棉铃虫下唇腺内与植物化学防御相关的酶的克隆

摘要

植物对昆虫取食的防御策略主要有两种,一种是产生次生物质,直接抵御昆虫的侵害,称为直接防御,另一种是产生挥发性物质吸引害虫天敌,达到防御虫害的目的,称之为间接防御.棉铃虫是烟草上的重要害虫,棉铃虫齿唇姬蜂又是棉铃虫低龄幼虫的主要天敌.本文研究组前期研究工作发现,三种夜蛾科幼虫取食烟草,均可诱导烟草中烟碱的合成,但诱导幅度不同,棉铃虫取食对烟碱的诱导较低,用棉铃虫的下唇腺提取液处理烟草叶片能够一定程度抑制损伤对烟草烟碱的诱导,其中起作用的物质是葡萄糖氧化酶,其活性在下唇腺中以每一龄期幼虫取食最活跃时最高(Zong&Wang,2004).棉铃虫取食的烟草比未受损伤的烟草能够吸引更多的寄生蜂(Yan&Wang,2005).有研究表明,大菜粉蝶Pierisbrassicae幼虫的反吐液中存在一种β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase),这种酶能够诱导甘蓝释放挥发物来吸引寄生蜂寄生大菜粉蝶幼虫(Hopkeetal.,1994;Mattiaccietal.,1995);同时,昆虫也会通过多种方式对植物的防御作出抵抗或产生适应.由此,我们提出这样的理论假说,认为烟草对棉铃虫这种高度适应植物直接防御(诱导烟碱)的昆虫,可能加强间接防御策略来优化其防御系统,因为烟碱对这类昆虫的作用不但往往归于无效,而且反有可能被昆虫摄取用于抵抗天敌。