马铃薯应对马铃薯Y病毒与非介体昆虫胁迫的激素和基因表达变化

作者:葛洋; 仲键; 张亚东; 何小丽; 刘力宁; ASIM Munawar; 毛黎娟; 祝增荣; 徐毅; 周文武
来源:浙江大学学报(农业与生命科学版), 2022, 1-13.

摘要

马铃薯Y病毒(potato virus Y,PVY)及其非介体昆虫马铃薯块茎蛾(Phthorimaea operculella)是世界马铃薯产业的重要病虫害,为探究马铃薯对二者生理响应的相互影响,本研究分析了块茎蛾在PVY侵染和健康对照植株上的生长表现,并对无病虫害、单独PVY危害、单独块茎蛾模拟虫害,以及PVY和模拟虫害协同影响的植株叶片进行了激素测定和比较转录组分析。结果显示:马铃薯感染PVY后对块茎蛾的抗性显著提高;PVY可抑制模拟虫害造成的脱落酸上调;与健康叶片相比,模拟虫害和PVY侵染分别诱导3998个和104个基因差异表达,而两者协同影响可诱导9178个基因差异表达,说明两种胁迫共存对马铃薯产生了极大的生理影响。与模拟虫害相比,PVY侵染和模拟虫害协同影响造成743个基因差异表达,且这些基因主要富集在转移酶活性、内质网中蛋白质加工、苯丙素生物合成等通路中,而脱落酸合成通路众多基因发生表达下调,与激素变化情况一致。综上,本研究系统分析了马铃薯应对PVY侵染、块茎蛾模拟虫害,以及两者协同影响的生理反应,为探究植物-病毒-非介体昆虫三者互作提供科学依据。