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宿主防御和先前草食病的变异可以改变植物 - 载体病毒相互作用

摘要

背景

虽然病毒 - 矢量 - 主机互动一直是基本和应用生态研究的主要关注点,但对于如何与先前的草食病相互作用来影响这些关系,众所周知。我们使用了番茄的遗传修饰菌株(Solanum lycopersicum.通过茉莉酸(JA)不同的植物防御途径,探讨植物防御和先前的食草性如何影响植物病毒(番茄黄曲叶病毒)'tylcv'),它的矢量(粉虱Bemisia Tabaci.Med)和主人。

结果

脱毒MED对低茉莉酸植株的适应性较低,而对高茉莉酸植株的适应性较低。毒源MED偏爱低JA植株,但其存活率不受JA水平的影响。脱毒MED没有降低植物JA水平,而含毒MED降低了JA水平和JA相关基因的表达。有毒MED的侵染降低了植物JA水平。在偏好测试中,在先前暴露于无病毒MED的ja不同的植物中,无病毒MED和有病毒MED都不能区分。当选择之前都接触过毒MED的植物时,脱毒MED和毒MED都偏好低ja基因型。且浓度与植物JA水平呈负相关。

结论

我们的发现说明了植物防御是如何与先前的食草动物相互作用,从而影响植物病毒及其白蝇载体的,并证实了MED对新植二烯的诱导作用,MED对新植二烯的明显吸引力可能有助于害虫检测和管理。

背景

大约80%的植物病毒,包括许多破坏或破坏重要经济作物的病毒,是由昆虫传播的(1).研究人员越来越认识到植物-病毒-昆虫相互作用的重要性,特别是自从植物病原体被证明以增强其传播和传播的方式操纵其载体以来(23.).尽管有大量的研究,多物种操纵的复杂性意味着许多重要问题还有待解决。

植物对草食动物或病原菌攻击的反应通常由茉莉酸(JA)代谢途径介导(456).例如,蜘蛛螨喂养叶evansi抑制植物挥发物的释放和番茄中的JA信号通路(7).同样,科罗拉多菌甲虫口腔分泌物的细菌(Leptinotarsa decemlineata)幼虫减少了番茄中的JA和JA-Chrenceaction防御的生产(8).在病毒 - 矢量 - 宿主相互作用中,较高的JA浓度通过粉虱减少喂养(Bemisia.Sp),并减少白蝇相关病毒(910).

Bemisia Tabaci.属韧皮部(半翅目:粉虱科)-喂食的害虫包括至少34种形态上难以区分但基因上截然不同的物种(11).的烟粉虱地中海(MED)特别侵入性,最近中国和其他东亚国家的殖民化导致严重的经济损失。除了与喂养相关的损伤外,粉虱还为植物病毒。Med是一种特别有效的病毒载体,其侵袭通常是疾病爆发(1213).例如,番茄黄卷叶病毒(TYLCV)在全球范围内造成作物损失(14),其在中国的爆发与地中海疾病有关(综述于13)。

科学家在探索工厂方面取得了重要进展-病毒-Bemisia.交互(15).Zhang et al. (16)显示番茄黄叶卷曲中国病毒(Tylccnv)及其β-卫星在烟草中抑制了JA的防御烟粉虱和Luan et al. (17)发现TYLCCNV通过阻止白蝇诱导的萜类合成增加来改善MEAM1的适应度。虽然MEAM1和MED占据着相似的生态位,但它们在许多重要方面存在差异(21819),研究表明,TYLCV感染Bemisia.主持人植物间接危害MEAM1但是受益MED(20.).

我们报告了JA的植物防御如何以及与先前的粉虱感染,影响MED,Tylcv和Med-Tylcv-番茄胺相互作用。我们对番茄植物的无病毒和viuliGiberes的偏好和性能进行了比较,而在其本质型JA水平上变化。我们测量了JA水平,以及JA相关基因的表达,在未血液的植物中以及暴露于无病毒或viuliurigemed的那些。在暴露于viuliGiurimer的曝光后,我们在植物中测量了TylCV滴度。我们还分析了JA水平和粉虱感染如何影响植物挥发性排放和MED偏好。我们的工作说明了宿主防御和先前草食病如何单独和共同改变植物 - 载体病毒相互作用。我们还发现一种植物挥发性化合物,可作为粉虱吸引剂可用作用于新的害虫检测和管理策略。

