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JPS-烟粉虱传毒能力与抗药性相关的分子机理

发布时间:2022-08-18 14:54    浏览次数:
       2022年8月17日,植保国际期刊Journal of Pest Science在线发表了研究论文Molecular basis of mutual benefits between Cucurbit chlorotic yellows virus (CCYV) transmission and imidacloprid resistance in Bemisia tabaci,该论文揭示了烟粉虱传播植物病毒能力与抗药性之间关系的分子机理。烟粉虱(Bemisia tabaci, Gennadius)是一种世界性的重大害虫,其防控仍主要以杀虫剂为主,已造成很多地区产生高抗性种群,导致杀虫剂的使用剂量不断增加、害虫抗性持续升高的恶性循环。烟粉虱可以传播400多种植物病毒,烟粉虱的大爆发往往伴随着病毒病的大流行。那么烟粉虱抗药性的发生与其传播的植物病毒之间是否存在内在联系还未被广泛关注和深入研究。该论文以烟粉虱及其半持久性方式特异性传播的瓜类褪绿黄化病毒(Cucurbit chlorotic yellows virus,CCYV)(Fig. 1)对象,研究烟粉虱传播CCYV的能力与其抗药性之间关系的分子机理。 
       通过生测实验发现,在敏感性种群中,携带CCYV的烟粉虱对吡虫啉的敏感度下降,即在同样吡虫啉浓度下,携带CCYV的烟粉虱死亡率显著下降(Fig2)。进一步通过qRT-PCR研究发现,烟粉虱携带CCYV 10 d后,其抗吡虫啉相关基因CYP6CM1及其上游调控因子(p38/CREB)有上调趋势(Fig3,Fig4)。

       进一步用RNAi技术沉默了烟粉虱抗性基因CYP6CM1,发现沉默该基因后,与对照相比,烟粉虱的获毒量在1 h,3 h显著下降(Fig5)。我们也比较了抗性和敏感性烟粉虱获毒、持毒能力,发现抗性种群烟粉虱可以快速获取病毒,同时持毒能力相对较短(Fig6),说明抗性烟粉虱可以快速获毒并将病毒传播到新的寄主上。

       该研究由河南农大闫凤鸣教授团队完成,已毕业的硕士生闫明辉(现已被福建农林科技大学录取为博士研究生)为论文的第一作者,李静静博士、闫凤鸣教授为共同通讯作者,赵晨晨博士,在读博士生何海芳,已毕业硕士生张泽龙、张蓓蓓,在读硕士生祝超强、闫伟利等参与本研究工作。本研究得到国家自然科学基金(31901886, 31871973, 31471776 )的资助。
       论文全文链接:https://doi.org/10.1007/s10340-022-01553-w 
       论文PDF: https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s10340-022-01553-w.pdf.
       近年来,闫凤鸣教授团队在烟粉虱传毒及病毒-介体-植物互作机理方面取得系列进展,发表了多篇研究论文,近两年(2021-2022)的论文主要有:
Zhang ZL, Zhang BB, Yan MH, He HF, Li JJ, Yan FM*, How does vector Bemisia tabaci use visual and olfactory cues in orientation to a virus-infected host plant? Frontiers in Ecology and Evolution, 2022 10:766570. doi: 10.3389/fevo.2022.766570
Zhang ZL, He HF, Yan MH, Zhao CC, Lei CY, Li JJ, Yan FM*. Widely targeted analysis of metabolomic changes of Cucumis sativus induced by Cucurbit chlorotic yellows virus. BMC Plant Biology. 2022. 22:158 https://doi.org/10.1186/s12870-022-03555-3.
He HF, Li JJ, Zhang ZL, Tang XF, Song DY and Yan FM*. Impacts of Cucurbit chlorotic yellows virus (CCYV) on bBiological characteristics of Its vector Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae) MED Species. Journal of Insect Science, 2021, 21(5): 12; 1-7. https://doi.org/10.1093/jisesa/ieab084.
Lu SH, Li JJ, Bai RE, Yan FM*. EPG-recorded feeding behaviors reveal adaptability and competitiveness in two species of Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae). Journal of Insect Behavior, 2021. 34(1): 26-40. DOI: 10.1007/s10905-021-09765-1