小麦病毒对介体/非介体蚜虫适合度的影响及其关键基因发掘与功能分析

The fitness of vector/non-vector insects can be directly and via host plants indirectly affected by plant virus, which plays an important role in the population dynamics of insects and prevalence of plant virus. Barley yellow dwarf virus (BYDV) and Wheat dwarf virus (WDV) were important virus of wheat, and Sitobion avenae (Fabricius) was the vector and non-vector of them respectively. At present, the impact of BYDV/WDV on aphid fitness and corresponding molecular mechanism haven’t been discovered yet. Based on this, BYDV/WDV will be added in the artificial diets to study the direct effects of wheat virus on the growth, reproduction, fitness of aphid parasitism, feeding behavior of S. avenae; aphid will be raise on BYDV/WDV-infected wheat to research the indirect effect about the selectivity and adaptability of S. avenae; and compare the gene expression profiling of S. avenae on WDV-infected, BYDV-infected and control plant, to find the candidate genes affecting the S. avenae fitness. Key genes would be cloning and analysis the function. The study will lay a foundation to uncover that wheat virus affects the molecular mechanism of vector and non-vector aphid fitness, and provide the theoretical support to the reasons of aphid population dynamics and the prevalence of wheat virus.

植物病毒可直接或通过植物间接给介体/非介体昆虫适合度带来有利或有害的影响，是昆虫种群动态变化和植物病毒病流行的主要决定因子。大麦黄矮病毒（BYDV）和小麦矮缩病毒（WDV）是危害小麦生产重要病毒病的病原，麦长管蚜是前者的介体和后者的非介体。目前BYDV/WDV对麦长管蚜适合度的影响及其分子机制尚不清楚。为此，项目组在前期工作基础上，拟在人工饲料中添加BYDV/WDV，研究其对麦长管蚜生长发育和繁殖参数、寄生天敌适应性、取食行为等适合度的直接影响；在寄主小麦感染BYDV/WDV条件下，研究其对麦长管蚜的选择行为及上述适合度的间接影响；并比较BYDV/WDV/没有病毒感染条件下麦长管蚜转录表达谱，发掘出影响其适合度的差异表达基因，并对部分关键基因进行克隆和功能分析。本研究为揭示小麦病毒对介体/非介体蚜虫适合度调控的分子机制打下基础，并为探明蚜虫种群变动和小麦病毒病流行原因提供理论支持。

植物病毒可直接或通过植物间接给介体/非介体昆虫适合度带来有利或有害的影响，是昆虫种群动态变化和植物病毒病流行的主要决定因子。大麦黄矮病毒（BYDV）和小麦矮缩病毒（WDV）是危害小麦生产重要病毒病的病原，麦长管蚜是前者的介体和后者的非介体。目前BYDV/WDV对麦长管蚜适合度的影响及其分子机制尚不清楚。为此，项目组在前期工作基础上，在人工饲料中添加BYDV/WDV，研究其对麦长管蚜生长发育和繁殖参数、寄生天敌适应性、取食行为等适合度的直接影响；在寄主小麦感染BYDV/WDV条件下，研究其对麦长管蚜的选择行为及上述适合度的间接影响；并比较BYDV/WDV/没有病毒感染条件下麦长管蚜转录表达谱，发掘出影响其适合度的差异表达基因，并对部分关键基因进行克隆和功能分析。研究结果表明：BYDV-GAV及WDV对麦长管蚜适合度均有直接和间接的促进作用；同时，通过高通量测序技术探究取食BYDV和WDV感染的小麦后麦长管蚜的差异表达基因。对差异表达基因分析后，我们鉴定了几个与免疫、生长、发育和繁殖相关的差异表达基因。这些基因需进行下一步的功能验证。另外，研究结果表明小麦病毒BYDV对介体蚜虫（800个差异表达基因）麦长管蚜比WDV对非介体蚜虫麦长管蚜（262个差异表达基因）的影响大。而且，取食感染BYDV小麦的麦长管蚜有更多与代谢、细胞骨架、生长、发育、繁殖和免疫相关的差异表达基因上调。本研究为揭示小麦病毒对介体/非介体蚜虫适合度调控的分子机制打下基础，并为探明蚜虫种群变动和小麦病毒病流行原因提供理论支持。