结果

实验一:不同的植物基因型对脱毒和毒源MED的影响

3种植物基因型的TYLCV水平均由含毒MED提高,而无毒MED的饲喂均未引起TYLCV水平的升高。TYLCV加载在spr2、WT、35个年代被毒MED侵染的植株为1.80株+0.12 (SE), 1.33+0.18和0.87+0.26 od . 405,分别。TYLCV加载在spr2、WT、35个年代以脱毒MED作对照的植株为0.02株+0.02, 0.04+0.03和0.03+0.01 od . 405

无病毒MED首选低jaspr2植物在high-JA35个年代植物。的spr2植物吸引了69+3.5 [SE]%的无病毒MED给定两者之间的选择35个年代p < 0.001). Viruliferous MED exhibited a marginally-significant (p= 0.089)优先于low-JAspr2植物在high-JA35个年代植物:spr2植物吸引了63+如果在低ja基因型和低ja基因型之间选择,则有6.7%的毒力MED35个年代.无论是无病毒的MED还是有病毒的MED都没有表现出对WT植株的偏爱spr2要么35个年代植物(p> 0.50用于所有比较)。

高JA水平降低了脱毒MED的生长、存活和繁殖力,但对带毒MED无影响(图2)。1).无病毒和有病毒的MED在捕食时表现相似(在发育时间、存活率、繁殖力和寿命方面)spr2和正常WT品种。在35个年代而脱毒MED的繁殖力、成虫存活率和成虫寿命分别比带毒MED低30、31和39%。1;表格1).

图1
图1

JA水平对无病毒和毒药的影响。一个发育时间(日期为成年日)。B存活率(人口存活到成年的百分比)。C生殖力(每个雌性的卵子)。D寿命(成人天数)。spr2:低表达JA的番茄植株;野生型番茄植株;35个年代:过度表达JA的番茄植株。每一处理每基因型重复30次(30个无病毒MED重复和30个有病毒MED重复)。开放酒吧:无病毒MED;条纹条:带病毒的MED,各组间小写字母不同的条差异显著(P< 0.05)

表1统计分析结果

实验II:JA相关基因和JA水平,三种植物基因型暴露于毒犬和非毒束性

3种植物基因型的TYLCV水平均由含毒MED提高,而无毒MED的饲喂均未引起TYLCV水平的升高。TYLCV加载在spr2、WT、35个年代以MED为食的植物为2.03株+0.21 (SE), 2.00+0.06和1.13+分别为0.15 o.d 405。TYLCV加载在spr2、WT、35个年代以脱毒MED (TYLCV水平作为对照值)取食的植株为0.02+0.01, 0.05+0.03和0.03+0.02 O. D. 405。

WT植物的无病毒MED饲料增加了“上游”的表达(即,参与JA Biosyneshesis)液态氧OPR3基因分别为3.5x和2.8x(图。2A,B),但对“下游”(即,通过增加的JA水平引起的影响)π2要么jar1.基因(图。2 c, D;表格1 b).相反,带毒MED降低了所有四个基因的表达35个年代植物平均为83%(p< 0.05;无花果。2模拟).

图2
figure2

植物基因型和TYLCV感染对植物叶片JA相关基因表达及JA水平的影响一个液态氧基因的表达。BOPR3基因的表达。Cπ2基因的表达。Djar1.基因的表达。EJA浓度。基因表达值归一化为行为无论在哪里.该方案使用了81种(3个侵染处理× 3个基因型× 9个重复)植物。格子条:无虫害的防治植物;露天酒吧:受无病毒MED感染的植物;条纹条:被有毒MED感染的植物。在每一组中,有不同字母的条显著不同(P< 0.05)

JA水平较低spr235个年代植物基因型,以及暴露于有毒MED的植物(图。2 e).无病毒MED在三种植物基因型中没有降低JA水平,而带病毒MED在野生型中降低了85%,在野生型中降低了77%35个年代植物(p均< 0.05;表格1 c).viulifiened医学没有减少jaspr2植物。

脱毒和带毒的MED对ja相关基因的表达无影响spr2植物。无病毒MED对ja相关基因表达无影响35个年代植物。

实验三:毒MED对TYLCV滴度和JA水平的影响

感染具毒的MED可产生最高的病毒滴度spr2在野生型植物中为中等,在野生型植物中最低35个年代植物(图。3.一个;表格1 c).病毒滴度也随时间变化,反映了病毒滴度的急剧下降35个年代第一次测量后处理。所有三种植物基因型中的JA水平降低了侵扰后〜70%(图。3.B)。

