【摘 要】
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美国白蛾（Hyphantria cunea）是世界检疫害虫,原产于北美,寄主范围广泛,每年都会造成巨额的经济损失,是仅次于松材线虫病的重大林业有害生物。目前针对美国白蛾的防治手段主要为化学防治。病原真菌是林业害虫的重要防控资源,随着生物防治日益受到重视,积极开展病原真菌与宿主相互作用研究对促进生物防治的效果提升和开发新型防控技术等具有重要意义。基于上述背景,本文拟针对美国白蛾开展如下研究:美国白蛾
【基金项目】
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国家自然科学基金:美国白蛾性信息素受体与结合蛋白的功能及其互作研究（31870640）； 安徽省林业局横向委托课题； 蚌埠市林业局横向委托课题；
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美国白蛾（Hyphantria cunea）是世界检疫害虫,原产于北美,寄主范围广泛,每年都会造成巨额的经济损失,是仅次于松材线虫病的重大林业有害生物。目前针对美国白蛾的防治手段主要为化学防治。病原真菌是林业害虫的重要防控资源,随着生物防治日益受到重视,积极开展病原真菌与宿主相互作用研究对促进生物防治的效果提升和开发新型防控技术等具有重要意义。基于上述背景,本文拟针对美国白蛾开展如下研究:美国白蛾球孢白僵菌分离与鉴定、生物学特性和致病力测定;在此基础上,重点研究球孢白僵菌侵染后,美国白蛾免疫基因的应答动态;继而,对关键免疫基因的变化规律进行验证分析。主要结果如下:（1）结合形态学和分子鉴定,获得了3株球孢白僵菌（Beauveria bassiana）,分别入库保藏,编号RCEF6669、RCEF6670和RCEF6671;对3株球孢白僵菌进行生物学特征比较和生物测定,结果发现菌株RCEF6670生长速率为3.54mm/d,14d后的平均产孢量达到4.26×10~7孢子/mL,在3个菌株中最高且在紫外照射后孢子萌发率达到36.64%;进一步通过生物测定,确定美国白蛾在RCEF6670在1×10~7孢子/mL浓度下对的致死中时（LT50）为2.93,为3个菌株中最短。由此确定,RCEF6670为美国白蛾高致病力菌株,用于后续研究。（2）在对美国白蛾四龄期幼虫进行吐温-80处理和球孢白僵菌RCEF6670孢悬液处理,分别取对照组和感染组6h、48h和72h组织样品构建4个cDNA文库。通过Illumian高通量转录组测序,共获得43,169条转录本,通过去冗余处理共获得33,141条美国白蛾Unigenes。差异表达基因聚类分析发现,球孢白僵菌感染6h后1,036个基因显著上调,而359个基因显著下调;在感染48h后2,346个基因显著上调,468个基因显著下调;最后在感染72h后3,205个基因显著上调,476个基因显著下调。对差异基因的KEGG富集分析表明,真菌感染后与能量代谢和碳水化合物代谢相关的基因显著上调,同时与免疫相关的信号分子也显著上调。（3）基于序列相似性搜索以及同源性分析,共鉴定了226个与免疫相关的基因;包括:模式识别受体、信号调控子、效应分子以及Toll,IMD,JAK/STAT信号通路成员。分析发现,PGRPs、βGRPs、cSP以及整个Toll pathway在真菌诱导的中被大量激活。（4）基于基因表达量水平,构建Toll通路和IMD通路表达谱,确认Toll通路在美国白蛾侵染后起到主要作用;在被激活的执行识别功能（PGRP-S2、βGRP2等）,信号转导（cSP6、Spz2等）以及信号调控的基因在侵染后的表达量变化都是先上调后下调;但是被激活的效应因子（Diapasue1、Defensin、Lys1、Lys2等）基因都是在被激活后持续上调来应对球孢白僵菌的侵染;最终,在真菌感染后的关键免疫基因进行了qRT-PCR验证;结果表明:PGRP-S2,βGRP2,Toll4、Spz2、Defensin和PPO等在受真菌侵染后显著上调。通过上述研究,明确了美国白蛾对球孢白僵菌侵染的免疫应答规律;研究结果为后续阐明美国白蛾宿主和病原体互作的分子机制奠定了基础;同时,研究也为提升病原真菌防控效果和开发特异性分子靶标治提供科学依据。
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