煙粉虱取食感染TYLCV番茄對(duì)其解毒酶和保護(hù)酶活性的影響

曹 增, 王金娜, 張友軍, 吳青君, 謝 文, 王少麗

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所,北京 100081)

煙粉虱取食感染TYLCV番茄對(duì)其解毒酶和保護(hù)酶活性的影響

曹 增, 王金娜, 張友軍, 吳青君, 謝 文, 王少麗*

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所,北京 100081)

為了明確感染番茄黃化曲葉病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)的番茄對(duì)煙粉虱生理防御的影響,本文采用生化分析法研究了煙粉虱取食感染TYLCV的番茄植株后解毒酶和保護(hù)酶活性的變化。結(jié)果表明,B型煙粉虱在帶毒番茄上取食72 h及30 d(長(zhǎng)期飼養(yǎng)種群)后,其谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(GSTs)和羧酸酯酶(CarE)活性呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì),而P450酶活性則持續(xù)上升,取食30 d種群是對(duì)照種群的1.99倍;三大保護(hù)酶系超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、過(guò)氧化物酶(POD)則在取食72 h后,酶活性高于對(duì)照,而在感染TYLCV番茄上取食30 d后,保護(hù)酶活性則持續(xù)高于72 h及對(duì)照處理,分別是對(duì)照種群的1.45倍、8.42倍和5.03倍,差異顯著;Q型煙粉虱表現(xiàn)趨勢(shì)與B型煙粉虱相似。研究結(jié)果為進(jìn)一步明確入侵煙粉虱與雙生病毒之間的互作、揭示煙粉虱的適應(yīng)性機(jī)制等補(bǔ)充了資料。

煙粉虱; 番茄黃化曲葉病毒; 解毒酶; 保護(hù)酶

煙粉虱[Bemisia tabaci(Gennadius)]屬半翅目(Hemiptera),粉虱科(Aleyrodidae),是一種世界性的重大農(nóng)業(yè)害蟲,該蟲除了以成蟲和若蟲刺吸植物汁液、分泌蜜露引發(fā)煤污病、影響植物光合作用之外,還可傳播雙生病毒,如番茄黃化曲葉病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV),常年使農(nóng)作物減產(chǎn)30%～50%,嚴(yán)重時(shí)甚至絕收[1-2]。近年來(lái)研究表明,煙粉虱是由形態(tài)上不可區(qū)分、生物學(xué)特性存在顯著差異的30余種生物型(biotype)或隱種(cryptic species)組成的復(fù)合種害蟲[3-4]。在煙粉虱眾多生物型或隱種中,B生物型(隱種MEAM1,本文簡(jiǎn)稱B型煙粉虱)和Q生物型(隱種MED,本文簡(jiǎn)稱Q型煙粉虱)入侵性最強(qiáng)、危害最大。

