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棉蚜Aphis gossypii Glover是一种广泛分布于世界各国的常见害虫,棉蚜茧蜂Lysiphlebia japonica Ashmead是北方棉田占绝对优势的棉蚜寄生蜂,在初夏时期能有效的压制棉田蚜虫种群数量。被寄生蜂寄生后的蚜虫并不会立即停止取食和死亡,寄生蜂对蚜虫的生理、代谢、生物合成、免疫进行调节改造,使得蚜虫体内环境适合于寄生蜂的生长发育。本文就生态和生理变化来阐述棉蚜茧蜂与棉蚜的互作关系。首先通过虫口动态、寄生龄期偏好和寄生产仔数三方面初步研究棉蚜茧蜂对棉蚜的防控作用。通过田间小区和罩笼试验调查棉蚜茧蜂和棉蚜种群数据发现,棉蚜在5月中旬和8月下旬为发生高峰,棉蚜茧蜂和棉蚜的发生高峰相吻合。经室内饲养观察,棉蚜茧蜂幼虫有4个龄期,完成一个世代平均需要15.60d,产卵到形成僵蚜平均5.60d,从僵蚜到羽化平均4.80d,成虫寿命3-7d,平均5.20d。室内寄生试验表明棉蚜茧蜂均偏好寄生2-3龄若蚜,2龄若蚜的寄生率达到65%,3龄的寄生率达到82%,而被棉蚜茧蜂寄生后的棉蚜的产仔数量比对照显著降低,被寄生棉蚜产仔总数平均为9.6头,而对照组蚜虫平均产仔数为31.7头,初步明确了棉蚜茧蜂和棉蚜的种群发生动态及棉蚜茧蜂对棉蚜的生殖控制作用。寄生蜂对蚜虫改造的一个重要目的是破坏昆虫的免疫系统,使蚜虫的营养物质能更好的被寄生蜂所利用。由于寄生蜂自身缺乏脂肪酸合成相关酶系,为了完成其正常生长发育,寄生蜂采取直接利用蚜虫体内脂肪酸完成自身生物合成代谢的策略。脂肪是寄生蜂在寄主体内主要的食物之一,通常情况下,寄生蜂在早期主要取食寄主血淋巴,而在后期直接取食寄主的脂肪体。我们通过被寄生前后蚜虫的转录组学、脂质组学及荧光定量PCR初步探索棉蚜茧蜂调控棉蚜生长发育的机理。和未被寄生的棉蚜相比,被寄生3d的棉蚜转录组中有13015个基因表达量显著上升,1440个基因下降,寄生导致了棉蚜体内稳定的生长环境发生了巨大的变化。通过基因功能分类和KEGG注释我们发现代谢途径和信号转导中差异基因主要富集在脂质通路上,涉及到甘油脂代谢,甘油磷脂代谢和鞘磷脂代谢,MAPK信号通路和免疫信号通路也均被激活。另外,34种甘油脂和248种甘油磷脂在这项研究中被鉴定,相对差异分析结果显示,在被寄生的蚜虫中,所有的三酰甘油(TAG)均显著升高(TAG(18:1/18:2/18:2),46.5倍;TAG(18:2/18:2/18:2),38.3倍;TAG(18:0/18:1/18:1),20.1倍)),同时参与TAG合成的关键基因的表达显著升高,蚜虫被寄生后TAG子酰链的组成发生了异构。另外糖酵解和三羧酸相关基因表达量的升高,被认为是大量合成TAG的结果。荧光定量PCR结果发现和转录组结果一致,与未被寄生棉蚜相比,被寄生棉蚜中,几乎所有与甘油酸三酯合成相关的基因都进行了上调表达,多数上调达到显著水平,其中一个限速酶二脂酰甘油酰基转移酶(DGAT)上调了3.2倍,表明棉蚜茧蜂对棉蚜的脂肪合成途径进行了上调。同时三种参与甘油酸三脂降解的三酰基甘油脂酶(triacylglycerol lipase)表达量下降,下降1.5倍左右,表明棉蚜茧蜂对棉蚜的脂肪降解途径进行了压制。验证了棉蚜茧蜂调控棉蚜脂肪代谢。首次明确了棉蚜茧蜂的生物学特性,初步研究棉蚜茧蜂对不同龄期棉蚜的偏好性以及寄生对棉蚜造成的生殖影响。首次通过转录组和脂质组学联合手段研究寄生蜂对寄主的控制,我们表明寄生3d后的蚜虫在TAG水平有明显的富集,导致磷脂不同子类的含量变化及酯酰链的异构,这些变化伴随着参与三酰甘油和磷脂代谢的关键基因的高表达。棉蚜茧蜂与棉蚜之间互作研究对于揭示寄生蜂与寄主昆虫的协同进化,并对指导寄生蜂的人工繁殖和利用、开发新型害虫控制技术等方面均具有重要的理论和实践价值。