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眉斑并脊天牛Glenea cantor Fabricius是木棉树Bombax ceiba L.及猴面包树Adansonia digitata L.的重要蛀干害虫,属寡食性昆虫,其分布区域和寄主高度重合,主要分布在我国华南地区和东南亚部分国家及地区,是沟胫天牛亚科的成员之一,具有该亚科天牛特有的刻槽产卵习性。在成功建立实验种群的基础上,本文通过室内外实验研究眉斑并脊天牛成虫的产卵选择行为,并综合运用超微结构观察、植物组织切片、生物化学、昆虫电生理及分子生物学等手段,剖析了其产卵选择机制。主要结果如下:(1)眉斑并脊天牛具有明显的衰弱树选择趋向性,通过种群聚集取食快速衰弱寄主树势,随后怀卵雌虫于寄主主干聚集产卵,进一步对寄主造成危害。成虫每天主要集中在的9:00-18:00进行产卵,每产1粒卵需要499.54±21.67 s,其一生产卵量为162.28±2.93粒;在寄主定位过程中,其触角拍打的频率为1.58±0.11次/s,下颚须探测频率为3.23±0.16次/s。当寄主植株叶片枯萎且环境温度达到25℃左右,才会出现暴发式聚集产卵现象。在植株上的产卵高度随为害天数的增加呈降低趋势,成虫多在寄主向光面产卵(占88.07±2.31%),以实验木棉植株(3.0 m)主干的0.5-1.0 m着卵量占比最高,达到31.64±0.96%。此外,该天牛在主干普通裂缝和青皮裂缝的着卵量占比最高,分别占54.94±0.31%和27.92±0.54%。(2)眉斑并脊天牛产卵相关的主要功能器官共有11种感器,跗足具有5种粘附结构。其中,触角有4种感器,雌虫触角嗅觉感器尤为发达,在产卵定位中发挥了重要作用。在产卵过程中,上颚的主要功能在于刻槽的制作,其具有少量刺形感器协助雌虫在产卵刻槽制作过程感应撕咬力度。下唇须和下颚须感器丰富,共有7种感器,腹部末端有5种感器,这三个器官拥有大量的温湿度感器及嗅觉感器,在产卵过程主要参与识别行为。成虫前、中和后足跗节在产卵过程中主要承担着虫体在寄主表面的附着,同时通过抓扣力度间接感知寄主表面粗糙程度。产卵器不仅通过腔锥感器识别刻槽部位的适宜度,还可利用其表面大量的倒刺顺利撕扯开木棉韧皮部纤维层,顺利插入韧皮部并排卵。(3)眉斑并脊天牛的产卵刻槽分为有效刻槽和空刻槽,有效刻槽为有卵刻槽,刻槽表面覆盖有果冻状分泌物。有效刻槽和空刻槽在长度(有效刻槽=4.04±0.05 mm,空刻槽=3.62±0.19 mm)和宽度(有效刻槽=0.70±0.01 mm,空刻槽=0.63±0.02 mm)上都存在显著性差异,且空刻槽具有7种制作途径,较有效刻槽复杂很多。不同梯度的温度、湿度和光周期对该天牛刻槽制作的有效率均存在影响,以温湿度影响相对较大,不同温度梯度下,25℃时刻槽有效率较高,达到84.98±1.52%,而在湿度梯度中在75±5%时,刻槽有效率达到最高的90.03±1.09%。结合所有研究结果,将空刻槽成因划分为4种:撕咬力度不合适;衰弱树势;刻槽处植株生理指标不合适(含水量过大或皮层太硬);寄主表面结构复杂,无法插入产卵器。(4)眉斑并脊天牛产卵分泌物的主要成份是蛋白质、还原性糖及氨基酸,浸提物成份为萜类及烷类;雌虫受精囊和受精囊腺的浸提物成份与成虫产卵分泌物的组分最为接近,表明雌虫产卵分泌物主要来源于受精囊和受精囊腺。雌虫产卵分泌物的主要功能为:产卵标记、保护作用(抵御天敌)、保湿作用和衰弱寄主。(5)对9种味源(健株叶、衰弱株叶、机械伤株叶、被取食株叶、带幼虫枝条、着卵枝条及无处理枝条、成虫虫粪和卵表化合物)进行气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)研究,并结合眉斑并脊天牛的电生理反应进行分析,结果表明挥发物成份中有9种与成虫行为有关的活性物质,分别是:3-己酮、醋酸丁酯、壬醛、2-己醇、对二甲苯、癸醛、十六烷、棕榈酸乙酯和油酸。其中,成虫通过寄主定位信息化合物3-己酮探寻到寄主木棉,再通过寄主环境中的聚集化合物壬醛和癸醛协同吸引,聚集到木棉树进行取食营养补充。木棉树受到成虫取食为害导致树势逐渐衰弱,并释放出次生代谢产物。其中,对二甲苯含量快速增加,显著吸引天牛种群至衰弱木棉聚集为害;2-己醇仅对处女雌虫及雄虫具有明显的吸引效果,发挥着性诱导作用,促进雄虫与处女雌虫聚集交配,增加怀卵雌虫数量;醋酸丁酯在产卵定位中起引导作用,吸引雌虫到树势衰弱的寄主上为害,并在寄主主干出现暴发式聚集产卵现象。(6)通过高通量测序平台对眉斑并脊天牛雌雄不同组织部位进行了转录组测序、序列比对及相应的功能分析,从雌雄成虫各组织转录组中挖掘出151个与其嗅觉相关的基因,包括16个气味结合蛋白基因、9个化学感受蛋白基因、2个神经元膜蛋白基因、84个气味受体基因、27个离子受体基因和13个味觉受体基因。分析发现在嗅觉蛋白基因表达上雌雄存在明显差异,雌虫相对于雄虫嗅觉蛋白基因表达呈现为上调的有:触角的差异表达基因有7个OBPs基因、3个CSPs基因及2个SNMPs基因;头部有1个OBPs基因、1个CSPs基因;胸部有1个OBPs基因;腹部有1个CSPs基因;足部有2个OBPs基因;翅部有4个OBPs基因。此外,雌虫不同组织之间嗅觉蛋白基因的表达也存在差异,触角相对于其他组织表达上调的基因较多,有8个OBPs基因、8个CSPs基因及2个SNMPs基因,其中OBP6、OBP7及OBP13只在触角中表达。综上所述,本文明确了眉斑并脊天牛产卵选择行为习性,并鉴定了雌虫不同功能器官在产卵选择中的具体功能;通过鉴定该天牛多种信息化合物成分及嗅觉的相关基因,结合产卵行为观察,揭示了雌虫产卵选择的化学机制,并为该天牛产卵选择的嗅觉分子机制研究打下了基础。研究结果有助于阐明眉斑并脊天牛产卵选择的化学信息通讯机制,为该天牛的绿色防控研究提供技术支持。