【摘 要】
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荻草谷网蚜Sitobion miscanthi是我国小麦上的重要害虫,具繁殖力高、适应性强、迁飞能力强的特点。荻草谷网蚜属不完全变态昆虫,存在翅二型现象,利用昆虫翅表型可塑性诱导其向特定表型发育,调控迁飞扩散、预防为害是广义生物防治的重要议题。解析激素调控蚜虫翅型分化的机制是揭示其迁飞特性、实现阻断虫源迁飞扩散的重要内容。已知蚜虫对外部刺激十分敏感,通过体内的激素联动帮助蚜虫实现随环境因子等条件的
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（31871966）；
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荻草谷网蚜Sitobion miscanthi是我国小麦上的重要害虫,具繁殖力高、适应性强、迁飞能力强的特点。荻草谷网蚜属不完全变态昆虫,存在翅二型现象,利用昆虫翅表型可塑性诱导其向特定表型发育,调控迁飞扩散、预防为害是广义生物防治的重要议题。解析激素调控蚜虫翅型分化的机制是揭示其迁飞特性、实现阻断虫源迁飞扩散的重要内容。已知蚜虫对外部刺激十分敏感,通过体内的激素联动帮助蚜虫实现随环境因子等条件的变化高度可塑的翅表型（有/无翅）。内激素主要包括保幼激（juvenile hormone,JH III）和蜕皮激素（20-hydroxyecdysone,20E）。此外,蚜虫外激素报警信息素（E-β-farnesene,EBF）也具有刺激诱导翅分化的功能。本研究课题围绕蚜虫翅型分化,通过检测分析保幼激素和蜕皮激素滴度谱揭示内激素调控荻草谷网蚜翅型分化的关键时间节点,同时针对可刺激诱导蚜虫翅型分化的EBF,初步探究了狄草谷网蚜对其识别的分子机制。主要结果如下:（1）系统、细致地揭示了有/无翅翅表型荻草谷网蚜从伪胚胎、1/2/3/4龄若蚜到成蚜各发育阶段的保幼激素和蜕皮激素滴度谱。其中,推测3龄是2个内激素调控荻草谷网蚜翅型分化的关键时间节点,同时伪胚胎和成蚜时期也是蜕皮激素调控荻草谷网蚜翅型分化的关键时间节点。并对保幼激素和蜕皮激素调节荻草谷网蚜翅型分化的机制进行了讨论。（2）发现蚜虫OBP在成虫期的表达模式迥异,但均在成蚜羽化3d后到达较稳定表达丰度。为相关研究试虫的选择提供了重要参考依据:选择大于3d的试虫是研究结果稳定可靠的前提。（3）蚜虫EBF结合蛋白OBP3/7/9在不同有/无翅翅表型成蚜中的时间表达模式显示,OBP3和OBP9的表达丰度在不同翅表型间保持稳定一致、无显著差异。OBP3表达量相当低,而OBP9的表达量显著高于OBP3。有翅蚜OBP7自成蚜羽化表达量即高于无翅蚜,并迅速上升,整个成蚜期均显著高于在无翅蚜中的表达量。无翅蚜OBP7表达量较低且始终稳定。并且在EBF处理后,无翅蚜只有OBP9通过表达量上调响应了EBF的刺激。而有翅蚜则是OBP7和OBP9同时显著上调。以上结果提示OBP9是蚜虫（无论有翅还是无翅）EBF识别的重要分子基础;OBP7与有翅蚜对EBF更敏感有关;OBP3在EBF识别过程中发挥作用可能有限。（4）另外,克隆验证了荻草谷网蚜内参基因NADH（Nicotinamide adenine dinucleotide dehydrogenase）和DIMT（dimethyladenosine transferase）（Gen Bank登录号分别为OL770461和OL770462）。结果显示,NADH和DIMT基因克隆序列与基于高通量测序预测序列高度一致,但仍有不同;且二基因在物种间差异大;荻草谷网蚜两基因各自表达稳定、龄期间无差异。以上研究结果说明,高通量测序存在较高错误率,设计引物前应首先对预测基因进行克隆验证;内参基因序列在物种间也可能差异较大,不宜直接引用其他物种的内参引物;NADH和DIMT在荻草谷网蚜各发育阶段表达量适中、稳定,适用于功能基因、特别是不同发育阶段靶标基因的表达差异分析。深入开展此项研究,理论上,为渐变态昆虫翅型分化的激素调控贡献理论基础,阐明内外激素调控荻草谷网蚜翅表型可塑性机制;实际应用上,为内激素外施调控田间有翅型发生提供理论依据;为充分利用EBF驱蚜活性以及利用EBF和内激素调控翅型分化特性开发绿色防控技术、从源头干扰阻断虫源起飞扩散、整体宏观预防蚜害提供理论支撑。有助提高对EBF刺激诱导麦蚜有翅型迁飞蚜发生的认知,对充实蚜虫迁飞调控理论及绿色防治技术研发具有重要意义。
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