【摘要】：蚜蟲(chóng)是世界上分布最廣、危害最嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)之一。大部分蚜蟲(chóng)在受到天敵攻擊時(shí)都會(huì)從腹管釋放報(bào)警信息素,以警告同種個(gè)體潛在的威脅,而該行為對(duì)于蚜蟲(chóng)的綜合治理具有重要意義。許多蚜蟲(chóng)的報(bào)警信息素的主要成分是倍半萜烯(E)-β-farnesene(EβF)。迄今,蚜蟲(chóng)EβF生物合成的機(jī)制尚不清楚。本文采用多種研究手段,對(duì)蚜蟲(chóng)EβF生物合成的來(lái)源和候選基因的功能進(jìn)行了較為全面的分析,結(jié)果如下:1.對(duì)蚜蟲(chóng)EβF生物合成的可能來(lái)源(寄主植物、體內(nèi)共生菌和蚜蟲(chóng)自身)進(jìn)行了鑒別。首先采用全人工飼料喂養(yǎng)桃蚜和棉蚜,GC-MS分析發(fā)現(xiàn)蚜蟲(chóng)仍然能夠釋放EβF,這就排除了寄主植物作為EβF生物合成來(lái)源的可能性;另一方面,在飼料里面添加抗生素以除去蚜蟲(chóng)體內(nèi)共生菌Buchnera,結(jié)果發(fā)現(xiàn)脫共生的蚜蟲(chóng)盡管不能產(chǎn)生后代,但仍能釋放EβF,這說(shuō)明Buchnera也不是EβF生物合成的來(lái)源。綜上,EβF很可能是由蚜蟲(chóng)自身合成的。2.對(duì)棉蚜體內(nèi)Buchnera的ispA基因進(jìn)行了功能鑒定。通過(guò)比較脫共生的棉蚜與在植物上喂養(yǎng)的棉蚜EβF濃度(ng/mg蚜蟲(chóng)),發(fā)現(xiàn)脫共生棉蚜所釋放EβF的濃度明顯降低,因此猜測(cè)其體內(nèi)Buchnera的ispA基因可能會(huì)為EβF的合成提供部分前體物質(zhì)FPP。該文對(duì)ispA基因進(jìn)行了克隆、原核表達(dá)和體外酶活分析。結(jié)果表明,重組表達(dá)的ispA-GST可溶性蛋白在體外未能顯示合成FPP的活性,進(jìn)一步排除了 Buchnera參與蚜蟲(chóng)EβF生物合成的可能性。3.比較測(cè)定了受刺激產(chǎn)生EβF后與未受刺激棉蚜兩組樣品的轉(zhuǎn)錄組。測(cè)序結(jié)果共獲得60,614個(gè)UniGene;差異表達(dá)基因分析顯示,分別有1201和729個(gè)UniGene上調(diào)和下調(diào)。GO富集分析發(fā)現(xiàn)代謝過(guò)程和生物過(guò)程、催化活性等條目被顯著激活;KEGG富集分析發(fā)現(xiàn)氨基酸生物合成、谷胱甘肽代謝和溶酶體等通路出現(xiàn)明顯富集。對(duì)棉蚜類異戊二烯通路上的關(guān)鍵基因進(jìn)行了 qPCR分析,發(fā)現(xiàn)棉蚜在受到刺激產(chǎn)生液滴2h后,AgFPPS、AgGGPPS、AgDPPS以及Buchnera的ispA基因的相對(duì)表達(dá)量呈現(xiàn)不同情況的波動(dòng),其中AgFPPS和AgGGPPS基因的變化情況相似,且很可能與蚜蟲(chóng)EβF的生物合成具有密切的關(guān)系。4.對(duì)棉蚜AgFPPS、AgGGPPS和AgDPPS基因進(jìn)行了 RNAi研究。結(jié)果表明,150ng/μL和250 ng/μL的dsAgFPPS和dsAgGGPPS在連續(xù)飼喂2 d的條件下,干擾效果最好;200 ng/μL的dsAgDPPS1和dsAgDPPS2在連續(xù)飼喂4d后可顯著抑制靶標(biāo)基因的表達(dá)。上述4個(gè)基因被干擾后,對(duì)棉蚜生物學(xué)性狀沒(méi)有顯著影響,但AgFPPS基因被干擾后,蚜蟲(chóng)所釋放EβF的濃度(ng/mg蚜蟲(chóng))與對(duì)照相比顯著下降,而AgGGPPS基因被干擾后,所釋放EβF的濃度與對(duì)照相比顯著上升;AgDPPS1和AgDPPS2基因被干擾后,對(duì)EβF濃度無(wú)顯著影響。該研究為蚜蟲(chóng)FPPS基因與EβF生物合成之間的密切關(guān)系提供了第一個(gè)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證據(jù)。5.對(duì)棉蚜AgFPPS基因進(jìn)行了原核表達(dá)和酶活分析,以進(jìn)一步探討AgFPPS基因和EβF生物合成的關(guān)系。構(gòu)建了 pET-28a(+)-97AgFPPS重組表達(dá)子,實(shí)現(xiàn)了 AgFPPS的可溶性表達(dá),并對(duì)該重組蛋白進(jìn)行了體外酶促反應(yīng)。通過(guò)GC-MS分析,發(fā)現(xiàn)該酶蛋白可催化合成GPP和FPP,證明AgFPPS具有GPPS/FPPS的雙重功能,但并未檢測(cè)到EβF的生成,證明在特定體外條件下AgFPPS不具有EβF合成酶的功能。綜上,該研究為FPPS和GGPPS基因與蚜蟲(chóng)EβF生物合成之間的密切關(guān)系提供了第一個(gè)分子證據(jù)。本研究為蚜蟲(chóng)EβF生物合成及其調(diào)控機(jī)制的研究奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ),也可為蚜蟲(chóng)的可持續(xù)控制提供新思路。
【圖文】：

