淡带荆猎蝽和四斑荆猎蝽的伪装行为

来源 :中国农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaojinzhu123
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荆猎蝽属AcanthaspisAmyot et Serville, 1843是猎蝽亚科Reduviidae的第二大属,此属某些种具伪装行为。本文对荆猎蝽属两个国内种(淡带荆猎蝽A.cinctrius和四斑荆猎蝽A.collaris)的伪装行为相关的形态结构进行了研究;对淡带荆猎蝽的伪装行为的生物学意义以及伪装物选择机制进行了探索研究,并对其不同发育阶段的转录组进行了分析比较。主要研究结果如下:首先,探究了与荆猎蝽2个种(淡带荆猎蝽和四斑荆猎蝽)若虫的伪装行为相关的形态结构上的适应性。分析了若虫时期的伪装物在体表的覆盖状况,并通过与伪装行为相关的身体结构进行比较研究,以探索其伪装行为的形态学基础。1)两个种的若虫体表大部分均有不同程度伪装物覆盖且组成成分上存在一些差异。伪装物主要包括两大类,土沙粒(小型)和蚁尸、植物碎屑、昆虫尸体及若虫虫蜕(大型);2)后足端部特化为耙状结构,负责将周围环境中的伪装材料抛掷至体表;3)体表刚毛特化为2大类,腺毛(长短腺毛可分泌粘液)和机械刚毛(锚状刚毛和枝刺状刚毛),用来固着伪装物;4)刚毛的类型、长度、密度以及分布特点与伪装物在体表上的分布是相适应的,粘附小型伪装物的刚毛主要有短腺毛和小型刚毛,而长腺毛、锚状刚毛和枝刺状刚毛等较长刚毛主要位于腹部背板中线两侧的骨化板上,有利于这些身体部位对大型伪装材料(如蚁尸等)的固定;5)不同发育时期的若虫刚毛分布类型、密度及特点相似,腺毛在表皮内部对应的腺囊大小有一定的差异,后足耙状刚毛长度、数量上随龄期的增大呈增长趋势;6)不同种相同龄期的若虫的刚毛类型及分布特点相似,四斑荆猎蝽的若虫的后足耙状结构的刚毛数量和长度明显多于淡带荆猎蝽,这种差异与其生境及所背负的伪装材料的大小是相关的。上述适应性特化有利于揭示身体结构与行为之间的适应性关系。其次,探究了淡带荆猎蝽的伪装行为的生物学意义及选择伪装物的机制。1)若虫的伪装物成分中,占比最大的是蚁尸(45.65 %)及土沙粒(36.77%),其中蚁尸中占比最大的是铺道蚁尸体(52.19 %-73.72 %),说明伪装行为与其专性取食蚂蚁的习性相关;2)若虫对用于伪装的材料选择有一定的偏好性,选择蚁尸、土沙粒更多一些;3)伪装程度越高,其被蚂蚁察觉、接触以及攻击的次数就越低;若虫的运动时间和距离也越少,能在更远的距离捕捉蚂蚁,但是不同伪装程度对若虫的捕食过程的影响不大;4)若虫对用于伪装的蚁尸的选择呈现一定的偏好性,更喜欢选择被捕食致死的以及死亡时间在2~6天的蚁尸,这一时间段的蚁尸的油酸亚油酸的含量更高一些。若虫的伪装行为与其捕食习性是相适应的,伪装物的存在可以显著降低其被蚂蚁(其猎物)察觉和攻击的几率;不同类型的伪装物发挥不同的作用,其中土沙粒以及植物碎屑主要是达到环境伪装的目的,而蚁尸既能达到环境伪装又能通过借助蚁尸散发的气味和蚂蚁的搬尸行为,引诱蚂蚁主动接近,有助于其成功捕食。最后,从基因层面进行了探索。1)对淡带荆猎蝽从卵至成虫(雌虫及雄虫)的8个不同发育阶段进行了转录组测序,共获得84,405个unigenes,与NCBI-NR,GO, COG, KEGG数据库进行比对注释。其中unigenes中有29.05 %被注释到一个或者多个库中,表明其保守性。2)差异表达基因的功能富集表明每个时期都与特殊的生理过程相关,包括表皮形成,分泌活动,嗅觉识别,消化,进攻以及生长发育。3)我们发现相比于成虫及卵期,若虫期在分泌活动及蛋白质的合成水解方面的活动更为旺盛一些,可能与这一时期大量分泌粘液、黏着伪装物有关。4)比较分析不同发育阶段的转录组,我们筛选了 115个捕食相关的基因(37个毒液相关的,23个攻击相关的和55个嗅觉相关的),同时对其进行趋势分析,其中33个基因显著富集于5个表达模式中。聚类到大多数的表达模式中的基因在若虫时期的表达量显示了一定的差异,在雌虫雄虫间也呈现一定的偏性。与其他时期相比,攻击相关的基因在卵期的表达量明显相对低一些,基因在成虫期的表达量大多高于若虫时期,大多数基因在雄虫时期表现出较雌虫期高的表达量。我们推测基因的表达量的高低与其在自然环境中的行为表现是一致的,若虫攻击能力较弱,其背负的伪装物为其提供了庇护,能够极大地降低正面争斗压力并保护虫体本身。我们选择14个基因(4个表皮蛋白和10个捕食相关的基因)进行荧光定量PCR (qRT-PCR)验证。本文从形态学、行为及分子三方面进行探索,以期为进一步探索荆猎蝽的食性及解释伪装行为机制提供理论依据。
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