小卷蛾斯氏线虫侵染对草地贪夜蛾幼虫天然免疫反应的影响

摘要

【目的】探讨昆虫病原线虫小卷蛾斯氏线虫Steinernema carpocapsae All侵染对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda幼虫天然免疫反应的影响。【方法】借助倒置显微镜观察和鉴定草地贪夜蛾幼虫的血细胞类型,并对小卷蛾斯氏线虫侵染后不同时间的草地贪夜蛾幼虫血细胞总数目进行统计;通过倒置显微镜观察草地贪夜蛾幼虫对侵入的小卷蛾斯氏线虫的包囊反应;利用倒置荧光显微镜观察小卷蛾斯氏线虫侵染后的草地贪夜蛾幼虫血细胞对金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus的吞噬活性;检测小卷蛾斯氏线虫侵染后的草地贪夜蛾幼虫血淋巴中酚氧化酶(phenoloxidase,PO)活性、体内抗菌肽基因相对表达水平以及血浆的抗菌活性。【结果】从草地贪夜蛾幼虫体内共发现5种不同类型的血细胞,分别为原血细胞、粒细胞、类绛色细胞、珠血细胞和浆血细胞。注射1μL侵染期(infective juveniles,IJs)小卷蛾斯氏线虫(3 IJs/μL)后9和12 h,草地贪夜蛾幼虫的血细胞总数目显著增多。草地贪夜蛾幼虫的血细胞不能包囊活的以及冷处死的小卷蛾斯氏线虫,但可以包囊热处死的线虫。活的小卷蛾斯氏线虫会显著抑制草地贪夜蛾幼虫血细胞对金黄色葡萄球菌的吞噬活性,但冷处死和热处死的线虫不能。注射1μL(3 IJs/μL)小卷蛾斯氏线虫后,草地贪夜蛾幼虫血淋巴PO活性总体呈“下降-升高-下降”变化趋势;体内抗菌肽基因Attacin-A2,Attacin-B1,Cecropin-B3,Cecropin-D,Gallerimycin,Gloverin-3以及Lebocin-2的表达水平在线虫侵染后12 h时显著上调,24 h时恢复到对照水平或低于对照水平;血淋巴抗菌活性水平在小卷蛾斯氏线虫侵染后12 h时显著升高,24 h时与对照无显著差异。【结论】小卷蛾斯氏线虫在侵入早期会抑制草地贪夜蛾幼虫的天然免疫反应来建立感染;随后草地贪夜蛾的免疫系统会被激活试图抵御小卷蛾斯氏线虫的侵染;后期随着线虫的成功定殖,草地贪夜蛾的免疫系统最终被抑制或破坏。本研究所得结果为进一步揭示线虫-草地贪夜蛾的免疫互作机理奠定了基础,也为改善昆虫病原线虫对草地贪夜蛾的防治效果提供了理论依据。