苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒在宿主草地贪夜蛾选择压力下的毒力和基因变异

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E.Smith)原产北美,现已入侵中国许多地区,造成了巨大的生态和经济损失。杆状病毒是多种昆虫的病原体,对非目标生物无毒无害,是很有应用前景的生物农药,其施用可大大减缓草地贪夜蛾对化学农药抗性产生速度。以往的研究发现,虽然苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒(Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus,AcMNPV)可感染许多种鳞翅目昆虫,但对草地贪夜蛾口服感染能力较差。选择毒力增强的变异体是提高AcMNPV作为病毒杀虫剂应用的一个新方向。在本研究中,使用野生型AcMNPV在草地贪夜蛾2龄末幼虫中连续传代20次,并对亲本和后代分离株的毒力进行了评价。与野生型AcMNPV相比,后代分离株对草地贪夜蛾2龄末幼虫毒力显著提高。由于病毒的复制依赖于宿主细胞,受到草地贪夜蛾选择压力的影响,AcMNPV的基因发生变异。宿主适应性强的毒株在草地贪夜蛾体内的感染增殖能力较强,容易获得生长优势并成为优势毒株。更进一步,本研究通过二代测序分析了突变的关键基因。本研究可为生物农药生产提供高毒力毒株,也可在草地贪夜蛾应急防控和持续防控中发挥重要作用。

草地贪夜蛾核型多角体病毒对我国草地贪夜蛾不同地理种群毒力的比较分析

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E.Smith)入侵我国多个地区,逐渐形成地理种群。在草地贪夜蛾核型多角体病毒Spodoptera frugiperda multiple nucleopolyhedrovirus(SfMNPV)生物农药的生产过程中发现,不同地理来源的宿主对SfMNPV的敏感性和产量存在明显差异,显著影响了SfMNPV的生产效率。为解析其敏感性差异及其产生的原因,本研究首先对云南德宏、广东广州、广西钦州、西藏林芝4个地区草地贪夜蛾种群基因型进行了鉴定,采用生物测定法测试SfMNPV对4龄幼虫的口服毒力,然后,通过向幼虫体内注射草地贪夜蛾核多角体病毒出芽型病毒粒子(budded virions,BVs)的方式,越过口服感染中肠的过程,分析敏感性差异发生的阶段。最后比较了高敏感和低敏感种群中肠肠液pH,并基于16S rDNA测序测定了肠道菌群组成。结果表明,广西种群属于纯合玉米型,其余种群为带有水稻型COI标记的杂合玉米型。广西种群对SfMNPV的口服敏感性最低,西藏种群的敏感性最高,但两者注射BV后死亡率差异无统计学意义,暗示病毒敏感性差异发生在口服感染阶段。广西种群中肠pH略低于西藏种群,并且较于西藏种群,广西种群相肠道乳杆菌Lactobacillus丰度高。本文结果表明,肠道微环境的差异可能是不同地理种群草地贪夜蛾对SfMNPV口服敏感性产生差异的原因。