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在植物与昆虫的长期适应进化中,植物通过迅速合成许多驱避与毒害昆虫的防御物质来防御昆虫的取食、消化、生长发育和繁殖等行为,而昆虫则通过形成解毒酶系统等一系列反防御机制来消除植物防御物质的毒害作用。斜纹夜蛾（Spodoptera litura）是广泛分布于全世界的杂食性害虫,已知为害的植物高达99科290多种,对现代的农业生产造成巨大危害。番茄（Lycopersicon esculentum L.）是研究植食性昆虫与植物相互作用的模式植物,是斜纹夜蛾的常见宿主之一。研究发现番茄在遭受害虫侵食时会合成次生物质番茄碱并产生大量的挥发性物质来抵御昆虫侵害,但是这些防御物质对于斜纹夜蛾生长发育的影响及斜纹夜蛾对其的适应代谢机制还鲜见报到。本研究以斜纹夜蛾为材料,研究了番茄虫害诱导挥发物对斜纹夜蛾的诱导抗性以及斜纹夜蛾对番茄防御物质番茄碱及其他有毒次生物质的响应机制,主要研究结果如下。1、利用高效液相色谱法（HPLC）测定番茄植株在遭受虫害取食前后,植株体内番茄碱含量的变化。HPLC结果显示,经虫害取食后番茄体内番茄碱含量显著高于健康番茄,其中健康番茄中番茄碱含量为0.69 mg/mL,而遭受虫害取食后番茄中番茄碱含量约上升2倍。在昆虫人工饲料中添加0.1%、0.2%、0.3%番茄碱纯品饲喂斜纹夜蛾幼虫48小时,斜纹夜蛾体重增长率都显著低于取食普通饲料的对照组。其中仅取食0.1%番茄碱饲料的生长抑制率达50%,而取食0.3%番茄碱饲料的斜纹夜蛾已几乎不生长。结果表明,昆虫的取食会显著提高植株体内番茄碱的含量,而番茄碱有助于增强番茄植株抵御斜纹夜蛾的侵害。2、为了研究斜纹夜蛾对番茄碱的反防御作用的分子机制,本研究利用转录组测序分析在饲喂添加番茄碱与否的人工饲料后,斜纹夜蛾的中肠和脂肪体中基因表达差异的情况。结果发现,与对照相比,取食含番茄碱饲料的斜纹夜蛾的中肠中有134个基因上调表达和177个基因下调表达。脂肪体中有666个基因上调表达和302个基因下调表达,其中在中肠和脂肪体中同时上调表达的基因有30个。KEGG分析发现上调表达的基因主要富集在Metabolism of xenobiotics by cytochrome P45 0s,ABC transporters 和 Drug metabolism-other enzymes以及Glutathione metabolism等典型的解毒相关通路上。利用RT-qPCR对其中34个基因进行验证,结果与转录组数据基本一致。本研究选择受番茄碱诱导并且未被报道的GSTS1基因进行功能验证。发育表达模式发现GSTS1基因主要在幼虫期高表达,而在蛹期和成虫期的表达量非常低;在组织分布检测中发现GSTS1基因主要在中肠和表皮中表达,在头部、脂肪体和血淋巴中表达量非常低。对GSTS1基因进行RNA干涉（RNAi）结果表明,GSTS1受干涉后的斜纹夜蛾再取食0.1%番茄碱饲料,发现体重增长率被明显抑制,抑制率达到54%。结果证明GSTS1基因可能参与番茄碱的解毒代谢。3、虫害诱导的野生型番茄（Lycopersicon esculentum L.）cv Castlemart（CM）挥发物能显著提高斜纹夜蛾对番茄中次生物质的抗性。经过虫害诱导的CM番茄挥发物（HIPVs）处理的斜纹夜蛾幼虫在取食预虫害的番茄叶片24小时后,幼虫死亡率显著低于没有挥发物处理只取食预虫害的番茄叶片的对照组,其中一龄幼虫对照组死亡率较HIPVs诱导组高10%;二龄幼虫对照组死亡率较HIPVs诱导组死亡率高15%;而二龄幼虫诱导组的体重增长率和番茄叶片取食面积显著高于对照组,其中对照组体重增量为0.43mg,取食面积为0.76 cm2;诱导组体重增量为0.50mg,取食面积为1.30 cm2。而虫害诱导的suppressor of prosystemin-mediated responses8（spr8）突变体番茄的挥发物不能提高斜纹夜蛾对植物毒素的抗性。结果说明CM番茄虫害产生的差异挥发物成分在提高斜纹夜蛾幼虫对植物次生代谢的解毒代谢能力中可能具有极大的贡献。4、我们收集了健康的CM番茄挥发物（Control）及CM番茄虫害诱导挥发物（HIPVs）进行GC-MS验证,GC-MS数据显示,HIPVs中显著高于Control的挥发物有七种,包括有α-蒎烯,柠檬烯,α-水芹烯,α-萜品烯,δ-榄香烯,β-石竹烯,α-律草烯。根据GC-MS结果,我们挑选了几种番茄挥发物单品进行诱导生测实验,结果发现经α-蒎烯、罗勒烯和α-律草烯处理的斜纹夜蛾幼虫在取食预虫害的番茄叶片24小时后,幼虫的死亡率显著低于没有挥发物单品处理的对照组而体重增量显著高于对照组,其中α-蒎烯诱导组死亡率较对照组低18%,体重增量较对照组高0.3mg;罗勒烯诱导组死亡率较对照组低5%,体重增量较对照组高0.1mg;α-律草烯诱导组死亡率较对照组6%,体重增量较对照组高0.09mg。结果说明这几种番茄挥发物单品在提高斜纹夜蛾幼虫对植物次生代谢的解毒代谢能力中发挥了较大作用。