同时唾液腺内具有重要生理代谢功能和细胞功能的蛋白受到干扰，影响了唾液腺内正常的能量代谢和营养代谢功能，从而导致昆虫的取食行为受到抑制。至于吡蚜酮具体影响了褐飞虱取食过程中何种代谢或调控通路还需进一步实验进行验证。