TZSV侵染诱导的寄主植物负防御相关机制研究

The diseases caused by tospoviruses had lead to significant losses in crop production and quality worldwide. Tomato zonate spot virus (TZSV) is a new member of the tospoviruses and was found in Yunnan for the first time. TZSV is the dominant species of Tospovirus which have been causing substantial yield losses in vegetable, tobacco and other cash crops in Yunnan and surrounding areas. Previous researches showed that the worldwide invasion pest Frankliniella occidentalis was the main vector of TZSV, and the host plant have induced negative defensive by TZSV infection: the total immature stage of F. occidentalis reared on TZSV-infected leaves was significantly shorter, fecundity (eggs per female) was slightly greater, and have significantly selective taxis to the infected host plant . To better understand the major negative defense mechanism induced by TZSV of the host plant, as well as to provide theory foundation for revealing prevalence of TZSV and host plant interactions, this study was conducted to investigate the effects of TZSV infection on the physiology of host plant, including the concentration changes in plant volatiles, Jasmonic Acid (JA), Salicylic Acid (SA) and the selection behavior, fitness of the vector F. occidentalis.

番茄环纹斑点病毒(Tomato zonate spot virus,TZSV)是在云南发现的番茄斑萎病毒属（Tospovirus）的一个新种及优势种，严重危害云南蔬菜、烟草等重要经济作物的生产，目前TZSV有向临近省区扩散蔓延的趋势。本项目前期研究结果表明，西花蓟马是TZSV的主要媒介昆虫，寄主植物感染TZSV后，引起了寄主植物负防御的现象，即西花蓟马在感染TZSV的寄主植物上发育历期缩短，单雌产卵量升高，种群趋势指数升高，且对感病寄主植物具有较强的趋向性。本项目拟在前期工作基础上，进一步研究寄主植物感染TZSV前后寄主植物挥发物成分、植株体内激素（JA、SA）含量等相关防御物质的变化，及这种变化对媒介昆虫西花蓟马选择行为、发育历期、生殖力、适合度等生物学特性方面的影响，辅以生物学验证实验，探讨TZSV侵染诱导的寄主植物负防御相关机制，为TZSV引起的作物病害控制提供科学依据。

番茄环纹斑点病毒(Tomato zonate spot virus,TZSV)是在云南发现的番茄斑萎病毒属（Tospovirus）的一个新种及优势种，严重危害云南蔬菜、烟草等重要经济作物的生产，目前TZSV有向临近省区扩散蔓延的趋势。本项目前期研究结果表明，西花蓟马是TZSV的主要媒介昆虫，寄主植物感染TZSV后，引起了寄主植物负防御的现象。本研究结果表明，在感染TZSV的寄主植物叶片上取食后，西花蓟马的卵、一龄若虫、二龄若虫、蛹的发育历期稍低于对照组，取食感染TZSV的寄主植物后会使西花蓟马种群数量增大，这些结果表明，提高了传毒昆虫西花蓟马对感染TZSV寄主植物的适应性。与模拟接毒辣椒相比，西花蓟马偏好选择机械接毒辣椒，但在产卵量上二者没有显著性差异。从模拟接毒和带毒辣椒植株挥发物中共收集26种化合物，含量差异显著的物质有13种。西花蓟马对机械接毒辣椒植株有一定的偏好，番茄环纹斑点病毒侵染能诱导辣椒植株挥发物种类和含量的变化。SA含量在TZSV侵染24、48、96、120、144、168、192、216、240 h 后显著高于对照组；JA 含量在TZSV侵染8、24、72、96、144、216h后显著高于对照组。TZSV侵染可使辣椒JA、SA含量增加。此外，我们确定了JA和SA在寄主植物应对TZSV侵染过程中抑制了介体西花蓟马的适合度。我们的发现提供了研究植物激素包括植物应对TZSV侵染及对介体昆虫影响的新思路，提供了开展植物-病毒-介体三者互作研究的新视角，对控制TZSV的发生有重要意义。