本文關鍵詞：蠐螬對二氧化碳的趨性及分子機制初探

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【摘要】：暗黑鰓金龜、銅綠麗金龜是我國最為常見、危害嚴重的地下害蟲。針對蠐螬的防治,目前主要依賴化學防治,在此過程中不僅易產生抗藥性,而且極易造成土壤污染,水污染等一系列環(huán)境問題。因此研究新型無污染的防治手段是人們亟待解決的問題。本研究在明確暗黑鰓金龜、銅綠麗金龜對二氧化碳的趨性基礎上,分析兩種金龜在不同濃度二氧化碳下的呼吸代謝方式,并以轉錄組數據為基礎分析篩選暗黑鰓金龜和銅綠麗金龜的二氧化碳受體,為地下害蟲防治提供新的依據;白星花金龜同樣為害多種果蔬植物,通過測定腐食性白星花金龜對于二氧化碳的趨性,解釋其趨腐性原因。實驗采用“Y”型嗅覺儀測定3種蠐螬(暗黑鰓金龜、銅綠麗金龜、白星花金龜)對不同濃度二氧化碳的趨向行為,并測試蠐螬在寄主植物與最適二氧化碳濃度時的選擇行為,通過探討二氧化碳對蠐螬的引誘效力來探尋地下害蟲防治的新方法。結果表明,二氧化碳可以吸引三種金龜幼蟲,蠐螬對二氧化碳的趨性行為與金龜甲幼蟲的取食習性有關,植食性蠐螬如暗黑鰓金龜和銅綠麗金龜都對較低濃度的二氧化碳有明顯的趨性;而腐食性的白星花金龜不僅在二氧化碳濃度較低(3%)時表現(xiàn)趨性,同時對較高濃度(70%)二氧化碳(引起暗黑和銅綠麗金龜幼蟲忌避反應的濃度)也表現(xiàn)出趨向行為,在花生根與二氧化碳對比選擇情況下,二氧化碳對三種幼蟲的引誘力減弱,表明植物根部次生代謝的氣味物質也可能是影響蠐螬寄主定位行為的因素。植食性暗黑鰓金龜和銅綠麗金龜幼蟲均對較低濃度二氧化碳表現(xiàn)趨性,但其響應濃度范圍有所不同,為明確不同濃度二氧化碳下兩種幼蟲是否存在呼吸代謝差異,對兩種金龜進行呼吸代謝的測定。應用Sable呼吸儀對暗黑鰓金龜和銅綠麗金龜在不同溫度(0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃)和不同二氧化碳濃度(1%、6%、11%、16%、20%)條件下的呼吸代謝進行測定。結果表明:暗黑鰓金龜和銅綠麗金龜兩種幼蟲的呼吸節(jié)律模式為不規(guī)則波動型,溫度對兩種幼蟲呼吸代謝速率的影響較大,兩種幼蟲可以在一定二氧化碳濃度范圍(1%~16%)內保持穩(wěn)定的呼吸代謝,當二氧化碳濃度增高至20%時,兩種幼蟲會降低呼吸代謝水平以適應環(huán)境的變化�？v觀對兩種金龜呼吸代謝的研究發(fā)現(xiàn):暗黑鰓金龜幼蟲與銅綠麗金龜幼蟲在溫度和二氧化碳濃度變化情況下的應答行為大致相同,對二氧化碳的響應濃度差異不是由于呼吸代謝造成的。對暗黑鰓金龜和銅綠麗金龜進行轉錄組數據分析,暗黑鰓金龜獲得45810條Unigene,銅綠麗金龜獲得Unigene共97378條。兩種昆蟲的Unigene長度分布比例較為相似,均在長度范圍為300-499bp所占最多,各占45.47%和44.33%。暗黑鰓金龜和銅綠麗金龜Unigene在NR,Swissprot,KEG及KEGG庫的注釋結果顯示:暗黑鰓金龜在四個數據庫重疊注釋的數目為9913條,銅綠麗金龜為22042條,Unigene在NR數據庫中最佳注釋物種均為赤擬谷盜。GO注釋結果表明,兩種昆蟲在生物進化和分子功能水平的注釋結果有極大的相似性。對所獲得的GR序列進行生物信息學分析,獲得引導昆蟲響應二氧化碳的二氧化碳受體基因,暗黑鰓金龜3條、銅綠麗金龜2條,對獲得的全長二氧化碳受體基因分析后發(fā)現(xiàn)其具有較高的保守性,從分子生物學角度對暗黑鰓金龜及銅綠麗金龜幼蟲對二氧化碳的趨向行為進行解答。
【關鍵詞】：暗黑鰓金龜 銅綠麗金龜 二氧化碳 呼吸代謝 二氧化碳受體
【學位授予單位】：東北農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S433.83
【目錄】：