�。卞澹恚滔♂專保氨�；逡逑合液：按２０倍量稱取以下Ｂ族維生素下順利進(jìn)行混合：氨基酸混合物＋蔗糖＋生素＋抗壞血酸微量元素螯合物０．５邋ｍＬ；逡逑上混合液用３０％邋ＫＯＨ調(diào)ｐＨ到７．０，接細(xì)菌過(guò)濾器，過(guò)濾除菌，在無(wú)菌室內(nèi)分方法逡逑的玻璃管（直徑２．５邋ｃｍ，高３．０邋ｃｍ），石蠟?zāi)�，用移液槍滴加人工飼料１５０－２００定要�?jīng)過(guò)紫外燈滅菌處理（高文興等，２，以免污染飼料。每個(gè)飼蚜器內(nèi)分別接封口，橡皮筋扎緊，防止蚜蟲(chóng)逃逸。第二＿１：飼料。逡逑

２．３．３．５棉蚜體內(nèi)共生菌的去除逡逑棉蚜體內(nèi)共生菌也采取了相同的方法去除，，用不同抗生素采用不同飼喂方法均能使胞內(nèi)共生逡逑菌得到降解，同桃蚜一樣，采用飼喂和噴灑相結(jié)合的方法能較快去除其體內(nèi)共生菌（圖２－３）。逡逑２２逡逑
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S433.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 何永梅;劉高峰;;蚜蟲(chóng)綠色防控技術(shù)[J];農(nóng)藥市場(chǎng)信息;2014年27期

2 付楠霞;翟楓;姜鳴;呂淑敏;張雅林;;鋸角豆芫菁法尼基焦磷酸合酶的cDNA克隆、序列分析及原核表達(dá)[J];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年02期

3 黃保宏;林桂坤;王學(xué)輝;張先鋒;;防蟲(chóng)網(wǎng)對(duì)設(shè)施蔬菜害蟲(chóng)控害作用研究[J];植物保護(hù);2013年06期

4 陳小坤;夏曉明;王紅艷;喬康;王開(kāi)運(yùn);;抗吡蟲(chóng)啉棉蚜種群對(duì)啶蟲(chóng)脒和噻蟲(chóng)胺的交互抗性及相關(guān)酶學(xué)機(jī)理[J];昆蟲(chóng)學(xué)報(bào);2013年10期

5 劉琳;黃曉磊;喬格俠;;蚜蟲(chóng)初級(jí)內(nèi)共生菌Buchnera aphidicola研究進(jìn)展[J];應(yīng)用昆蟲(chóng)學(xué)報(bào);2013年05期

6 肖云麗;印象初;劉同先;;不同生物型棉蚜對(duì)夏寄主葫蘆科作物的選擇[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2013年12期

7 王兆斌;;棉花主要病蟲(chóng)害農(nóng)田生態(tài)調(diào)控綜合治理技術(shù)[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2013年05期

8 高文興;王孟卿;陳紅印;;蚜蟲(chóng)人工飼料的研究及應(yīng)用進(jìn)展[J];中國(guó)生物防治學(xué)報(bào);2012年01期

9 諸鳳丹;黎波濤;趙大興;賈琳;彭國(guó)剛;楊鴻;;棉蚜發(fā)生和為害的影響因子及綜合防治方法[J];江西棉花;2010年05期

10 耿桃蘭;劉向東;;冬寄主木槿上夏季滯留棉蚜產(chǎn)生有性世代的能力及繁殖模式[J];南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2010年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 高素霞;不同寄主植物上麥長(zhǎng)管蚜Sitobion avenae種群分化及其遺傳基礎(chǔ)研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2014年

2 張偉;花絨寄甲轉(zhuǎn)錄組測(cè)序及重要功能基因分析[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2014年

3 祝傳書(shū);蚜蟲(chóng)取食誘導(dǎo)小麥抗性的分子機(jī)制及對(duì)蚜蟲(chóng)行為的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 葉超;豌豆蚜人工飼料及飼養(yǎng)技術(shù)研究[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

2 陳二虎;柑桔粉虱轉(zhuǎn)錄組分析及抗逆基因的鑒定研究[D];西南大學(xué);2014年

3 趙丹;杜仲法尼基焦磷酸合成酶基因超量表達(dá)對(duì)含膠細(xì)胞的影響研究[D];貴州大學(xué);2009年

4 李獻(xiàn)輝;黑豆蚜Aphis fabae Scopoli與其體內(nèi)共生菌胞相互關(guān)系的生態(tài)學(xué)研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

5 張莉;麥長(zhǎng)管蚜全人工飼料的篩選及共生菌對(duì)麥長(zhǎng)管蚜生殖、生長(zhǎng)的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2004年

本文編號(hào)：2598707