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在自然界中,植物的整个生命周期往往伴随着各种昆虫的侵袭。然而植食性昆虫不仅在诱导植物抗性防御能力上存在差异,而且对植物抗性防御的耐受能力上也存在差异性。因此,不同昆虫诱导植物的抗性防御和自身防御能力的差异性可能对同寄主植物上低耐受力昆虫产生致命伤害。而棉铃虫（H.armigera）和棉蚜（A.gossypiis）作为棉花植株上两种重要的农业害虫,其生态位存在部分重叠现象。而目前对同寄主植物上两种生态位存在差异性昆虫之间的相互作用还鲜有报道。因此,本研究基于棉花介导的棉铃虫与棉蚜的互作来探究两种昆虫之间的作用关系,以及通过互作关系推断两种昆虫生态位发生分化的作用机制,也为科学制定害虫生态防控新策略和新技术奠定理论基础。1.棉蚜为害棉花植株对棉铃虫影响1.1棉铃虫成虫产卵偏好性及幼虫生长发育影响棉蚜为害棉花植株（Bt＆Non-Bt）对棉铃虫成虫产卵具有显著的驱避作用（P＜0.001）,棉铃虫在正常植株上产卵量是棉蚜为害植株2倍。此外,棉蚜为害棉花植株（Non-Bt:CCRI-49）对棉铃虫幼虫生长发育具有促进作用,表现为体重增加,化蛹率增加（P＜0.001）和死亡率降低,而在Bt上无论为害或者非为害棉铃虫不能生存。这说明棉蚜为害棉花植株在时间生态位上影响棉铃虫成虫产卵,而在空间生态位上能够促进其幼虫生长发育。1.2转录组学与代谢组学分析揭示影响棉铃虫生长发育内在机制转录组学与代谢组学分析表明棉蚜为害棉花植株后,参与水杨酸（SA）生物合成的13个基因显著上调（P＜0.001）,通过对SA激素定量分析发现SA含量显著增加（P＜0.001）,在SA调控作用下参与茉莉酸（JA）生物合成的15基因显著下调（P＜0.001）。此外,通过对棉蚜胁迫下植物抗性防御基因分析,3个基因（GH＿D01G1968,GH＿A01G1852,GH＿D06G0527）显著上调参与对CHi B（Basic endochitinase B）调控作用,2个基因（GH＿A12G0288,GH＿D12G0420）显著上调参与PR1（Pathogenesis-related protein 1）调控作用,1个基因（GH＿A03G0302）显著上调参与HSP90（Heat shock protein 90k Da beta）调控作用和1个基因（GH＿D04G0133）参与对RRS1-R（Probable WRKY transcription factor 52）调控作用。代谢组结果表明,棉蚜为害棉花后,棉花植株氨基酸（L-组氨酸）、糖类（蔗果四糖、麦芽四糖、松三糖）、脂类（卵磷脂、十八碳四烯酸）和醇类（甘露糖醇）代谢物含量显著增加（P＜0.001）,而调控这些物质生物合成的IAA（Indole acetic acid）激素含量也显著增加（P＜0.05）,纯品代谢物饲喂试验证实了这些代谢产物增加促进了棉铃虫的生长发育（P＜0.001）。由此可以推断,棉蚜通过抑制基于JA的植物抗性防御作用的同时诱导了棉花植株氨基酸、糖类、脂类的富集,从而促进了棉铃虫幼虫生长发育。1.3结论棉蚜为害棉花植株对棉铃虫成虫产卵具有驱避作用。然而,棉蚜对植物抗性防御的抑制作用以及氨基酸、糖类和脂类物质的富集促进了棉铃虫幼虫生长发育,从而为棉铃虫幼虫生长发育提供了基础。由此可以推断出棉蚜为害棉花植株在时间生态位上影响棉铃虫成虫产卵偏好性行为,而在空间生态位上促进了棉铃虫对食物资源的获取。2.棉铃虫为害棉花植株对棉蚜的影响2.1棉蚜生长发育影响为了探究在棉铃虫定殖后一段时间对棉蚜影响,分析了棉铃虫为害棉花植株对棉蚜种群影响。结果表明棉铃虫为害棉花植株对棉蚜种群（后代种群数量）具有显著的抑制作用（P＜0.001）。而昆虫的繁殖能力与摄入营养息息相关,EPG分析结果表明棉铃虫为害棉花植株对棉蚜取食效率具有显著抑制作用（P＜0.001）,说明棉铃虫可能通过影响棉蚜对营养的获取从而影响棉蚜繁殖。此外,棉铃虫为害棉花植株对棉蚜取食具有显著的驱避作用（P＜0.001）。另外外源茉莉酸处理后,棉蚜种群显著降低（P＜0.001）,表明棉铃虫为害棉花植株后可能通过激发基于JA的植物抗性防御对低耐受力的棉蚜产生影响。2.2转录组学与代谢组学分析转录组学和代谢组学分析揭示了棉铃虫为害棉花植株后,参与JA生物合成基因表达量显著上调（P＜0.001）,而JA作为调控下的代谢产物其含量也显著增加（P＜0.001）。此外,萜烯、生物碱、单宁类代谢物作为受到JA调控的下游产物他们的含量也显著增加（P＜0.001）。通过对上述代谢物的纯品验证证实醋酸棉酚（Acetic acid gossypol）和单宁（Tannins）对棉蚜种群具有显著的抑制作用（P＜0.001）,而邻氨基苯甲酸甲酯（MA）对棉蚜具有显著的驱避作用（P＜0.001）。结果表明棉铃虫通过调控植物次级代谢物变化,抑制了棉蚜的生长发育并导致棉蚜逃避。2.3小结棉铃虫为害棉花植株导致棉花萜烯类、生物碱类,单宁类代谢物含量显著增加,从而抑制了棉蚜种群数量。棉铃虫为害棉花产生挥发性代谢物邻氨基苯甲酸甲酯对棉蚜取食具有驱避作用,从而导致棉蚜逃避。由此可以推断出由棉铃虫激发的植物抗性使棉蚜产生不适应性,导致棉蚜种群数量减少,并选择向更适应空间取食,从而形成在空间上产生分化。3.结论本文以棉花-棉蚜-棉铃虫的生态关系为研究对象,利用生物学、生态学和组学技术,从不同层面来揭示棉花介导的棉蚜和棉铃虫的种间关系,揭示了棉蚜为害棉花植株对棉铃虫生长发育具有促进作用的生态学和分子机制,及棉铃虫为害激活的植物抗性防御导致棉蚜种群逐渐逃逸至消亡的生态学和分子机制。由此研究结果推断出的棉蚜与棉铃虫之间的相互作用关系不仅为探究棉铃虫与棉蚜在进化上产生分化提供参考依据,也为制定害虫生态防控新策略以及植物源代谢物的开发应用奠定理论依据。