温度和寄主对扶桑绵粉蚧个体生长发育的影响

发布时间：2017-07-26 05:27

  本文关键词：温度和寄主对扶桑绵粉蚧个体生长发育的影响

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【摘要】：扶桑绵粉蚧是一种新入侵我国的植物检疫性有害生物,在我国分布范围现已多达15个省区,因其寄主植物广泛、繁殖力强、扩散途径复杂,且其虫体背覆粉质,很难通过药剂有效防治,严重威胁棉花、蔬菜和园林观赏植物等经济作物的生产安全。本研究较系统地研究了4种不同恒温条件(18℃、22℃、26℃、30℃)下,3种不同寄主植物(木槿、番茄和棉花)及其相互转换对扶桑绵粉蚧实验种群生长发育和繁殖的影响,构建了木槿寄主上扶桑绵粉蚧的转录组并通过后续的分子生物信息学分析,深入探究了扶桑绵粉蚧的种群动态规律及对不同寄主的适应性,以期为扶桑绵粉蚧的综合防治提供科学依据。主要研究结论如下:1.在3种供试的寄主植物中,扶桑绵粉蚧在番茄上生长发育各虫态的发育起点温度均比其他2种寄主上的发育起点温度为高,但其有效积温同比较低。30℃时的棉花处理和番茄处理、26℃时的棉花处理和番茄处理及22℃时的番茄处理,扶桑绵粉蚧实验种群趋势指数(I)均显高于其他处理,主要取决于寄主适合、产卵量高,温度适宜、死亡率低。净增殖率(R0)随温度的升高而增加,表现在30℃条件下R0同比较高,但净增殖率在寄主间有差异,30℃时以棉花寄主上R0值(72.36)最大,26℃时却以番茄寄主上R0值(74.36)最大,而木槿寄主上扶桑绵粉蚧种群净增殖率在同一温度条件下均居最低值;内禀增长率(rm)与周限增长率(λ)均以30℃棉花和番茄寄主上其值较大;种群倍增时间(t)和世代平均历期(T)均表现出随温度的下降而延长。本研究发现温度对扶桑绵粉蚧个体生长发育影响较大,但寄主植物对温度的影响效应具一定程度的稀释作用,以26℃~30℃、番茄和棉花对其生长发育较为适宜。2.不同温度下6种寄主转换模式的研究结果表明,30℃时,雌成虫全生育期、雄成虫全生育期及若虫期最长的处理均发生在木槿→棉花处理或番茄→棉花处理中,该现象也进一步表明适宜温度对个体发育历期的影响会消解寄主转换的影响。经寄主转换后,个体不同发育阶段的发育起点温度较转换前(单寄主)总体上呈现降低的趋势,由番茄转换至木槿上,其伪蛹的发育起点温度由单寄主时的19.48℃降至7.18℃、3龄期若虫的发育起点温度由17.70℃降至6.00℃,但有效积温较寄主转换前却增加。净增殖率(R0)在同一温度下不同寄主转换模式间受转换前寄主的持续影响较强,内禀增长率(rm)与R0正相关,30℃时,番茄→木槿的rm值最大(rm=0.19),而木槿→番茄(rm=0.11)和木槿→棉花(rm=0.09)的rm值较小。本研究发现同比转换前的单寄主上个体的发育历期,寄主植物转换后的世代历期整体上有延长趋势,但净增值率同比转换前的单寄主却减小。3.以木槿为扶桑绵粉蚧寄主植物,本文利用高通量测序平台对扶桑绵粉蚧若虫与成虫分别进行转录组测序,使用Trinity软件,将测序结果reads进行无参测序数据拼接,拼接获得扶桑绵粉蚧的转录组Unigene,对Unigene进行功能注释和GO、KEGG等蛋白质功能分类和代谢途径分析。利用RPKM方法测定扶桑绵粉蚧若虫与成虫基因表达的丰度,并进行显著性差异表达的基因分析。结果表明:若虫获得48223398对raw data reads共7.23G的测序总量,成虫获得85298908对raw data reads共12.79G。Trinity拼接结果获得了57456个转录本,43198个基因(序列总达45459125bp),其中最长为21289bp,最短为201bp。N50达到1776bp,表明拼接的gene质量较好。