图3
图3

毒MED对TYLCV滴度和JA水平的影响。一个三种植物基因型接种毒力MED后TYLCV滴度的变化B.在三种植物基因型中的每一个中和接种后的JA水平(注意y轴的数量;平均Ja值在每个条的底部的白色插图条中呈现)在感染MED前一天和感染后一天采集植物JA水平。3.用了36个(3个基因型× 3个重复× 4个时间点)植株。图。3.B使用27(三种基因型×三重复×三个时间点)植物。浅绿色钻石:spr2;明亮的绿色方块:wt;深绿色三角形:35个年代.星号表示三种基因型存在显著差异(P< 0.05)

实验四:植物挥发性气体排放和MED偏好作为基因型和先前MED侵害的函数

3种植物基因型的TYLCV水平均由含毒MED提高,而无毒MED的饲喂均未引起TYLCV水平的升高。TYLCV加载在spr2、WT、35个年代以MED为食的植物为2.33株+0.09 (SE), 2.07+0.22和1.87+0.22 od d.405,分别。TYLCV加载在spr2、WT、35个年代无病毒MED喂养的植物(用作对照植物)为0.04+0.02, 0.03+0.02和0.05+0.03外径405。

共检测到12种挥发性化合物,其中β-菲兰烯、新植二烯、α-柠檬烯和α-榄香烯4种化合物均存在于3种基因型中。两种化合物(3-己醛,1-己醇)仅在spr235个年代植物中发现β-石竹烯、(+)-2-蒈烯两种化合物35个年代在一个基因型中发现4个化合物(α-phellanderene, 3,7,11,15-tetramethyl-2-hexadecen-1-ol, β-ocimene, α-humulene)。4B、C).低jaspr2基因型的挥发性化合物最少(6种),而WT型和高ja型的挥发性化合物最少35个年代基因型分别产生了8个和10个化合物。

图4
装具

植物挥发性排放作为基因型和早期MED侵害的函数。一个spr2植物。BWT植物。C35个年代植物。该方案采用81株(3个处理× 3个基因型× 9个重复)。方格栏:无虫害的防治植物;露天酒吧:受无病毒MED感染的植物;条纹条:被有毒MED感染的植物。在每一组中,有不同字母的条显著不同(P< 0.05)

新植二烯是唯一与白蝇危害有关的化合物。它仅在被有毒MED喂养的植物中发现,其浓度与植物JA水平呈负相关(即,spr2> WT >35个年代植物,无花果。4).除新植二烯外,没有一致的化合物(即在两种或两种以上的植物基因型中)与含毒MED相关p< 0.05)和1-己醇浓度spr235个年代植物(图。4A、C)。

既不在植物基因型之间脱离的病毒也不是病毒基因型之间的病毒基因型(p>为0.05;无花果。5).相比之下,当在两种均已被具毒MED感染的植物基因型中进行选择时,脱毒和具毒MED均强烈偏好低ja基因型(p< 0.05;无花果。5C, D)。

图5
figure5

MED偏好对不同的植物基因型和先前的侵扰状态。一个.脱毒MED在不同基因型的植物之间进行选择,这些植物以前都被脱毒MED喂养过。B.viuligerous医学选择在先前被免病毒med喂养的不同基因型的植物之间。C。无病毒MED在不同基因型的植物之间进行选择,这些植物以前都是由有病毒MED喂养的。D。毒源MED在不同基因型的植物之间进行选择,这些植物以前都被毒源MED喂养过

讨论

我们的研究结果与JA途径提供对韧皮食性食草动物有效防御的研究结果一致。蚜虫和烟粉虱MEAM1例如,在ja受损的情况下比在ja增强的情况下开发得更快拟南芥蒂利亚纳基因型(2122).我们还发现,与对照植物相比,JA治疗植物中的毒性,寿命和生存率均降低了繁殖力,寿命和生存率(Shi等人。2017)。然而,在这里,我们发现JA的防御不影响Tylcv携带的Med:虽然免病毒MED在更高的JA植物上慢慢增长,但通过对这些植物基因型喂养的viruliberes Med不受影响(图。1).这可能是由Shi等人用1mm Ja喷雾处理的对照植物之间的差异产生。(2017)和高JA转基因植物;1mm Ja的抑制作用可能远高于高JA植物中的抑制作用。

