【摘 要】
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大草蛉(Chrysopapallens)作为重要的捕食性天敌昆虫,在农林害虫生物防治中具有非常广阔的应用前景。营养丰富且价廉的饲料与高效的饲养体系是实现大草蛉商业化生产的前提。目前大草蛉饲养过程中,当饲料营养不平衡时,或通过冷藏延长产品货架期时,常会碰到产卵量减少,卵孵化率下降等问题,严重制约生产与应用。研究大草蛉生殖遗传特性,有利于发展调控大草蛉产卵的技术与方法,提高饲养效率,促进商业化生产。胰
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大草蛉(Chrysopapallens)作为重要的捕食性天敌昆虫,在农林害虫生物防治中具有非常广阔的应用前景。营养丰富且价廉的饲料与高效的饲养体系是实现大草蛉商业化生产的前提。目前大草蛉饲养过程中,当饲料营养不平衡时,或通过冷藏延长产品货架期时,常会碰到产卵量减少,卵孵化率下降等问题,严重制约生产与应用。研究大草蛉生殖遗传特性,有利于发展调控大草蛉产卵的技术与方法,提高饲养效率,促进商业化生产。胰岛素样肽和信号通路在昆虫生殖、代谢等生理过程中发挥非常重要的功能。本文围绕胰岛素样肽和信号通路调控大草蛉生殖的分子模式进行研究。所获得的主要研究结果如下:1.牛胰岛素对大草蛉产卵的促进作用注射牛胰岛素可提高雌虫卵黄原蛋白的表达量。首先证明了将牛胰岛素注射到雌性大草蛉卵黄发生前,可以加速卵巢的成熟,增加卵黄原蛋白(Vg)的表达,提高生殖能力和增强蛋白酶活性。2.牛胰岛素对冷藏后大草蛉产卵的恢复作用通过低温贮藏不同天数的大草蛉的蛹,冷藏天数越多,其生殖能力越低。解剖低温贮藏羽化第5天的大草蛉雌虫进行卵巢观察,未冷藏的卵巢发育已经成熟,冷藏后的卵巢发育不均匀,极端的卵巢发育成最初未成熟的状态。冷藏后的消化酶活性降低。对冷藏后的大草蛉雌虫注射牛胰岛素,对照组注射牛血清白蛋白(BSA)缓冲液,注射牛胰岛素的大草蛉卵巢发育恢复正常,与野生型的卵巢发育相近且无差异性,对照组的卵巢发育未成熟。由于冷藏后注射牛胰岛素恢复其卵巢发育,所以产卵总量与对照组BSA缓冲液相比明显提高,但与野生型相比还是有显著性差异。3.四个胰岛素样肽调控大草蛉生殖功能主次通过显微注射技术对四个胰岛素样肽基因进行干扰,以注射dsgfp为对照组,通过检测靶标基因的表达,证明干扰成功,研究结果表明相比于对照组,4个ILPs的产卵前期、卵重和孵化率没有差异。dsCpILP1、dsCpILP2和dsCpILP3产卵总量显著性下降,而dsCpILP4产卵量无差异性,其中dsCpILP1、dsCpILP2和dsCpILP3卵巢发育不成熟,dsCpILP4和对照组dsgfp卵巢发育成熟度相近,无差异。dsCpILP1、dsCpILP2和dsCpILP3是胰岛素样肽信号通路主次作用,dsCpILP4对胰岛素信号通路的生殖调控无影响,可能参与其他作用。4.两个胰岛素受体对大草蛉生殖的协同调控根据转录组获得大草蛉两个胰岛素受体基因CpInR1和CpInR2,为了更清楚的了解胰岛素信号通路的生殖调控,需要我们对两个受体进行功能分析。通过两个受体的干扰,我们推测CpInR1通过PI3K/Akt通路或Ras/MAPK通路调控卵黄发生。CpInR2也通过两种途径中的一种或两种同时传递信号。5.胰岛素受体下游信号通路及信使的功能干扰胰岛素信号通路的下游3个基因CpAkt、Cperk和CpFoxO,其中这3个基因在生殖调控中有显著性差异,研究发现:dsCpFoxO干扰使Vg转录水平下调,表明磷酸化的dsCpFoxO仍然具有功能。dsCpAkt和dsCperk的干扰中断了胰岛素信号,抑制了干细胞分化,限制了卵巢的发育。通过对胰岛素信号通路中基因的研究,推测出胰岛素信号通路调控大草蛉生殖的分子模式。
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