将拼接获得43198个gene使用BLAST方法进行基因功能注释后,其中有14416个注释到Swiss-Prot库,22397个注释到NR库,16874个注释到Pfam库,11572个注释到KEGG库,15581注释到KOG库,13190注释到GO库。注释到GO数据库中的13190个基因主要具有转录、转录调控、翻译、细胞分裂、自噬、信号转导、ATP结合、GTP结合等50多个功能。在KEGG数据库中获得注释的11572个基因,涉及新陈代谢、机体代谢、细胞过程、环境信息加工、遗传信息加工等通路。其中与扶桑绵粉蚧环境适应相关的gene有71个,主要是一些脱氢酶等。成虫和若虫相比,显著性差异表达的基因共有2303个,其中显著性差异上调表达的基因有93个,下调表达的有2210个。本研究对扶桑绵粉蚧成虫和幼虫进行转录组研究,获得大量的基因数据,为从基因和蛋白两个水平上更深层次研究外界环境条件对扶桑绵粉蚧影响奠定了基础。
【关键词】：扶桑绵粉蚧 寄主转换 温度 种群生命表 转录组
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S433
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 文献综述12-18
• 1.1 扶桑绵粉蚧基础生物学12-14
• 1.1.1 扶桑绵粉蚧的为害12-13
• 1.1.2 扶桑绵粉蚧的分布与扩散13
• 1.1.3 扶桑绵粉蚧的形态特征及生物学特性13-14
• 1.2 寄主植物对扶桑绵粉蚧的影响14-15
• 1.2.1 寄主植物对昆虫生长发育的影响14
• 1.2.2 扶桑绵粉蚧的寄主植物选择性14-15
• 1.3 温度对昆虫生长发育的影响15-16
• 1.4 昆虫转录组测序和基因表达分析16
• 1.5 研究目的及意义16-18
• 2 引言18-19
• 3 材料与方法19-23
• 3.1 实验材料19
• 3.1.1 供试虫源19
• 3.1.2 寄主植物19
• 3.2 实验方法19-23
• 3.2.1 不同温度条件下单寄主饲养对扶桑绵粉蚧个体生长发育的影响19-20
• 3.2.2 不同温度条件下寄主转换对扶桑绵粉蚧个体生长发育的影响20
• 3.2.3 26℃木槿饲养扶桑绵粉蚧转录组的分析20-23
• 3.2.3.1 供试虫源和寄主植物20
• 3.2.3.2 总RNA提取20-21
• 3.2.3.3 文库制备及高通量测序21
• 3.2.3.4 数据拼接21
• 3.2.3.5 功能注释21
• 3.2.3.6 基因表达水平分析21-23
• 4 结果与分析23-50
• 4.1 不同温度条件下单寄主植物对扶桑绵粉蚧个体生长发育的影响23-29
• 4.1.1 温度对扶桑绵粉蚧生长发育的影响23-26
• 4.1.2 扶桑绵粉蚧实验种群生命表26-29
• 4.2 不同温度条件下寄主转换对扶桑绵粉蚧个体生长发育的影响29-38
• 4.2.1 不同温度下寄主转换对扶桑绵粉蚧发育速率的影响29-32
• 4.2.2 扶桑绵粉蚧实验种群生命表32-38
• 4.3 26℃木槿饲养扶桑绵粉蚧转录组的分析38-50
• 4.3.1 木槿上扶桑绵粉蚧测序原始结果数据统计38-39
• 4.3.2 序列Trinity拼接39-41
• 4.3.3 Gene功能注释41-45
• 4.3.4 CDS预测分析45
• 4.3.5 基因表达水平分析45-50
• 5 讨论50-52
• 5.1 不同温度对扶桑绵粉蚧生长发育的影响50
• 5.2 单寄主及寄主转换对扶桑绵粉蚧生长发育的影响50-51
• 5.3 26℃木槿寄主饲养扶桑绵粉蚧的转录组测序分析51-52
• 参考文献52-59
• 致谢59-60
• 作者简介60

【参考文献】

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本文编号：574922