桉树枝瘿姬小蜂致瘿因子及其诱导的早期反应

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
31160165
项目类别：
地区科学基金项目
资助金额：
48.0万
负责人：
杨振德
依托单位：
广西大学
学科分类：
C1609.森林保护学
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
陈尚文；陆志科；李明；文祥凤；玉舒中；吕文玲；张文英；盛双；
关键词：
桉树枝瘿姬小蜂致瘿因子组织化学定位致瘿机理

项目摘要

桉树是我国南方效益最高的树种之一，目前正遭受着一种新入侵的高度危险性致瘿昆虫- - 桉树枝瘿姬小蜂的危害，该虫的迅速蔓延，对我国桉树构成了重大威胁。该研究不但在理论上有助于阐明桉树枝瘿姬小蜂寄主适应机制，揭示物种间神秘的协同进化和共生关系，了解细胞分裂和分化的调控过程，促进瘿学等相关学科的发展，而且在实践上有助于通过抑制虫瘿的形成来控制致瘿生物的危害，为桉树枝瘿姬小蜂危害的控制提供新途径。本研究以易感的桉树无性系DH201-2为材料，利用我们建立的桉树无菌培养系统，采用生物活性追踪结合层析、波谱技术对致瘿因子进行提取、分离与鉴定。在室内可控条件下，通过人工接种桉树枝瘿姬小蜂或施用致瘿因子后不同时间对生瘿部位进行组织细胞解剖学与组织化学定位研究，以揭示虫瘿形成早期组织细胞解剖学变化特征以及物质转化、调运与分配的规律，阐明桉树枝瘿姬小蜂致瘿因子的作用机制，为下一步虫瘿形成调控基因的研究奠定基础。

结项摘要

桉树（Eucalyplus spp.)是世界三大速生树种之一，近年来遭受入侵害虫桉树枝瘿姬小蜂（Leptocybe invasa Fisher et LaSalle）的严重危害。该蜂藏匿在其诱导形成的虫瘿内，防治极为困难。桉树枝瘿姬小蜂致瘿因子和致瘿机理的研究不但在理论上有助于阐明桉树枝瘿姬小蜂寄主适应机制，而且在实践上有助于通过抑制虫瘿的形成来控制该虫的危害。本研究以易感的桉树无性系 DH201-2 为材料，采用生物活性追踪技术对桉树枝瘿姬小蜂致瘿因子进行分离鉴定与致瘿活性测定。在室内可控条件下，通过人工接种桉树枝瘿姬小蜂后不同时间对生瘿部位进行组织细胞解剖学与组织化学定位研究，以揭示虫瘿形成早期组织细胞解剖学变化特征以及物质转化、调运与分配的规律，阐明桉树枝瘿姬小蜂致瘿因子的作用机制。主要结果如下：.（1）桉树枝瘿姬小蜂主要寄生于叶柄的输导组织处，桉树枝瘿姬小蜂幼虫的生长和发育导致其周围的薄壁细胞增生，形成瘿室。瘿室包括外层、营养层和瘿腔，桉树枝瘿姬小蜂幼虫主要从瘿腔游离细胞和瘿室的营养层细胞获取营养。.（2）桉树枝瘿姬小蜂的寄生诱导桉树虫瘿中脂肪、可溶性糖和蛋白质的积累，瘿室的营养层细胞和瘿腔的游离细胞蛋白质含量丰富，为瘿室细胞生长代谢及桉树枝瘿姬小蜂幼虫的生长发育提供营养。.（3）虫瘿发育早期皮层薄壁细胞、木薄壁细胞、韧皮薄壁细胞及瘿室细胞，尤其是瘿室营养层细胞DNA和RNA含量增多。核酸物质的增加为蛋白质合成提供模板，为虫瘿形态构建提供所需的蛋白酶和结构物质。.（4）桉树枝瘿姬小蜂诱导的虫瘿发育早期瘿室细胞酸性转化酶活性增强，形成蔗糖向瘿室细胞转运和卸载的动力。.（5）虫瘿生长发育早期IAA 、GA3和ZR含量均增多，尤其以瘿室外层和营养层染色最深，表明IAA 、GA3和ZR促进瘿室细胞分裂和伸长，使瘿室体积增大，三者协同作用调节同化产物向瘿室细胞转运。.（6）桉树枝瘿姬小蜂虫瘿乙醇提取物及桉树枝瘿姬小蜂成虫甲醇提取物均没表现出致瘿活性。.（7）桉树枝瘿姬小蜂具有一定的对极端温度的基础耐受性，且与秋季种群相比，夏季种群具有更强的耐热性和较弱的耐寒性，秋季种群则相反。.（8）桉树枝瘿姬小蜂对极端温度具有较强的耐受性。鉴定出极端温度诱导的差异蛋白 339 个，其中 90 个蛋白质的生物学功能主要为热激蛋白，以及与蛋白质代谢、能量代谢、核酸保护等有关的蛋白质。