黄龙病菌在不同发育期柑橘木虱体内增殖趋势差异机制研究

Citrus huanglongbing (HLB or citrus greening) is a devastating disease of citrus and is also a very severe problem in the south China, the main part that produce citrus in China. ‘Candidatus Liberibacter asiaticus’ (Las), associated with HLB, is spread by adult Diaphorina citri Kuwayama, the Asian citrus psyllid. It is reported that the concentration of Las can significantly increase in psyllids as nymphs. However, the concentration of the pathogen cannot significantly increase or even decrease in psyllids as adults. Innate immunity is the most important mechanism of insects to defend themselves from microbial invaders and it is affected by the instars of the insects as well as their nutritional status..To study the mechanisms of the different proliferation trends of Las, after it was feed by nymphs and adults of psyllids, we will examine the innate immunity of nymphs and adults of psyllids, we will also extract and compare its antimicrobial peptides (AMPs), at last, the effectiveness of AMPs against Las is worked out to study its prospect on the control of HLB. We wish our study will provide theory basis for the effective control of psyllids in the field.

柑橘黄龙病（Citrus huanglongbing ，HLB）是一种毁灭性病害，是我国南方柑橘产区最大的障碍。黄龙病在田间主要靠携菌柑橘木虱成虫在不同寄主植物上取食后传播。已有研究表明，黄龙病菌在木虱若虫体内可快速增殖，而在成虫体内却一直变化不大甚至呈下降趋势。天然免疫是昆虫应对外界复杂环境的重要机制，且昆虫不同的发育期，自身的营养状况等，都是影响其免疫能力的关键因子。.为了弄清不同发育期木虱体内黄龙病菌增殖趋势不同的机理，本项目将对木虱若虫、成虫体内的免疫功能进行验证，并采用凝胶色谱、反相色谱、高效液相色谱等技术提取、纯化，对比若虫、成虫体内的免疫抗菌物质-抗菌肽，最后验证其对若虫体内黄龙病菌的抑制作用，探讨其在柑橘黄龙病防控中的应用，为生产上有效防控柑橘木虱提供理论依据。

为研究不同发育期木虱体内黄龙病菌增殖趋势不同的机理，本项目通过显微镜观察、蛋白组学等方法研究了黄龙病菌在不同发育期柑橘木虱体内增殖趋势差异机制。研究发现木虱若虫体内的免疫细胞多为浆细胞，成虫免疫细胞多为粒细胞，类绛色细胞，且若虫体内免疫细胞数量约为成虫的5倍。采用高效液相色谱等技术，鉴定分析了木虱成虫体液的蛋白。试验鉴定到木虱成虫体液内大于3KD的蛋白410个，小于3KD的蛋白10个，其中溶菌酶、类酚氧化酶、凝集素、类S-抗原蛋白、粘蛋白等可能具抗菌活性的蛋白14个。但分别提取200头木虱若虫、成虫血淋巴及全虫体液，均未发现其具有抑菌功能，未提取到木虱抗菌肽。因此，试验采用蛋白组学的方法比较了带菌和健康柑橘木虱5龄若虫与刚羽化成虫的差异蛋白。研究发现刚羽化成虫与若虫相比其体内的差异蛋白上调部分主要集中在与线粒体等能量代谢相关的蛋白；下调部分主要集中在转录、剪切等变态活动相关的蛋白。因此，我们推测木虱羽化后能量代谢功能迅速增强导致体内营养物质快速下降是最终导致成虫木虱体内黄龙病菌含量急剧下降的原因。除此之外，试验还对比了带菌与健康木虱的差异表达蛋白。研究发现带菌后木虱若虫、成虫的呼吸作用、铁代谢，糖代谢等功能增强，而与抗菌相关的蛋白如吞噬小泡，黑素小体等蛋白表达量显著下调，免疫能力下降。本结果与显微镜观察到感染黄龙病菌后木虱免疫细胞数量急剧降低相符。综上所述，本研究明确了柑橘木虱体内的免疫细胞数量及类型，阐明了柑橘木虱成虫体内黄龙病菌含量急剧下降的原因，为阻断柑橘木虱传播黄龙病的研究提供了理论基础。项目资助发表SCI论文1篇，已接收SCI论文1篇，待发表论文1篇。项目投入经费25万元，支出经费14.51万元，剩余经费10.49万元，剩余经费将用于本项目研究后续支出。