大量研究表明,煙粉虱-寄主植物-雙生病毒之間存在著明顯的互作[56]。番茄植株感染雙生病毒-番茄黃化曲葉病毒(TYLCV)后會(huì)間接影響到煙粉虱的取食選擇,不帶毒的Q型煙粉虱更喜歡在感染病毒的番茄植株上取食和產(chǎn)卵,而B型煙粉虱則喜歡在健康植株上取食,然而,煙粉虱攜帶雙生病毒后對(duì)帶毒和健康番茄植株不存在取食選擇性,研究發(fā)現(xiàn)這與番茄植株感染病毒后其揮發(fā)物組分發(fā)生變化密切相關(guān)[5]。煙粉虱體內(nèi)的TYLCV會(huì)影響其生長(zhǎng)發(fā)育,攜帶TYLCV的B型煙粉虱較未攜毒的B型煙粉虱在棉花植株上的存活率、產(chǎn)卵量均顯著下降,雌成蟲和雄成蟲的體長(zhǎng)明顯變短,表現(xiàn)出TYLCV對(duì)B型煙粉虱的不利作用;而攜帶和未攜帶TYLCV的Q型煙粉虱在棉花上的生物學(xué)特性則無(wú)顯著差異,表現(xiàn)為TYLCV對(duì)Q型煙粉虱的生長(zhǎng)發(fā)育呈中性作用[6];而B型煙粉虱取食感染中國(guó)番茄黃化曲葉病毒(Tomato yellow leaf curl China virus,TYLCCNV)的煙草寄主時(shí),其繁殖力和壽命可比對(duì)照分別增長(zhǎng)18倍和7倍[7]。隨后發(fā)現(xiàn)在帶毒煙草寄主上飼養(yǎng)B型煙粉虱時(shí),其產(chǎn)卵量增多,且成熟卵的比例顯著高于土著煙粉虱[8],說(shuō)明雙生病毒能夠直接調(diào)控?zé)煼凼纳L(zhǎng)發(fā)育及生殖行為,并通過(guò)寄主植物間接影響煙粉虱的種群適合度及其表現(xiàn)[9]。利用刺吸電位技術(shù)(electrical penetration graph,EPG)研究同時(shí)也證實(shí)了病毒能夠不同程度地調(diào)控B型和Q型煙粉虱的取食及傳毒能力,進(jìn)而影響到病毒的傳播和不同種類煙粉虱之間的競(jìng)爭(zhēng)[10]。而這種植食性昆蟲、病毒與寄主植物之間的互作關(guān)系可能因各研究系統(tǒng)中植食性昆蟲、病毒及寄主植物的種類不同而異[7]。

昆蟲在與寄主植物協(xié)同進(jìn)化過(guò)程中,形成和構(gòu)建了自身的防御系統(tǒng)及機(jī)制。寄主植物感染毒后,煙粉虱作為媒介昆蟲在寄主植物上取食并獲得病毒,其最快可在5 min之內(nèi)獲取病毒[1112]。研究證明,煙粉虱在獲得植物病毒后其生物學(xué)特性、傳毒能力等均有不同程度的變化[6,10]。同時(shí),雙生病毒對(duì)煙粉虱來(lái)說(shuō)是一種異源物質(zhì),煙粉虱攜帶該類病毒后,可能會(huì)引起自身的防御反應(yīng)或者調(diào)節(jié)反應(yīng)。解毒酶和保護(hù)酶是昆蟲體內(nèi)兩類重要酶系,在對(duì)抗逆境及維持昆蟲正常的生理生化代謝方面具有重要作用,常被用來(lái)作為評(píng)價(jià)昆蟲生理適應(yīng)性的指標(biāo)[13]。將B型煙粉虱雌成蟲分別飼養(yǎng)在健康和感染TYLCCNV的煙草上后,轉(zhuǎn)錄組測(cè)序及定量PCR研究表明帶毒植物上的煙粉虱體內(nèi)解毒酶基因表達(dá)趨于下調(diào),說(shuō)明煙粉虱可能通過(guò)降低解毒酶活性來(lái)降低能量消耗,從而提高其在帶毒植物上的適合度[14]。不同的是,褐飛虱(Nilaparvata lugens St?l)在取食了感染水稻黑條矮縮病毒(Rice black streaked dwarf virus,RBSDV)的水稻后,成蟲壽命和繁殖力沒(méi)有顯著變化,但其體內(nèi)的保護(hù)酶和解毒酶系活性均顯著升高,促進(jìn)了褐飛虱在帶毒水稻上的適應(yīng)性[15]。煙粉虱攜帶雙生病毒是否會(huì)出現(xiàn)類似的或者不同的生理防御反應(yīng)尚不明確。為了揭示煙粉虱取食感染雙生病毒TYLCV的番茄寄主后可能出現(xiàn)的防御反應(yīng),本文擬研究其取食感染TYLCV的番茄后體內(nèi)解毒酶和保護(hù)酶活性的變化,以期為進(jìn)一步深入理解煙粉虱-病毒之間的互作關(guān)系,揭示外來(lái)入侵煙粉虱的適應(yīng)性機(jī)制及其綜合治理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試煙粉虱與寄主植物

