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草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda,Fall armyworm,FAW)被认为是世界上最具破坏性的害虫之一,入侵我国以来对粮食生产造成了严重的影响。化学防治是农业生产中被广泛应用的防治手段,但大量化学农药的施用不仅没有阻止FAW蔓延,还促进了FAW对多种化学农药产生广谱抗性。寄生蜂是一种常见的寄生性昆虫,它们的寄主多为鳞翅目昆虫,许多鳞翅目幼虫是农业生产中的主要害虫,因此利用寄生蜂寄生可作为一种有效的生物防治措施。我国有丰富的寄生蜂资源,已发现多种寄生蜂对FAW存在寄生行为,可以达到良好的防治效果。然而,由于缺乏对寄生蜂在农业生态系统中塑造的寄生蜂-昆虫-植物三级营养关系的系统性研究,限制了寄生蜂作为重要的害虫防治措施的有效应用。当昆虫遭受寄生蜂寄生后,除了自己行为和生理受到显著影响外,由于昆虫体内还栖息着大量共生微生物,这些微生物的组成和功能也会受到寄生蜂寄生的影响,进而这些微生物可能参与调控寄生蜂-昆虫-植物之间的互作关系。本文以寄主昆虫共生微生物为纽带研究寄生蜂、昆虫、植物三者的互作关系,主要试验结果如下:(1)前期实验已证实淡足侧沟茧蜂(Microplitis palidpes)寄生FAW会影响寄主正常生长发育。大量研究表明多分DNA病毒(Polydnavirus,PDV)是寄生蜂调控寄主免疫反应的主要寄生因子,本实验利用PDV特异性引物,通过PCR序列扩增验证淡足侧沟茧蜂体内和被寄生的FAW体内确实存在PDV。对FAW注射PDV后发现,PDV会导致FAW唾液腺中葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase,GOX)和血淋巴中酚氧化酶(Phenol oxidase,PO)活性分别降低5倍和2.4倍,并影响FAW血淋巴、脂肪体和中肠组织中免疫基因的表达,同时也发现,直接寄生会导致FAW唾液中GOX活性降低63.8%。(2)与未被寄生的FAW相比,被寄生的FAW取食会使玉米多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、脂氧合酶(Lipoxygenase,LOX)活性、胰蛋白酶抑制剂(Trypsin inhibitor,TI)含量分别降低12.8%、10.9%、30.7%、和37.4%,此外茉莉酸(Jasmonic acid,JA)信号调控的防御相关的基因表达、苯并恶唑嗪酮类化合物(Benzoxazocinones,BXs)的含量、JA和茉莉酸异亮氨酸(Jasmonate isoleucine,JA-Ile)含量均显著降低,但被寄生的FAW取食会增加玉米叶片气孔导度和净光合速率。FAW取食会诱导玉米释放特有的挥发物(Herbivore induced plant volatiles,HIPVs),而FAW被寄生后能够增强这种诱导效果,使玉米产生更多的挥发物,对寄生蜂的吸引能力增强46.3%。利用FAW唾液模拟害虫取食对玉米进行处理得到了相似的结果,说明被寄生蜂寄生后可能会影响FAW唾液进而影响植物的防御反应。(3)利用LB平板培养法对FAW幼虫肠道和唾液中细菌数量进行比较,发现寄生蜂寄生会增加FAW肠道和唾液中微生物的数目。利用Illumina Miseq测序平台对FAW幼虫体内微生物进行16S r DNA扩增子测序分析,结果显示淡足侧沟茧蜂寄生会导致FAW幼虫体内魏斯氏菌属(Weissella)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)、乳酸菌属(Lactobacillus)、普罗维登斯菌属(Providencia)和曲杆菌属(Curvibacter)丰度上升,而肠球菌属(Enterococcus)、芽孢杆菌属(Bacillus)和假单胞菌属(Pseudomonas)丰度下降。利用平板培养法以及16S r DNA测序对可培养的细菌进行培养和鉴定,分离筛选出芽孢杆菌(M1和M14),假单胞菌(M4、CM2-9和CM2-13),肠球菌(F1),不动杆菌(F5)以及肠杆菌(F15、CM2-14和O2-17),共计10种菌株。(4)利用2龄的FAW幼虫分别取食添加这10种菌株的饲料48h后,发现F5和O2-17会诱导FAW唾液腺GOX的活性升高了7.4%和120%,而M1、M14、F1、F15、CM2-9和CM2-13会使GOX活性降低了31.7%、63.2%、11.9%、10.8%、58.6%和63.8%。除F15其余的九种菌株都会提高FAW血淋巴PO的活性,结果显示M1、CM2-9、F1、F5、O2-17也能够调控FAW免疫基因表达。利用寄生蜂,寄生已接种实验菌株的FAW,发现M1、M14、F1、F5、CM2-13、CM2-14和O2-17会使寄生蜂对FAW的寄生率分别提高15%、13.3%、13%、13.3%、20%、23.33%和13.3%,增强寄生蜂的寄生效率。(5)相对于正常的FAW,抗生素处理的FAW取食会使玉米PPO、POD、LOX活性增高38.1%、19.5%和110%,并且提高防御基因的表达水平和BXs积累量。然而,抗生素处理的FAW为害会导致α-蒎烯、柠檬烯、薄荷醇、榄香烯、β-柏木烯和花侧柏烯等玉米HIPVs的含量分别降低36.6%、33.7%、33.8%、17.3%、18.7%和24.9%,对寄生蜂的吸引能力削弱20%。因此,FAW共生微生物虽会抑制玉米对FAW的防御反应,但会增加植株HIPVs的释放和,从而提高植株对寄生蜂的吸引能力。10种不同菌株对玉米抗虫防御有不同的作用,玉米植株直接接种菌株F5和O2-17可显著提高玉米防御酶活性,在这两种菌株处理过的玉米上取食24 h使得FAW体重增量与对照相比分别降低24.3%和27.3%,而M14、F1和CM2-9接种处理会抑制玉米防御酶活性,从而有利于FAW幼虫的生长。综上所述,本实验明确了淡足侧沟茧蜂寄生导致的FAW共生微生物的改变,其中F1、F5和O2-17既能够影响FAW的免疫反应,进而影响寄生蜂的寄生效率,也会影响玉米植株的诱导防御。本论文阐明FAW共生微生物在淡足侧沟茧蜂-草地贪夜蛾-玉米三级关系中的生态学功能,为今后利用寄生蜂和昆虫共生微生物防治FAW提供一定的依据。