通过脱毒MED增加饲喂的JA生物合成相关的表达液态氧OPR3基因,但JA水平和JA诱导基因的表达均没有相应的增加π2jar1.(图。2).这些结果与先前的研究形成鲜明对比病毒MEAM1抑制草食病诱导的JA与未损坏的控制相比(2324).我们的结果和事先工作之间的差异可能来自番茄品种之间的差异,用于MEAM1和MED之间的研究和/或基因型差异。相比之下,viuliberes med都减少了JA相关基因的表达(图。2A-D)和降低的JA水平(图。2 e3 b)在WT和35个年代植物。病毒诱导的对这一防御途径的抑制在其他系统中也有文献记载:卷心菜曲叶病毒抑制茉莉酸的表达A. Thaliana.25),以及混合感染的begomovirus TYLCCNV及其beta卫星抑制了烟草中基于ja的对MEAM1的防御(16).TYLCCNV和它的beta卫星都需要有效地抑制宿主防御,TYLCV是一种真正的单组分begomovirus,它缺乏beta卫星(26).因此,我们的结果表明,单组分begomovirus TYLCV可以抑制甚至组成表达的植物防御,并增加载体和病毒的适应度。植物防御对这种抑制的影响可以通过以下事实得到证明:尽管有毒MED降低了所有3种植物基因型中的JA水平,TYLCV的水平仍然较低35个年代与其他两种基因型相比(图。3.A, B). JA过表达谱中较低的病毒滴度与JA可以减缓病毒复制的研究结果一致(5);激活防御通路phoudolusulus vulgaris.,例如抑制白三叶草花叶病毒(27).

当选择未受感染的植株时,脱毒和带毒的MED对低ja表现出至少边际偏好spr2在high-JA35个年代基因型,但未区分WT植物和任何基因型。当粉虱在两种植物都被有毒MED喂养的植物中选择时,对低ja基因型的偏好更强。5).无病毒和有病毒MED均为阳性spr235个年代(74%的偏好),但在JA改变基因型和WT植物之间选择时,它们的低JA偏好仍然是显着的。对低JA基因型的增强偏好可以与挥发性化合物新苯二烯连接,该促脱烯烃仅在先前侵染的植物中被发现。新苯二烯浓度(见图。4)在spr2植物(0.72μg/ 24h / g鲜重),中间体(0.23μg/ 24h / g鲜重),最低35个年代植物(0.14μg/ 24h / g鲜重),这意味着该化合物中的下巴植物总是更高。这同意其他作品,表明viuliberes med诱导新鲜一烯的生产,并且这种挥发性吸引了med(28);此外,提取物Verbascum thapsus,一种富含新植二烯的植物,也被发现吸引白蝇(29).在我们的实验中,白蝇在WT和任何基因型之间都没有表现出对产生较低JA和较高neophytadiene的植物的偏好,这表明可能与其他化合物有关。其他四种萜类化合物,α-phellandrene, (+)-2-carene, β-caryophyllene和α-humulene被无病毒MED感染而被毒MED降低。30.31),它们在含病毒MED植物中的表达减少可能反映了病毒诱导的植物防御减弱。

通过阐明植物防御及其与先前食草动物的相互作用如何影响宿主-媒介-病毒相互作用,我们的结果为进一步研究提供了几个途径。例如,食草昆虫抑制宿主防御和操纵植物挥发性排放物的能力通常涉及取食传递的共生体或化合物(32).甲虫幼虫口服分泌的共生微生物(Leptinotarsa decemlineata),抑制由ja衍生的防御,并促进幼虫生长(8);类似地,蚜虫唾液中的钙结合蛋白有助于抑制植物的防御(33).尽管在Med-Tylcvvvvvv植物相互作用中可以在工作中可以在工作中,但尚未阐明诸如依据的效果等的分子机制。最后,应该探讨Neophytadiene和JA操纵的互动;JA可能影响新细微义的可能性可能为理解这次三方互动和改善害虫管理提供关键的信息。

结论

我们的研究突出了植物防御,挥发性排放和主载体病毒互动之间的复杂相互作用。虽然Ja(或相关的代谢物)虽然对Tylcv和无病毒MED产生负面影响,但对毒性的药物无效。通过viuliberes med减少的Ja水平和挥发性萜烯喂养,同时诱导新细胞产生。未来研究MED,JA和Neophytadiene之间的关系可能会照亮新的途径,以实现有效的害虫管理。