B型和Q型煙粉虱經(jīng)生物型鑒定[16]后分別在室內(nèi)以番茄(Lycopersicon esculentum)(‘中雜12號(hào)’)為寄主建立試驗(yàn)種群,室內(nèi)連續(xù)飼養(yǎng)3代以上。溫室內(nèi)試蟲飼養(yǎng)條件為：(28±1)℃,相對(duì)濕度60%～80%,光周期L∥D=16 h∥8 h。

健康的無(wú)蟲苗的獲得：在溫室的無(wú)蟲間內(nèi)播種,隨后將長(zhǎng)出真葉的番茄苗移栽到直徑約15 cm的營(yíng)養(yǎng)缽內(nèi),整個(gè)播種及飼養(yǎng)過(guò)程,未施用任何化學(xué)農(nóng)藥。

帶毒番茄植株的獲得：室內(nèi)選取含2～3片真葉、無(wú)病無(wú)蟲、長(zhǎng)勢(shì)一致的番茄植株,將TYLCV分離物DNA-A侵染的重組土壤農(nóng)桿菌(由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所周雪平教授實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建并惠贈(zèng))注射于植株韌皮部,接種后的植株置于溫室養(yǎng)蟲籠中培養(yǎng)。約30 d后,選擇具有明顯發(fā)病癥狀(葉脈增粗、葉片背面出現(xiàn)耳突、部分葉片呈黃化,卷曲狀等)的植株,通過(guò)PCR檢測(cè)[17]確定其攜帶有TYLCV病毒。

煙粉虱試蟲：讓B型和Q型煙粉虱分別在健康和帶毒番茄寄主植物上取食72 h及30 d(約1代,作為長(zhǎng)期帶毒蟲源)后,選取成蟲作為試蟲制備酶液。不同飼養(yǎng)期處理和對(duì)照均重復(fù)3次。

宏觀審慎視角下的國(guó)際資本管控，應(yīng)從優(yōu)化改進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)體制的大方向出發(fā)，逐步增加國(guó)內(nèi)投資減少對(duì)國(guó)際資本的依賴性。首先要改變外資機(jī)構(gòu)，調(diào)借外商直接投資的產(chǎn)業(yè)類型和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。出臺(tái)相關(guān)扶持政策、鼓勵(lì)政策，引導(dǎo)外商將資本投資于基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)、支柱型產(chǎn)業(yè)以及高新產(chǎn)業(yè)，對(duì)在西部以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較為落后區(qū)域投資的外商應(yīng)在政策上給與進(jìn)一步的優(yōu)惠。從而刺激外商對(duì)西部地區(qū)進(jìn)行投資。其次要擴(kuò)大國(guó)內(nèi)資本的投資范圍。進(jìn)一步鼓勵(lì)號(hào)召民間資本擴(kuò)大其投資領(lǐng)域和范圍，改善我國(guó)內(nèi)部投資市場(chǎng)環(huán)境，鼓勵(lì)和引導(dǎo)民間資本的健康發(fā)展。

1.2 試劑與主要儀器

還原型L-谷胱甘肽(GSH)和還原輔酶Ⅱ(NADPH)均為Roche公司產(chǎn)品;乙二胺四乙酸(EDTA)為Amresco公司產(chǎn)品,純度＞99%;蛋白定量試劑盒購(gòu)自北京博邁德科技發(fā)展有限公司;保護(hù)酶活性測(cè)定試劑盒購(gòu)自南京建成生物工程研究所; α-萘酚及其他試劑購(gòu)自北京化工廠。

PCR儀為美國(guó)伯樂(lè)公司的S1000擴(kuò)增儀;高速冷凍型離心機(jī)購(gòu)自Sigma公司;測(cè)定酶活性采用SpectraMax M2/M2e型酶標(biāo)儀(Molecular Devices,美國(guó))。

