地老虎类害虫迁飞定向行为及其相关调控基因研究

发布时间：2022-07-29 15:08

　　地老虎属鳞翅目夜蛾科,是我国重要的农业害虫。其中,以小地老虎和黄地老虎分布最广,危害最重。迁飞可导致害虫的突然暴发,小地老虎和黄地老虎具有远距离迁飞习性,迁飞可导致它们在部分地区突然暴发。对小地老虎和黄地老虎迁飞定向行为及相关调控基因进行研究,可为小地老虎和黄地老虎的预测预报和异地防治提供理论依据。本文利用自制的昆虫飞行方向选择装置测定迁飞小地老虎的定向行为;通过研究黄地老虎在迁飞过程中携带的花粉种类,明确黄地老虎的来源地及飞行方向;分析隐花色素和磁感应基在小地老虎和黄地老虎室内种群和迁飞种群中的表达差异,同时研究它们在小地老虎和黄地老虎不同组织、发育阶段和光照条件下的表达差异,为明确它们在小地老虎和黄地老虎迁飞过程中起调控作用提供理论依据。主要研究结果如下:（1）利用自制的昆虫飞行方向选择装置,测定处于不同迁飞期的小地老虎对方向的选择偏好性。结果表明,处于第一迁飞期的小地老虎存在明显的定向行为,即由南向北迁飞;第二迁飞期无明显的定向行为,即为混迁期,既包括由南向北的迁飞种群,又含有由北向南的迁飞种群;第三迁飞期存在明显的定向行为,即由北向南迁飞。（2）利用植物DNA条形码技术,结合花... 