方法

植物

三个番茄(Solanum lycopersicum.)基因型:35个年代ProSystemin过度表达JA (35个年代),spr2低表达JA的植物(spr2),以及JA水平正常的野生型(WT) (3435).的35个年代spr2并且WT植物均来自番茄CV Castlemart的相同父母基因型。在一个含有灌封混合物(泥炭苔,蛭石,有机肥料的单个锅中的番茄幼苗,在25-28°C的天然光线下的玻璃屋中,在玻璃屋中填充有灌封混合物(泥炭苔,蛭石,有机肥和珍珠岩。相对湿度50-70%。

利用TYLCV基因组(GenBank登录号:AM282874)从中国上海的番茄植株(3637).受感染植株出现典型的卷叶症状;引物TYLCV-61和-473 (12).

昆虫

无病毒的MED最初于2009年从大戟属植物pulcherrima在中国北京附近发展;自那以后,它们一直保持无病毒状态美国lycopersicum在筛网笼内(0.6×0.6×0.6米)在温室中。viuliberous med是通过用tylcv的笼中的300个无病毒的成年人制作-感染番茄植物。利用引物TYLCV-61和-473 (12).将300只脱毒成虫关在带病毒的笼子中,获得脱毒MED-免费的番茄植物。两个菌落在单独的温室中,在25-28°C和50-70% RH的自然光下维持了6代以上。我们确认两个MED菌落只包含MED通过监测线粒体细胞色素氧化酶imtCOI)的基因(38).

实验I:JA水平对无病毒和邪恶MED的影响

我们评估了脱毒和毒源MED对JA表达不同的植物基因型的偏好和性能:JA缺陷spr2,控制wt,过度表达35个年代

地中海的偏好

我们进行了配对选择实验,以评估植物基因型是否影响脱毒和毒源MED的寄主偏好。将3个基因型各6-7个真叶期植株置于防白蝇网箱(80 × 40 × 60 cm)中,每个网箱2株不同基因型植株。这两种植物被放置在笼子的相反角落,至少100(平均100.7)+每件笼中的0.35 [SE] MED全部复制)无病毒或毒性的MED,在该中心释放了24小时的病毒或毒药MED。在一天之后,我们覆盖了每种植物,透明的塑料包装,以防止粉虱迁移并计算每个植物的MED数量。对于所有三种植物基因型,每次治疗(=双植物组合)被复制(=单个笼子)9次。

地中海的性能

通过将20只成年MED(1:1性别比)关在一个直径为30 mm的夹笼中,研究了若虫存活率(羽化成虫/总卵)和发育时间(从卵到成虫的天数)。在番茄幼苗的第3 -6片真叶上,每株一个笼,放置24小时(1939).每株只使用1次,每个处理每个基因型重复30次(30个无病毒MED重复和30个有病毒MED重复)。24 h后,我们取出成虫,用立体显微镜(Leica, M205C)计数产蛋量。第16天,第一只成虫出现了;从那天起,我们每天两次从每个夹笼收集新生成虫,直到所有MED成熟。待所有MED成熟后,采集每片被白蝇感染的叶片,采用ELISA法定量测定TYLCV含量(40).每一处理每基因型重复30次(30个无病毒MED重复和30个有病毒MED重复)。

我们通过将一个新出现的脱毒或有毒雌性转移到一个连接在番茄幼苗第3 -6真叶上的夹笼中来评估成虫的生殖力和寿命。每株只使用1次,每个处理每个基因型重复30次(30个无病毒MED重复和30个有病毒MED重复)。我们收集了成人寿命的每日数据,并使用立体显微镜评估每周的产蛋量。

实验二:植物基因型和TYLCV侵染对JA相关基因表达及JA水平的影响

我们定量测定了3个番茄基因型中每个品种(6-7个真叶期)的JA水平。我们在每株植物的6片叶片上安装了单独的夹笼后,每株植物的6个笼都接受了以下三种处理之一:对照(任何笼内都没有MED)、无病毒MED(每个笼50个无病毒MED成体)或有病毒MED(每个笼50个有病毒MED成体)。本试验通过一个中试试验确定了每株50个MED作为影响JA水平所需的最小MED数量。24 h后去除夹笼和粉虱,收集每株6片叶片。利用引物TYLCV-61和-473 (12).使用气相色谱 - 质谱系统(Agilent Technologies,Santa Clara,CA)定量每叶中的JA水平(41), TYLCV负荷采用ELISA (40).该方案使用了162种植物(3个侵染处理× 3个基因型× 9个重复× 2个JA水平和TYLCV滴度测定类别)。

