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莲草直胸跳甲Agasicles hygrophils Selman&Vogt 是喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb的专食性天敌,国内外学者对莲草直胸跳甲进行了大量的研究,而对其寄主专一性产生的分子机制还很少报道,这无疑影响了莲草直胸跳甲与其寄主植物喜旱莲子草之间协同进化关系研究的进程。昆虫体内的消化酶主要包括脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶等,消化酶的活力高低决定了昆虫对营养物质的消化吸收能力。本文以莲草直胸跳甲为研究对象,饥饿及取食喜旱莲子草、莲子草、甜菜、莙荙12、24、48、96h后,对其体内消化酶进行了研究。我们对四种植物的营养物质、次生代谢物质及含水量的差异进行了测定,并采用生化手段分析莲草直胸跳甲消化酶酶活力变化;利用转录组数据库和数字表达谱数据库,筛选出差异表达的消化酶基因,对其进行聚类分析,进一步利用RT-qPCR方法检测差异基因的表达,从分子水平上论述莲草直胸跳甲消化酶基因与取食食料的关系,为阐明莲草直胸跳甲寄主专一性提供理论依据。主要研究结果如下:1.对四种植物的生化分析显示:可溶性糖含量由高到低为:甜菜>莲子草>喜旱莲子草>莙荙,可溶性蛋白与单宁含量由高到低依次均为:莙荙>莲子草>喜旱莲子草>甜菜,4种寄主植物的含水量在84.59%～93.98%之间存在显著差异,莙荙的含水量最高,喜旱莲子草的含水量最低。2.消化酶活力测定结果表明,处理24 h后饥饿对莲草直胸跳甲蛋白酶活力影响最大,为64.95μg·mg-1·min-1,处理48h后取食莲子草蛋白酶活力最高,为96.μg·mg-1·min-1,处理96 h后取食莙荙的蛋白酶活力最高,为125.29 μg·mg-1·min-1;饥饿12、24、48 h后淀粉酶活力均为最高,分别为18.36、23.53、23.48 U/mg,其次为取食甜菜的淀粉酶活力较高,分别为16.78、20.28、22.46、16.91 U/mg,与其他处理均存在显著差异;取食甜菜、著荙24、48、96 h后纤维素酶活力均高于取食喜旱莲子草、莲子草,而且取食莲子草12、24、48、96h四个时期后纤维素酶活力一直最低。3.消化酶基因聚类分析结果表明,共筛选出221个与消化相关的基因,分别有α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶、β-半乳糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、胰蛋白酶、脂肪酶基因。4.利用geNorm和NormFinder软件综合分析了 10个候选内参基因在莲草直胸跳甲取食不同植物及饥饿条件下mRNA的表达稳定性,筛选出了最适的内参基因RPS13、RPL32、RPS20。5.通过RT-qPCR方法分析莲草直胸跳甲取食不同植物及饥饿条件下差异表达的消化酶基因转录水平的变化,结果如下:(1)取食莲子草48 h后胰蛋白酶基因Try1相对表达量最高,为对照的4.67倍;(2)取食莲子草96h后氨肽酶基因Am2最高,为对照的9.19倍;(3)取食甜菜48h后a-Amy1表达量显著增高,为对照的2.71倍(P<0.01);(4)取食莙荙24、96h后β-Glu4表达量最高,分别为对照的15.19、9.36倍;饥饿48 h后β-Glu4的表达量最高,为对照的37.18倍;(5)饥饿48h后α-葡萄糖苷酶基因a-Glu表达量最高,为对照的3.58倍(P<0.01);(6)取食莲子草12 h后的脂肪酶基因Lip5的表达量最高,为对照的6.59倍;饥饿48h后Lip8表达量最高,为对照的6.12倍。