1.3 煙粉虱解毒酶活性測(cè)定

1.3.1 羧酸酯酶(Car E)活力測(cè)定

羧酸酯酶活性測(cè)定參照van Asperen的方法[18],略作修改。取同一時(shí)期初羽化的煙粉虱成蟲50～60頭置于1.5 mL離心管,加入混有1 g/L Triton X-100的PBS緩沖液500μL低溫研磨勻漿,隨后置于4℃下30 min,所得溶液即為酶源。依次取50μL上述酶源于96孔板孔中,每孔中加200μL 6 g/L的RR固藍(lán)鹽和1 mmol/L的α-NA的混合液,30℃下反應(yīng)15 min,測(cè)定其在600 nm處的吸光值。重復(fù)3次,取平均值。根據(jù)制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線和酶源蛋白含量的測(cè)定結(jié)果,計(jì)算Car E的比活力(OD/min/mg pro)。

1.3.2 谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(GSTs)活性測(cè)定

1.3.3 多功能氧化酶P450活性測(cè)定

參照Yu等[20]和Feng等[21]的方法測(cè)定P450的對(duì)硝基苯甲醚O-脫甲基活力,并略有改動(dòng)。取80頭初羽化的煙粉虱成蟲,液氮速凍后置于玻璃勻漿器中,加入1 m L PBS緩沖液研磨,再轉(zhuǎn)移到新的1.5 m L離心管中,13 000 r/min,4℃下離心10 min,然后取700μL上清液,加300μL PBS緩沖液,作為粗酶源;取2μmol/L對(duì)硝基苯甲醚(PNA)375μL、9.6 mmol/L NADPH 37.5μL和粗酶源337.5μL共750μL作為反應(yīng)體系,34℃水浴30 min,將反應(yīng)液加入酶標(biāo)板孔,每孔200μL,在波長(zhǎng)405 nm處讀數(shù)。在多功能氧化酶MFO的作用下,底物對(duì)硝基苯甲醚生成對(duì)硝基苯酚,以對(duì)硝基酚作標(biāo)準(zhǔn)曲線,用對(duì)硝基酚的生成量表示酶活力[nmol·(mg pro)-1·(30 min)-1]。

1.4 煙粉虱保護(hù)酶活性測(cè)定

1.4.1 保護(hù)酶酶液的制備

取初羽化的煙粉虱成蟲50～70頭,置于滴有50μL預(yù)冷的0.05 mol/L PBS無(wú)菌水(p H 7.0、含0.01% Triton X-100)的Parafilm膜上,用0.2 m L PCR管底部迅速將煙粉虱充分研磨勻漿,將勻漿液吸入預(yù)冷的1.5 m L離心管中,再取50μL PBS緩沖液清洗Parafilm膜與勻漿用的PCR管底部,并與勻漿液混合作為酶源。此步操作在冰浴上進(jìn)行。待測(cè)酶液保存于4℃冰箱,24 h內(nèi)使用。

1.4.2 保護(hù)酶活性的測(cè)定

煙粉虱的超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)和過(guò)氧化物酶(POD)活性的測(cè)定參照史亮等[22]的方法,并嚴(yán)格按照南京建成生物工程公司的試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。按照說(shuō)明書依次加入各試劑后, SOD、CAT和POD活性分別于550、405和470 nm波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光值,對(duì)照管中加入PBS緩沖液代替酶液。酶活性測(cè)定重復(fù)3次,取平均值。3種保護(hù)酶活性的計(jì)算公式詳見劉建業(yè)等[23],保護(hù)酶活力單位為U/mg pro。

1.5 酶源蛋白質(zhì)含量測(cè)定

采用Bradford考馬斯亮藍(lán)G-250法[24],按照蛋白定量試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行,以牛血清白蛋白(BSA)含量為自變量,測(cè)定的OD值為因變量制作蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線,重復(fù)3次;用于解毒酶和保護(hù)酶活性測(cè)定的待測(cè)酶液,與考馬斯亮藍(lán)混勻后再靜止放置10 min,測(cè)定595 nm處的吸光值,根據(jù)蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算待測(cè)酶液的蛋白含量。