我们使用相同的方法,但每次处理三株植物,以测量四个与ja相关的基因的表达:脂加氧酶(液态氧)、12-草二烯酸还原酶3 (OPR3),蛋白酶抑制剂II(π2)和ja -氨基酸合成酶1 (jar1.这两个液态氧OPR3参与Ja Biosynthesis,有液态氧控制α-亚麻酸的初始氧合,脂肪酸谱系(42),OPR3催化还原生成的12-氧-植物二烯酸(OPDA;43)。生物合成后,JA的存在增加jar1.通过上调表达和生产蛋白酶抑制剂π2基因(43).行为),泛素3无论在哪里) (44)用作参考基因(表S1在支持信息中)。使用RNA提取试剂盒(天根Biotech,北京,北京,北京,中国)从0.2g叶组织中提取总RNA,使用1.0μg的RNA使用Primescript®RT试剂盒(Takara Bio,Tokyo)合成第一链cDNA,日本)与GDNA橡皮擦(完美的实时,Takara,Shiga,日本)。25.0μl反应系统含有10.5μL的DDH2O, cDNA 1.0 μl, SYBR®Green PCR Master Mix(天根生物技术,北京,中国)12.5 μl,每条引物0.5 μl。使用比较周期阈值计算相对RNA数量(2——ΔΔCt)方法(45).每种治疗有12个重复(= 3植物×4技术复制),每株植物使用至少四片叶子。

实验III:植物基因型对毒性MED侵扰后植物基因型对泰国滴度和JA水平的影响

将含有五个毒药药物的单个夹子笼置于三个真叶阶段的植物上。从各三个基因型番茄的12名健康植物暴露。剪下笼和毒液粉虱在曝光后两天后被除去,并且植物在防虫笼中单独保持。本实验中每种植物的MED数量(5)反映了先前评估将TYLCV可靠地转移到工厂所必需的MED数量的工作。5 d后,采集3株各基因型植株的第一片真叶,用TAS-ELISA法定量测定病毒滴度(40);在第10、20和30天重复此过程。每一株植物只取样一次,并在叶片被摘除后丢弃。该方案使用了36种(3个基因型× 3个重复× 4个时间点)植物。

在被毒MED侵染前和侵染后分别采集植株的茉莉酸水平。在侵染前和侵染后,每株采集三片叶片进行分析,用GC-MS测定茉莉酸浓度,方法见实验二。每种植物只被使用过一次。该方案使用了18种(3个基因型× 3个重复× 2个采样日期)植物。

实验IV:无病毒和邪恶的药物侵扰的影响来自不同植物基因型的挥发性排放和粉虱偏好

植物挥发排放

三种番茄基因型(spr2、WT、35个年代)暴露于三种侵害处理(无粉虱夹笼[=对照]、无病毒粉虱或带毒粉虱)中的一种,遵循实验二详细说明的方案。两天后,将夹笼和昆虫从每一株植物中移除,并使用稍作改进的顶空收集系统(6).在连续光照下收集植物挥发物6 h,然后整株称量(鲜重,FW),测定每g FW表达的挥发物量。该方案采用81株(3个处理× 3个基因型× 9个重复)。利用酶联免疫吸附试验(40).该方案采用81株(3个处理× 3个基因型× 9个重复)。

将顶空样品溶解在正己烷中,加入0.2 μg ml−1将1 μl样品送入HP-5MS色谱柱(长60 m,直径0.25 mm,膜厚0.25 μm,加州圣克拉拉Agilent Technologies)进行气相色谱-质谱分析。在0.2 ~ 50 μg ml的不同浓度下,对所检出的挥发物进行了真实标准液的注入−1己烷。标准化合物购于北京华尔博科技有限公司。温度分布如下:50°C, 1 min;50°C至240°C, 5°C min−1;240°C 2分钟;240°C至300°C, 30°C min−1;注入温度为270℃,源温度为200℃,界面温度为280℃。用电子冲击电离(70 eV)对柱流出物进行电离。化合物在美国国家标准与技术研究所(NIST)数据库和(共)注射标准品的质谱中得到验证。然后根据真实标准的浓度对化合物进行量化。所有挥发物分别进行分析。