• 摘要8-10
• 英文摘要10-12
• 1 引言12-20
• 1.1 蠐螬的生物學特性以及發(fā)生危害概況12-13
• 1.1.1 植食性的暗黑鰓金龜及銅綠麗金龜12-13
• 1.1.2 腐食性的白星花金龜13
• 1.2 常見的蠐螬防治方法13-15
• 1.2.1 化學防治13-14
• 1.2.2 生物防治14
• 1.2.3 農業(yè)防治14-15
• 1.2.4 物理防治15
• 1.3 二氧化碳對昆蟲與植物互作產生的影響15-17
• 1.3.1 產卵行為的影響15-16
• 1.3.2 覓食行為的影響16-17
• 1.4 探測及處理二氧化碳信號的過程17-19
• 1.4.1 感受器官和受體細胞17-18
• 1.4.2 信號轉導18
• 1.4.3 二氧化碳信息的處理過程18-19
• 1.5 本研究的目的和意義19-20
• 2 材料與方法20-26
• 2.1 測試二氧化碳對蠐螬的引誘作用的材料與方法20-21
• 2.1.1 試驗材料20
• 2.1.2 試驗方法20
• 2.1.3 數據分析20-21
• 2.2 兩種蠐螬呼吸代謝比較的材料與方法21-22
• 2.2.1 試驗材料與儀器21
• 2.2.2 試驗方法21-22
• 2.2.3 數據處理22
• 2.3 兩種蠐螬二氧化碳受體分析的材料與方法22-26
• 2.3.1 試蟲RNA提取22-23
• 2.3.2 cDNA文庫建立23-24
• 2.3.3 轉錄組數據組裝24-26
• 3 結果與分析26-49
• 3.1 測試二氧化碳對蠐螬的引誘作用26-28
• 3.1.1 三種蠐螬對7種濃度CO2的趨性行為反應26-28
• 3.1.2 三種蠐螬對花生的趨性行為反應28
• 3.2 兩種蠐螬呼吸代謝比較28-36
• 3.2.1 兩種金龜幼蟲的呼吸節(jié)律分析28-33
• 3.2.2 溫度對兩種蠐螬呼吸代謝的影響33-35
• 3.2.3 二氧化碳濃度對金龜幼蟲呼吸代謝的影響35-36
• 3.3 兩種蠐螬二氧化碳受體分析36-49
• 3.3.1 RNA提取結果36
• 3.3.2 轉錄組的從頭測序組裝36-37
• 3.3.3 預測蛋白注釋37-39
• 3.3.4 Gene Ontoloy分析39-41
• 3.3.5 暗黑鰓金龜銅綠麗金龜味覺受體及二氧化碳受體41-49
• 4 討論49-52
• 4.1 測試二氧化碳對蠐螬的引誘作用49
• 4.2 兩種蠐螬呼吸代謝比較49-50
• 4.3 兩種蠐螬的二氧化碳受體分析50-52
• 5 結論52-53
• 致謝53-54
• 參考文獻54-60
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文60

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本文編號：782165