扶桑绵粉蚧（Phenacoccus solenopsis Tinsley）是近年入侵我国的重要农业害虫,该虫适应能力强,寄主范围广,已对农业生产带来严重威胁。目前,扶桑绵粉蚧对寄主植物的适应机制尚不清楚,植食性昆虫唾液中含有大量共生细菌,唾液共生菌可能在调控植物-昆虫互作过程中具有重要作用。前期研究发现扶桑绵粉蚧取食能够抑制植物防御反应,但扶桑绵粉蚧唾液共生菌在调节植物防御反应中的功能尚不明确。本研究测定了扶桑绵粉蚧唾液中共生菌组成及丰度,分析了抗生素处理前后扶桑绵粉蚧取食行为的变化,测定了抗生素处理前后扶桑绵粉蚧取食诱导的棉花防御反应,明确了唾液共生菌对扶桑绵粉蚧-棉花互作的调控作用;分离鉴定唾液共生菌并通过回接实验,测定了共生菌回接后扶桑绵粉蚧取食行为及棉花防御反应的变化,明确了具调控作用的关键共生菌种类;利用荧光原位杂交技术明确了关键共生菌在宿主体内的组织分布;通过非标定量蛋白质组学分析,明确了抗生素处理前后扶桑绵粉蚧唾液中蛋白质种类差异。研究结果如下:1.扶桑绵粉蚧唾液共生菌群落组成对收集到的30000余头扶桑绵粉蚧唾液进行16S r RNA基因扩增子高通量测序,明确了扶桑绵粉蚧唾液细菌的群落组成及丰度。唾液中主要细菌门类为变形菌门（Proteobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）分别占比66.34%和24.28%,在属水平丰度最高的5个属及所占比例分别为肠杆菌属（Enterobacter）31.57%、苍白杆菌属（Ochrobactrum）6.66%、嗜糖假单胞菌属（Pelomonas）5.13%、欧文氏菌属（Erwinia）4.49%和不动杆菌属（Acinetobacter）4.05%。混合抗生素（100μg/m L青霉素G钠、200μg/m L链霉素与5%蔗糖混合溶液）处理后,肠杆菌属细菌的丰度降低至0.04%,各组间pielou指数存在显著差异,PG50处理组物种均匀度最低,NMDS分析显示对照与混合抗生素处理分布距离较远,物种群落构成差异较大,表明混合抗生素处理后扶桑绵粉蚧唾液菌群结构发生改变。2.抗生素处理对扶桑绵粉蚧取食及生长发育的影响利用混合抗生素饲喂扶桑绵粉蚧48 h并利用EPG测定其在棉花上的取食行为,测定了抗生素处理对扶桑绵粉蚧生长发育历期、繁殖能力和死亡率的影响。混合抗生素处理干扰了扶桑绵粉蚧在棉花上的取食,与对照相比,抗生素处理后E1波时长比例降低4.00%,E2波时长比例降低14.34%,韧皮部取食时间显著减少,C波时长增加14.99%,口针刺探时长明显增加。与对照相比,饲喂混合抗生素处理48 h的扶桑绵粉蚧仅1龄期时长显著增加,而生长发育历期、产卵量及生存率并无明显变化,表明短时间混合抗生素处理对扶桑绵粉蚧生长发育及繁殖力无显著影响。3.抗生素处理对棉花防御反应的影响测定了混合抗生素处理前后的扶桑绵粉蚧取食不同时间后棉花防御反应相关基因表达量的变化及棉花JA和SA含量的变化。研究结果表明,扶桑绵粉蚧取食抑制了棉花JA通路相关基因LOX1、OPR3和Jaz1的表达,而诱导了棉花SA通路相关基因PR1、PAL、4CL表达,扶桑绵粉蚧取食12、24及48 h后棉花JA含量显著低于对照,取食4、6、12及48 h后棉花SA含量显著高于对照,表明扶桑绵粉蚧取食抑制了棉花JA累积,而SA含量增加。