甲氰菊酯抗性朱砂叶螨生殖力增强的激素调控研究

发布时间：2020-05-20 11:03

【摘要】：朱砂叶螨(Tetranychus cinnabarinus)是一种世界性害螨,能够危害多种农业、经济作物,其防治具有十分重要的经济意义。目前,朱砂叶螨的防治主要以化学防治为主,而杀虫杀螨剂的长期使用在导致严重抗性问题的同时,还诱发了害虫再猖獗现象。诸多研究表明亚致死剂量的菊酯类药剂对靶标生物的生殖力有积极的刺激作用。笔者所在实验室通过长期的抗性筛选获得了朱砂叶螨甲氰菊酯抗性品系(FeR),且已经证实该品系生殖力强于同源敏感品系(SS)。本研究以此为切入点,重点研究导致FeR品系生殖力增强的分子机制,以期明确菊酯类药剂导致害虫再猖獗的原因。前期研究已发现FeR品系中卵黄原蛋白(Vitellogenin,vg)与卵黄原蛋白受体(Vitellogenin receptor,vgr)的基因水平及蛋白水平均高于SS,而昆虫的卵黄发生过程是受保幼激素或蜕皮激素调控的,因此本研究主要从激素调控方面开展研究,主要研究内容和结果如下:1.甲氰菊酯胁迫对朱砂叶螨生殖力影响的研究:通过使用亚致死剂量的甲氰菊酯分别对SS和FeR进行胁迫,发现两个品系产卵量均呈现显著下降,表明亚致死剂量的甲氰菊酯对朱砂叶螨两个品系均不存在刺激增殖的作用。2.朱砂叶螨保幼激素、蜕皮激素类型鉴定:利用GC-MS鉴定出在朱砂叶螨体内存在保幼激素前体物质MF(甲基法尼酯),但没有检测到保幼激素JHⅢ,MF滴度在两品系5日龄成螨间不存在显著性差异,表明保幼激素可能不是FeR品系生殖力增强的因素。使用昆虫蜕皮激素酶联免疫分析试剂盒检测了朱砂叶螨体内蜕皮激素总含量,发现在两品系中5日龄成螨蜕皮激素含量均高于1日龄成螨和10日龄成螨,并且在1日龄成螨(1A)、5日龄成螨(5A)两个时间点,FeR品系蜕皮激素总量显著高于同一时期的SS品系。朱砂叶螨体内蜕皮激素含量变化趋势与日均产卵量变化趋势相一致,并且在FeR和SS间存在显著差异,暗示着蜕皮激素可能是影响抗性品系生殖力增强的重要因素。3.蜕皮激素通路基因在FeR和SS间的表达差异及对产卵量的影响:通过对朱砂叶螨转录组数据进行分析,筛选出了蜕皮激素合成通路的基因及蜕皮激素受体基因,分别为蜕皮激素合成通路基因TcNvd(Rieske domain protein)、TcSro(non glossy/shroud)、CYP307A1(spook)、CYP302A1(disembodied)、CYP315A1(shadow)、CYP314A1(shade)和蜕皮激素受体基因EcR。检测两品系5日龄成螨中该7条基因的相对表达量,发现有4条基因(TcSro、CYP315A1、CYP314A1、EcR)在抗性品系表达上调。对CYP314A1、EcR分别进行RNAi研究,发现沉默EcR后,Tcvg1的相对表达量显著降低61.26%,且单雌产卵量也显著降低35.93%;CYP314A1被沉默后,Tcvg1的相对表达量降低了57.73%,蜕皮激素含量降低了36.59%,单雌产卵量显著降低了34.48%。表明CYP314A1、EcR参与了朱砂叶螨的产卵过程,且蜕皮激素可以调控朱砂叶螨产卵行为。本论文研究结果表明,朱砂叶螨FeR生殖力的提高与亚致死剂量的甲氰菊酯胁迫无关,是甲氰菊酯抗性产生的伴随现象。朱砂叶螨的卵黄发生过程受蜕皮激素调控,相对SS品系,FeR品系蜕皮激素合成通路基因TcSro、CYP315A1和CYP314A1表达均显著上调,导致蜕皮激素含量升高,且FeR品系蜕皮激素受体基因EcR表达也显著上调,进而导致其体内卵黄原蛋白和卵黄原蛋白受体含量显著提高,该机制可能是导致FeR生殖力显著增强的直接原因。
【图文】：

电泳图,日龄,品系,朱砂叶螨

西南大学硕士学位论文1.2.2 朱砂叶螨总 RNA 提取结果RNA 样品的质量对后续实验结果的准确性和可靠性有显著影响，所以在进行实时荧光定量 PCR 实验之前，应对提取得到的 RNA 样本进行质量检测。具体步骤同第四章 1.4.2 小节。该实验采用 Trizol 法进行朱砂叶螨总 RNA 提取，，并采用 Promega 公司的基因组去除试剂盒进行处理，获得了质量较高的总 RNA，浓度 500~800 ng/μL，吸光度OD260/OD280=1.8。图 4.1 所示为朱砂叶螨 5 日龄 SS 雌成螨和 5 日龄 FeR 雌成螨的总 RNA 提取电泳图。由图中可以看出所提取的 RNA 样本纯度和完整性均符合要求，可以用于后续 qPCR 实验。1 2
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S433.7;S482.3

【参考文献】