【文章页数】：145 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 昆虫迁飞行为调控的研究进展
        1.1.1 昆虫迁飞行为的环境调控
        1.1.2 昆虫迁飞行为的激素调控
        1.1.3 昆虫迁飞行为的遗传调控
        1.1.4 昆虫迁飞行为的分子调控
    1.2 昆虫迁飞的定向机制
        1.2.1 太阳罗盘定向
        1.2.2 偏振光定向
        1.2.3 地面标志物和侧风漂移补偿
        1.2.4 地磁定向
    1.3 地磁定向的研究进展
        1.3.1 磁感应假说
        1.3.2 磁感应分子的研究进展
    1.4 孢粉学在昆虫迁飞研究中的应用
        1.4.1 孢粉学研究昆虫迁飞的基本原理
        1.4.2 花粉的形态学鉴定
        1.4.3 DNA条形码技术在花粉鉴定中的应用
        1.4.4 孢粉学在昆虫虫源地分析中的应用
    1.5 地老虎类害虫的研究进展
    1.6 本研究的目的与意义
第二章 小地老虎定向行为的测定
    2.1 材料与方法
        2.1.1 试虫来源
        2.1.2 试验装置
        2.1.3 定向行为测定
        2.1.4 数据分析
    2.2 结果与分析
        2.2.1 第一迁飞期的定向行为
        2.2.2 第二迁飞期的定向行为
        2.2.3 第三迁飞期的定向行为
    2.3 讨论
第三章 黄地老虎远距离迁飞携带花粉的研究
    3.1 材料与方法
        3.1.1 昆虫来源
        3.1.2 试验设备
        3.1.3 花粉初步检测
        3.1.4 扫描电镜观测
        3.1.5 单粒花粉DNA的提取
        3.1.6 扩增引物
        3.1.7 PCR扩增体系和程序
        3.1.8 PCR产物胶回收
        3.1.9 连接与转化
        3.1.10 阳性克隆的检测
        3.1.11 序列处理及分析
        3.1.12 花粉形态鉴定
        3.1.13 花粉携带率数据分析
    3.2 结果与分析
        3.2.1 迁飞黄地老虎携带花粉的物种鉴定
        3.2.2 迁飞黄地老虎年际间花粉携带率差异
        3.2.3 迁飞黄地老虎不同月份花粉携带率
        3.2.4 迁飞黄地老虎不同迁飞期花粉携带率
        3.2.5 迁飞黄地老虎雌雄成虫花粉携带率差异
        3.2.6 黄地老虎不同迁飞期携带花粉分析
        3.2.7 迁飞黄地老虎携带花粉特征分析
        3.2.8 2014-2017年花粉对黄地老虎虫源地的指示
    3.3 讨论
第四章 小地老虎隐花色素和磁感应基因克隆及表达
    4.1 材料与方法
        4.1.1 昆虫饲养
        4.1.2 小地老虎总RNA的提取
        4.1.3 反转录PCR
        4.1.4 cDNA第一链合成
        4.1.5 Ai-MagR基因保守序列的克隆
        4.1.6 PCR产物胶回收
        4.1.7 连接与转化
        4.1.8 阳性克隆的检测
        4.1.9 Ai-MagR基因全序列的克隆
        4.1.10 PCR产物胶回收
        4.1.11 连接与转化
        4.1.12 阳性克隆的检测
        4.1.13 序列分析
        4.1.14 组织表达谱分析
        4.1.15 不同发育阶段表达谱
        4.1.16 光周期对基因表达的影响
        4.1.17 Ai-Crys和Ai-MagR基因在室内种群和迁飞种群间的表达差异
    4.2 结果与分析
        4.2.1 Ai-MagR基因全长cDNA的克隆及序列分析
        4.2.2 Ai-MagR蛋白序列比对及系统进化分析
        4.2.3 组织表达谱分析
        4.2.4 不同发育阶段表达谱分析
        4.2.5 不同光周期对Ai-Crys和Ai-MagR基因表达量的影响
        4.2.6 Ai-Crys和Ai-MagR基因在室内种群和迁飞种群间的表达差异
    4.3 讨论
第五章 黄地老虎隐花色素和磁感应基因克隆及表达
    5.1 材料与方法
        5.1.1 昆虫饲养
        5.1.2 黄地老虎总RNA的提取
        5.1.3 反转录PCR
        5.1.4 cDNA第一链合成
        5.1.5 As-Crys和As-MagR基因保守序列的克隆
        5.1.6 PCR产物胶回收
        5.1.7 连接与转化
        5.1.8 阳性克隆的检测
        5.1.9 As-Crys和As-MagR基因全序列的克隆
        5.1.10 PCR产物胶回收
        5.1.11 连接与转化
        5.1.12 阳性克隆的检测
        5.1.13 序列分析
        5.1.14 组织表达谱分析
        5.1.15 不同发育阶段表达谱
        5.1.16 光周期对基因表达的影响
        5.1.17 As-Crys和As-MagR基因在室内种群和迁飞种群间的表达差异
    5.2 结果与分析
        5.2.1 As-Crys和As-MagR基因全长cDNA的克隆及序列分析
        5.2.2 黄地老虎As-Crys蛋白序列比对及系统进化分析
        5.2.3 组织表达谱分析
        5.2.4 不同发育阶段表达谱分析
        5.2.5 不同光周期对As-Crys和As-MagR基因表达量的影响
        5.2.6 As-Crys和As-MagR基因在室内种群和迁飞种群间的表达差异
    5.3 讨论
第六章 总结与展望
    6.1 总结
        6.1.1 小地老虎定向行为的测定
        6.1.2 黄地老虎携带的花粉对其寄主植物、虫源地和迁飞方向的指示作用
        6.1.3 小地老虎隐花色素和磁感应基因的克隆及表达
        6.1.4 黄地老虎隐花色素和磁感应基因的克隆及表达
    6.2 本研究的创新之处
    6.3 展望
参考文献
附录
攻读博士期间的主要学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Identification of medaka magnetoreceptor and cryptochromes[J]. Yunzhi Wang,Jianbin Chen,Feng Zhu,Yunhan Hong.  Science China（Life Sciences）. 2017(03)
[2]Identification of zebrafish magnetoreceptor and cryptochrome homologs[J]. Zuoqiong Zhou,Xiyang Peng,Jianbin Chen,Xiushan Wu,Yuequn Wang,Yunhan Hong.  Science China（Life Sciences）. 2016(12)
[3]地老虎的生活习性及综合防治技术[J]. 王勃.  新疆农业科技. 2015(06)
[4]昆虫迁飞与气象条件[J]. 张金平.  农药市场信息. 2014 (19)
[5]磁场变化对粘虫飞行定向行为的影响[J]. 高月波,胡高,翟保平.  应用昆虫学报. 2014(04)
[6]小地老虎隐花色素基因cryptochrome1和cryptochrome2的克隆及mRNA表达分析[J]. 程鹏,徐蓬军,高希武,肖海军,付晓伟,吴孔明.  应用昆虫学报. 2012(04)
[7]辽西地区黄地老虎生物学特性观察及防治[J]. 屈年华.  吉林农业. 2011(09)
[8]实验条件下黏虫、棉铃虫和小地老虎的定向行为比较[J]. 施翔宇,封洪强,刘中芳,李建东.  植物保护. 2010(04)
[9]地老虎发生规律与综合防治[J]. 李焕娣.  农村科技. 2010(07)
[10]鸟类磁感受的生物物理机制研究进展[J]. 刘小峰,史远.  生物物理学报. 2009(04)

博士论文
[1]小地老虎跨海迁飞规律与虫源地分析[D]. 刘永强.中国农业科学院 2015

硕士论文
[1]迁飞型和居留型粘虫转录组测序及基因表达分析[D]. 李微.中国农业科学院 2016
[2]黄地老虎渤海湾迁飞规律及飞行能力研究[D]. 郭江龙.河南农业大学 2016
[3]昆虫迁飞的地磁定向与始发机制研究[D]. 全银华.南京农业大学 2013



本文编号：3666683