链格孢菌毒素诱导玫瑰抗月季长管蚜的化学基础

The interactions in the phytopathogen-host-phytophagous insect system as an important scientific question is still not researched deeply up to now. The two common pest organisms (Alternaria tamijiana and Macrosiphum rosivorum) are found seriously on rose plants in Yunnan. Therefore, with these two pests as the research objects in the present study,we aim to: 1) analyse the temporal and spatial Alternaria toxin-induced effects on M. rosivorum; 2) analyse the toxin-induced key chemicals in rose plants which can influence the growth and multiplication of aphids; 3) determine the toxin-induced volatiles from rose plants which the olfactory responses of the aphids can be affected; and 4) study the chemical signal substances and signal transduction pathway involved in the plant-mediated inhibition of M. rosivorum with toxins.It is also our main aims to elucidate the chemical basis of the plant-mediated interactions between toxins of the phytopathogen and the aphid, and the signal transduction pathway involved in the production of these toxin-induced signal chemicals.The results from the present project will be very helpful to reveal the interactions among phytopathogen, host plant, and phytophagous insect from the aspects of chemicals and metabolites. At the same time, the growth and development of M. rosivorum and its olfactory response can be affected by the key chemicals obtained from the results of this project, thus, these chemicals will provide a useful and substantial basis for the pest managements of roses in the future.

植物病原菌—寄主植物—植食性昆虫三者之间的互作关系是目前尚未深入研究的科学问题。本项目以云南玫瑰常见且严重发生的两种病虫（链格孢菌和月季长管蚜）为研究对象，开展毒素诱导对月季长管蚜影响的时空关系分析；毒素诱导玫瑰产生对蚜虫生长繁殖有影响的关键化学成分分析；毒素诱导玫瑰产生对蚜虫嗅觉反应有影响的挥发性成分分析；以及毒素通过寄主介导影响月季长管蚜的化学信号物质和信号传导途径等方面研究。试图揭示植物介导的植物病原菌毒素与蚜虫互作的化学物质基础以及诱导这些化学物质产生的信号传导途径。该研究有助于从物质和代谢方面揭示植物病原菌—寄主—植食性昆虫三者互作关系。同时，本项目研究获得的影响月季长管蚜生长发育和嗅觉反应的化学物质将能为今后玫瑰有害生物控制提供有用的物质基础。

关于寄主植物介导的间接的病虫互作关系的研究，近十年来成为了国内外研究的热点。但是，这些研究主要是在生态学水平上进行的，对互作机理的研究则鲜有报道。对于机理的研究主要应包括四个方面，一是互作的化学基础，二是植物生理学基础，三是分子基础，四是昆虫生理学基础，这四方面的研究仍然是不清楚的。.. 本项目以链格孢菌-玫瑰（即中国月季）-月季长管蚜三者组成的三元系统为研究对象，对病虫互作的化学基础进行研究。主要研究链格孢菌毒素诱导玫瑰对月季长管蚜产生影响的时空效应，研究对蚜虫有影响的关键化学成分以及诱导作用的信号传导途径等。.. 结果表明，链格孢菌能通过其毒素对玫瑰植株产生诱导作用，使玫瑰产生对月季长管蚜的抗性，减少危害约78%。业已探明毒素中起诱导作用的活性成分是细交链孢菌酮酸(tenuazonic acid, TeA)。TeA在0.1 μg/ml及以下浓度时不会对蚜虫产生毒性，也不会对植株造成伤害，但用于处理植株却可以使植株获得诱导抗性、减少蚜虫对植株的危害。这是化学机理研究的第一个方面。第二方面，GC-MS、GC-EAD、生物测试等的结果表明，TeA处理植株诱导了植株挥发性成分显著变化，从而对蚜虫的寄主搜寻行为产生影响。并鉴定了其中的活性成分，主要包括乙酸丁酯(butyl acetate), 别罗勒烯(allo-ocimene), 癸醇(decanol), 十二烷醇(dodecanol)，十四烷醇(tetradecanol)等。这些化合物在正常植株中不会合成，但在TeA的诱导下能合成出来，被蚜虫用作识别寄主植物的信息化合物，从而对蚜虫起到明显的驱避作用。同时，这些化合物可以作为感病标记化合物，用于植株是否感染了链格孢菌的早期诊断。.. 信号转导途径相关研究结果表明，毒素处理诱导了植株水杨酸含量上升；同时外源水杨酸处理能诱导植株产生十二烷醇等化合物，从而抑制蚜虫危害。可知，诱导作用主要是通过启动水杨酸途径来实现的。