与对照相比,经混合抗生素处理的扶桑绵粉蚧取食后棉花JA通路相关基因LOX1、OPR3和Jaz1基因显著上调,而SA通路相关基因PR1,PAL及4CL表达量在取食24h及48h无显著变化。棉花叶片中JA含量升高并在6 h时达到显著水平,而SA激素含量与对照相比并无显著差异,表明经混合抗生素处理的扶桑绵粉蚧取食激活了棉花JA防御途径。4.扶桑绵粉蚧唾液共生菌的分离鉴定分离培养唾液细菌,进行16S r RNA基因测序,鉴定其种类并进行系统发育分析。分离鉴定到了肠杆菌科（Enterobacteriaceae）、芽胞杆菌属（Bacillus）、微球菌属（Micrococcus）、葡萄球菌属（Staphylococcus）和寡养单胞菌属（Stenotrophomonas）菌株。系统发育分析结果显示分离到的肠杆菌科菌株与寡养单胞菌属菌株划分为一支,表明两者亲缘关系较近,分离到的芽胞杆菌属细菌与已报道的蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）同源性较高,进化距离为0.0032。5.扶桑绵粉蚧唾液共生菌的功能验证回接分离到的唾液共生菌,利用EPG测定回接不同菌株前后扶桑绵粉蚧取食行为的变化,并测定回接菌后扶桑绵粉蚧取食24 h的棉花防御相关基因表达量及JA、SA含量的变化。研究结果表明,回接肠杆菌科细菌和寡养单胞菌属细菌的扶桑绵粉蚧在韧皮部筛管的取食时长显著增加,E波时长分别增加95.59 min和88.81 min,而其他3种细菌回接后与对照相比无显著差异。分别回接肠杆菌科细菌和寡养单胞菌属细菌的扶桑绵粉蚧取食棉花后,能够诱导棉花SA通路相关基因PR1、PAL和4CL的表达,而抑制棉花JA途径相关基因LOX1、OPR3和Jaz1的表达,同时,棉花叶片JA含量显著降低,但SA含量并无明显变化。表明肠杆菌科细菌及寡养单胞菌属细菌在调控扶桑绵粉蚧-棉花的互作关系中起重要作用。进一步利用荧光原位杂交技术检测了肠杆菌科细菌和寡养单胞菌属细菌在扶桑绵粉蚧体内的分布。结果表明,肠杆菌科与寡养单胞菌属细菌在扶桑绵粉蚧唇基及口器附近组织中有较强荧光,表明这两种菌可能随唾液分泌进入植物。6.混合抗生素处理对扶桑绵粉蚧唾液蛋白质组成的影响利用非标定量蛋白质组学（Label-free proteomics）分析了抗生素处理前后扶桑绵粉蚧唾液蛋白组成。共鉴定了35种扶桑绵粉蚧唾液蛋白,通过对比Uni Prot中粉蚧科及唾液细菌蛋白质组参考数据库,分别鉴定了18及19种蛋白,主要包括微管蛋白、几丁质酶、核糖核酸内切酶Dicer3、ATP合酶、热休克蛋白、核糖体蛋白、组蛋白、细胞色素P450酶等,主要为碳水化合物运输与代谢、翻译后修饰及分子伴侣等功能。对抗生素处理前后扶桑绵粉蚧唾液蛋白质含量进行分析,结果表明,与对照相比,抗生素处理后16种蛋白质含量显著下降,分别为热休克蛋白70、40S核糖体蛋白S27a、热休克蛋白70-4、组蛋白H3、ATP合酶α亚基片段、60S核糖体蛋白L35、ATP合酶β亚基片段、核糖体循环因子、蛋白酶体相关ATP酶、60S核糖体蛋白L40、30S核糖体蛋白S14、β-肌动蛋白片段、亚硫酸还原酶[NADPH]血蛋白β亚基、ESAT-6-like蛋白Esx B、V型质子ATP酶亚基E和热休克蛋白,而蛋白酶体相关ATP酶含量与对照相比显著增加。结果表明经混合抗生素处理后扶桑绵粉蚧唾液蛋白组成改变较大,多种蛋白质含量显著减少。