烟粉虱是一个至少包含36个隐存种的物种复合群,其中Middle East Asia Minor 1(MEAM1)和Mediterranean(MED)两个入侵种烟粉虱已入侵我国多个省份和地区,并对当地棉花、番茄和烟草等农作物造成巨大的危害。在长期的进化过程中,植物形成了一套防御害虫危害的体系,当植物受到昆虫危害后,能够诱导产生一系列的防御反应。植物绿叶挥发物(green leaf volatiles,GLVs)是一些含有六个碳原子的醛、醇及相应的酯类,主要经脂氧合酶代谢途径产生,其中脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)、脂氢过氧化物裂解酶(hydroperoxide lyase,HPL)和醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH)是此途径中重要的酶。在植物诱导的防御反应中,绿叶挥发物GLVs与茉莉酸具有相同竞争底物,可作为信号分子诱导植物产生防御反应或直接作为防御化合物参与植物的防御。目前茉莉酸信号通路参与植物抵御害虫危害的机制研究相对比较透彻。然而,绿叶挥发物GLVs对害虫的影响作用研究相对较少,在烟草与烟粉虱互作中的作用还未见报道,因此,本研究选择能够催化产生烟草绿叶挥发物GLVs的脂氢过氧化物裂解酶基因HPL为研究对象,结合转基因技术,病毒诱导的基因沉默技术以及行为测定等研究方法,测试了烟草绿叶挥发物对MEAM1烟粉虱的影响以及调控绿叶挥发物GLVs产生的HPL和ADH基因在烟粉虱与烟草互作中的作用,主要结果如下:(1)烟草HPL基因参与烟草与烟粉虱的互作。首先我们发现烟粉虱取食能够诱导烟草HPL基因的表达;然后,我们利用转基因技术获得过表达HPL基因的烟草,与野生型烟草相比,转基因烟草能够显著提高烟粉虱的存活率与产卵量,同时还表现出对烟粉虱有更强的吸引作用。利用病毒诱导的基因沉默技术获得沉默HPL及ADH基因的烟草植株可导致烟粉虱成虫的存活率、产卵量及选择性均明显下降。(2)HPL调控植物GLVs的含量。通过固相微萃取-气质联用仪测定植物GLVs的含量,过表达HPL基因植物体中的绿叶挥发物GLVs的量显著增多。同时HPL基因表达水平的下调能够引起植物绿叶挥发物GLVs含量的显著下降。(3)外施绿叶挥发物增强烟草对烟粉虱的适合性。我们发现当涂抹Trans-2-hexenal和Cis-3-hexenol时能够显著提高烟粉虱的存活率与单雌产卵量,涂抹Cis-hexenyl acetate对烟粉虱的存活率与单雌产卵量也有升高的趋势,但未达到显著水平。同时外施绿叶挥发物GLVs对烟粉虱的吸引作用明显增强。综上所述,本研究以烟草-MEAM1烟粉虱为研究对象,分析了烟草HPL途径合成的绿叶挥发物GLVs对烟粉虱存活率、产卵量及选择性等行为的影响。结果表明烟草HPL途径影响GLVs的产生在防御烟粉虱中发挥着负调控的作用。本研究对于探索植物与植食性昆虫互作以及防御昆虫的直接、间接危害方面有着重要的作用。