1.6 數(shù)據(jù)分析

煙粉虱的酶活性均采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(standard error,SE)來(lái)表示,測(cè)定數(shù)據(jù)采用Excel進(jìn)行處理,方差分析采用SPSS軟件(SPSS for Windows,Rel.17.0.0 2009.Chicago：SPSS Inc.)進(jìn)行,并采用Fisher’s LSD法進(jìn)行差異顯著性分析(P＜0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 TYLCV對(duì)B型和Q型煙粉虱解毒酶活性的影響

B型煙粉虱在感染TYLCV的番茄寄主上取食72 h后,其羧酸酯酶(Car E)、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(GSTs)和P450酶系的活性較對(duì)照均有不同程度的升高,其中羧酸酯酶活力升高最明顯,從(30.22± 2.05)OD/min/mg pro升高到(63.39±6.48)OD/ min/mg pro,差異達(dá)極顯著水平(P＜0.000 1), P450活性較對(duì)照也升高,差異達(dá)顯著水平(P＜0.05),GSTs活性在B型煙粉虱中升高不顯著,而在Q型煙粉虱中升高顯著;而當(dāng)煙粉虱在帶毒番茄寄主上飼養(yǎng)30 d后,其體內(nèi)的GSTs和Car E活性均下降,低于在健康植株上飼養(yǎng)的對(duì)照種群的活性,但B型煙粉虱的P450酶活性[(26.60±0.64) nmol/mg pro/30 min]則顯著高于對(duì)照及在帶毒寄主上飼養(yǎng)72 h的種群,為對(duì)照種群的1.99倍(圖1a)。整體上,Q型煙粉虱的解毒酶活性變化趨勢(shì)與B型煙粉虱一致(圖1a～b)。

圖1 TYLCV對(duì)煙粉虱解毒酶活性的影響Fig.1 Effects of TYLCV on the activities of detoxification enzymes of Bemisia tabaci

2.2 TYLCV對(duì)B型和Q型煙粉虱保護(hù)酶活性的影響

與飼養(yǎng)在健康番茄上的煙粉虱相比,在感染TYLCV的番茄寄主上取食72 h的煙粉虱種群,其保護(hù)酶SOD、CAT、POD活性均有所升高。對(duì)于B型煙粉虱來(lái)說(shuō),在帶毒番茄上飼養(yǎng)72 h,其POD活性[(5.430±0.43)U/mg pro]比取食健康番茄的煙粉虱POD活性[(1.683±0.15)U/mg pro]顯著升高(P＜0.05);CAT活性也顯著升高,但SOD活性與對(duì)照差異不顯著;而當(dāng)B型煙粉虱在帶毒番茄寄主上飼養(yǎng)30 d時(shí),其SOD、CAT和POD活性分別為(52.040±5.07)U/mg pro、(13.559±1. 32)U/mg pro和(8.446±0.62)U/mg pro,為對(duì)照種群的1.45倍、8.42倍和5.03倍,差異顯著(圖2a、c和e)。對(duì)Q型煙粉虱來(lái)說(shuō),在帶毒寄主上飼養(yǎng)72 h時(shí),僅CAT活性升高不顯著;而飼養(yǎng)30 d后, CAT和POD活性與對(duì)照和帶毒寄主上飼養(yǎng)72 h處理相比均顯著升高,而SOD活性與對(duì)照種群,以及感病寄主上飼養(yǎng)72 h的種群無(wú)顯著差異,(圖2b、d和f)。