地中海的偏好

我们按照试验i中描述的方案进行了一系列的配对选择试验。简要地说,三个基因型中的每一个都按照上述方案暴露于两种侵害处理(带脱毒或带毒白蝇的夹笼)中的一种。两天后,移除夹子笼,将不同基因型的植物放在笼的相对角落。每个处理(= 2株不同基因型)重复9次,共27个重复(= 3个两基因型组合×每个组合9株)。我们进行了以下四个配对选择实验:

A.在不同基因型的植物之间进行无病毒MED选择,这些植物以前都被无病毒MED喂养过。

B.有病毒的MED在不同基因型的植物之间进行选择,这些植物以前都是由无病毒的MED喂养的。

C.无病毒的MED在不同基因型的植物之间进行选择,这些植物以前都是由有病毒的MED喂养的。

D.毒质MED在不同基因型的植物之间进行选择,这些植物以前都被毒质MED喂养过。

统计分析

在配对选择实验中,我们使用t检验来评估无病毒或带病毒的白蝇是否表现出对一种植物基因型的偏好。在性能试验中,我们采用双向方差分析评估MED感染状态(无病毒、有毒)、植物基因型(ja缺陷)的影响spr2, WT正常,过表达35个年代),以及它们对粉虱生活史参数(发育时间、成虫存活率、寿命和产蛋率)和粉虱偏好的交互作用。从卵到成年期的生存数据在分析前进行了反正弦变换,以改善正态性和方差齐性。

双向Anovas还用于比较MED感染状态和植物基因型对内源性JA水平和基因表达的影响;在必要时在分析之前,基因表达数据是平方根转换。

我们使用重复措施Anova来评估植物基因型是否在用Tylcv感染后的病毒基因型在其病毒滴度中不同,以及植物是否在侵扰后和后期患者患者中差异化JA水平;对于时间和基因型*时间互动,我们报告了单变量不调整的epsilon f值。在ANOVA显示出显着的主要效果的情况下,使用Tukeys的HSD(α= 0.05)来比较治疗方法。

我们使用单因素方差分析(one-way ANOVA)分析了植物挥发性排放的数据,以评估先前MED侵害(无MED、无病毒MED、有毒MED)对每种挥发性化合物浓度的影响。在MED感染显著的情况下,使用Tukeys的HSD (α = 0.05)来区分处理。所有分析使用JMP 9.0.0 (SAS Institute, Durham NC)。

数据和材料的可用性

在本研究中使用和/或分析的数据集可从通讯作者在合理要求。

缩写

ELISA:

酶联免疫吸附试验

FW:

鲜重

JA:

茉莉酸

o . D:

光学delnsity

TYLCCNV:

中国番茄黄曲叶病毒

TYLCV:

番茄黄曲叶病毒

参考文献

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下载参考

致谢

作者感谢A. Baranowski, D. Traugott和两位匿名评论者的评论,他们极大地改进了这份手稿。

资金

国家重点研发计划项目(no . 2017YFD0200400);国家自然科学基金项目(31420103919;31571982;31772171);中国农业科学院科技创新项目(CAAS-XTCX2016015);中国农业研究体系(CARS-23-D-02);湖南省人才项目(2016RS2019)。在研究的设计、数据的收集、分析和解释以及手稿的撰写中,没有一个资助机构发挥任何作用。

作者信息

隶属关系

贡献

YJZ,ELP和XBS设计了实验。XBS,BML和HPP进行了实验。SLW和QJW贡献了ELISA和GC-MS分析。WX贡献了数据分析。XGZ贡献了数据解释。CYL提供了JA表达的植物基因型。XBS和ELP写了论文。所有作者阅读并认可的终稿。

通讯作者

对应到张张

道德声明

伦理批准和同意参与

不适用。

同意出版

不适用。

相互竞争的利益

两位作者宣称他们没有相互竞争的利益。

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石旭东,刘博。et al。宿主防御和先前食草性的变异可以改变植物-媒介-病毒的相互作用。BMC植物BIOL.19,556(2019)。https://doi.org/10.1186/s12870-019-2178-z

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关键字

  • Virus-vector-host交互
  • 植物防御
  • 茉莉酸
  • 植物挥发性
  • Bemisia Tabaci.