3 結(jié)論與討論

昆蟲對(duì)其接觸的外源性物質(zhì)的響應(yīng)非常靈敏,其解毒酶系的活性可以被外源化合物誘導(dǎo),使昆蟲在受到外界環(huán)境變化的壓力時(shí)迅速反應(yīng)并做出調(diào)整,而保護(hù)酶的作用則幫助協(xié)調(diào)昆蟲的自由基控制在一個(gè)較低水平,維持昆蟲正常的生理活動(dòng)[23]。煙粉虱取食感染雙生病毒的寄主植物會(huì)獲得病毒,雖然已有研究表明雙生病毒能夠通過(guò)降低寄主植物的防御能力來(lái)提高煙粉虱的適合度,使之能夠更好地適應(yīng)和取食,這種互惠關(guān)系在雙生病毒與Q型煙粉虱的互作關(guān)系中表現(xiàn)得更明顯[25-26]。但可以推測(cè),煙粉虱在帶毒寄主植物上取食及其與病毒互作的過(guò)程中,也要調(diào)整自身生理并做出防御反應(yīng)以適應(yīng)病毒的進(jìn)入,因此煙粉虱體內(nèi)生理指標(biāo)會(huì)發(fā)生變化。

本研究表明,煙粉虱在帶毒番茄上飼養(yǎng)初期(72 h),煙粉虱獲得病毒后,體內(nèi)解毒酶活性會(huì)有短暫的誘導(dǎo)升高現(xiàn)象(圖1),表現(xiàn)為病毒對(duì)煙粉虱解毒酶活性的短期誘導(dǎo)作用;但在帶毒植物上飼養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)為30 d后,解毒酶GSTs和Car E活性又開始下降,甚至低于對(duì)照處理,這與以前的研究結(jié)果是吻合的,當(dāng)B型煙粉虱在健康和感染中國(guó)番茄黃化曲葉病毒(TYLCCNV)的煙草寄主上取食后,在帶毒寄主上取食的煙粉虱的解毒酶基因的表達(dá)表現(xiàn)為下調(diào),推斷其可能是通過(guò)降低解毒酶活性來(lái)減少能量消耗,由此增加其在帶毒寄主植物上的適合度[14]。同時(shí)本研究也表明,當(dāng)煙粉虱在感染雙生病毒的番茄植株上長(zhǎng)期飼養(yǎng)時(shí),僅有P450酶活性呈現(xiàn)持續(xù)升高現(xiàn)象,這與方勇[27]報(bào)道的煙粉虱攜帶TYLCV后,對(duì)阿維菌素、噻蟲嗪、吡蟲啉、氯蟲苯甲酰胺、聯(lián)苯菊酯等5種藥劑的敏感性均有不同程度的下降的結(jié)果也是相符的。而煙蚜[Myzus persicae(Sulzer)]在感染黃瓜花葉病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)的煙草上長(zhǎng)期飼養(yǎng)后,其GSTs活性低于健康煙草上煙蚜的GSTs活性,然而CarE活性高于健康煙草上煙蚜[28],和本研究中部分結(jié)果存在差異,可能與供試的昆蟲、病毒及植物種類不同有關(guān)。

圖2 TYLCV對(duì)煙粉虱保護(hù)酶活性的影響Fig.2 Effects of TYLCV on the activities of protective enzymes of Bemisia tabaci

不同寄主植物對(duì)煙粉虱的生長(zhǎng)發(fā)育、存活和繁殖等有不同的影響[2930]。昆蟲體內(nèi)的保護(hù)酶系統(tǒng),在受到植物次生物質(zhì)誘導(dǎo)或者其他外界刺激時(shí)會(huì)發(fā)生變化,昆蟲體內(nèi)抗逆性和耐藥性都與它們保持著密切關(guān)系。在正常狀況下,細(xì)胞內(nèi)存在自由基清除系統(tǒng),其中SOD能清除部分自由基而形成H2O2,而POD、CAT具有分解H2O2的作用,三種保護(hù)酶系協(xié)同作用使得生物細(xì)胞內(nèi)的自由基維持在較低水平,不會(huì)引起對(duì)機(jī)體的傷害[31]。帶毒番茄作為寄主植物飼育煙粉虱后,煙粉虱體內(nèi)的3種保護(hù)酶(SOD、CAT、POD)活性會(huì)隨著飼養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而呈現(xiàn)逐漸升高趨勢(shì)。已經(jīng)證實(shí),昆蟲體內(nèi)這些保護(hù)酶活性的變化與昆蟲的抗逆性和寄主適應(yīng)性之間有密切關(guān)聯(lián)[32]。本文研究結(jié)果與以往報(bào)道一致,白背飛虱[Sogatella furcifera(Horváth)]取食感染水稻黑條矮縮病毒的稻株后,其成蟲體內(nèi)保護(hù)酶(CAT、SOD和POD)活性也顯著增強(qiáng),生物學(xué)參數(shù)提高;褐飛虱取食后體內(nèi)保護(hù)酶活性也表現(xiàn)相同趨勢(shì),表明水稻感染黑條矮縮病毒后,白背飛虱和褐飛虱的取食及生長(zhǎng)發(fā)育的適應(yīng)性均明顯提高[15,33],結(jié)合本研究結(jié)果,說(shuō)明植物病毒對(duì)傳毒介體昆蟲和非介體昆蟲體內(nèi)的防御酶活性均有明顯或顯著影響,昆蟲取食帶毒植物后可誘導(dǎo)其自身保護(hù)酶活性的升高。煙粉虱對(duì)帶毒寄主植物的適應(yīng)過(guò)程也屬于克服逆境的過(guò)程,因此它在適應(yīng)過(guò)程中體內(nèi)保護(hù)酶活性增加,有利于其抵抗體內(nèi)活性氧的增加,使之更好、更順利地在帶毒植物上生存,所以在帶毒寄主植物上煙粉虱(包括B型和Q型)表現(xiàn)為繁殖力增加、壽命延長(zhǎng)等[67]。另外,煙粉虱攜帶雙生病毒TYLCV后,所測(cè)試的3大保護(hù)酶的變化趨勢(shì)不完全一致,這可能與他們具有不同的作用機(jī)制有關(guān)。本研究中,Q型煙粉虱保護(hù)酶活性變化趨勢(shì)與B型煙粉虱稍有差異,尤其是SOD活性,Q型煙粉虱在感染TYLCV的番茄植物上繁殖1代后,其SOD活性與飼養(yǎng)72 h時(shí)無(wú)顯著差異,甚至還略有下降(圖2),推測(cè)Q型煙粉虱在攜帶TYLCV病毒后的生理防御變化和對(duì)帶毒寄主的適應(yīng)性比B型煙粉虱更快。

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(責(zé)任編輯：楊明麗)

Effects of feeding on TYLCV-infected tomato on detoxification enzyme and protective enzymes of Bemisia tabaci(Gennadius)

Cao Zeng, Wang Jinna, Zhang Youjun, Wu Qingjun, Xie Wen, Wang Shaoli

(Institute of Vegetables and Flowers,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081,China)

In order to explore the physiological response of sweetpotato whitefly,Bemisia tabaci(Gennadius)infected with Tomato yellow leaf curl virus(TYLCV),the detoxification enzymes and protective enzymes activity of B.tabaci were measured by using biochemical analysis.The results showed that the activities of GSTs and Car E increased after the B.tabaci biotype B were reared on viruliferous tomato plant for 72 h,and decreased when kept on the viruliferous tomato for 30 d.The P450 activity of B.tabaci biotype B was proved to be increasing significantly by 1.99 fold,compared to B.tabaci reared on the healthy plant.The activities of protective enzymes including SOD, CAT and POD in B.tabaci biotype B increased after feeding on viruliferous plant for 72 h,and continued increasing when reared on the TYLCV-infected tomato persistently,reaching 1.45 fold,8.42 fold,and 5.03 fold with signicant difference compared to the control,respectively.B.tabaci biotype Q exhibited similar trend as biotype B.These results provide more information for demonstration of the mutualism between whitefly and begomovirus and the adaptive mechanism of B.tabaci.

Bemisia tabaci; Tomato yellow leaf curl virus(TYLCV); detoxification enzyme; protective enzyme

S 433

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.06.018

2014-09-29

2014-11-15

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31171857);公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201303019);農(nóng)業(yè)部園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

*通信作者 E-mail：wangshaoli@caas.cn