外源调节因子对小菜蛾性信息素合成与感受通路基因表达的影响

发布时间：2020-06-08 00:23

【摘要】：小菜蛾(Plutella xylostella(L.))(鳞翅目:菜蛾科;Lepidoptera:Plutellidae)是全世界十字花科蔬菜为害最重的害虫,该虫繁殖力强、生活史短、遗传可塑性好、对各类农药抗性发展快,急需新的防治策略。成虫防治因其防效高、对环境和天敌影响小、经济效益高的优点而在小菜蛾防治中具有良好的应用前景。性信息素应用是成虫防治的重要手段。由于性信息素的合成及组分比例易受多种内外因素的影响,导致性信息素产品应用效果不稳定。因此研究多种内外因子对小菜蛾性信息素合成及感受通路基因的影响,进而寻找关键基因的调控途径,可望克服这一不足。基于此本论文研究了小菜蛾性信息素合成与感受通路基因表达动态,营养条件、交配、保幼激素类似物蚊蝇醚、保幼激素抑制剂早熟素Ⅱ对小菜蛾性信息素生物合成与感受通路基因表达的影响。本研究表明,小菜蛾性信息素生物合成与感受通路中,醇脱氢酶9(alcohol dehydrogenase9,AD9)、乙酰辅酶A羧化酶3(acetyl CoA carboxylase3,ACC3)、乙酰辅酶A羧化酶4(acetyl CoA carboxylase4,ACC4)、乙酰辅酶A羧化酶5(acetyl CoA carboxylase5,ACC5)、PBANR-C基因表达水平较高,Δ~(16)去饱和酶(Δ~166 desaturase,DES16)、乙酰转移酶7(acetyltransferases7,ACT7)、脂肪酰基还原酶6(fatty acyl reductase6,FAR6)、Δ~(12)去饱和酶(Δ~122 desaturase,DES12)、脂肪酰基还原酶5(fatty acyl reductase5,FAR5)、PBANR-B表达水平较低。多数基因表现节律性表达,如DES16、DES12、ACT7、FAR5、AD9与ACC3、ACC4、ACC5基因均在羽化12h或24h达到峰值,其后表达水平下降。但FAR6、PBANR-B、PBANR-C基因在实验期间表达水平一直较高,峰值同样不明显。与饲喂10%蜂蜜水相比,饲喂清水提高了ACT7、FAR6、DES12的表达,但未改变DES16、FAR5、AD9、ACC3、ACC4、ACC5、PBANR-B、PBANR-C基因的表达水平。饥饿则降低了DES16、FAR5、ACC3基因的表达,但未降低ACT7、FAR6、DES12、AD9、ACC4、ACC5、PBANR-B、PBANR-C基因的表达。交配后DES16、FAR5、AD9、ACC3、ACC4、ACC5、PBANR-B、PBANR-C基因表达水平未发生变化,ACT7、DES12基因表达水平提高,而FAR6基因的表达水平下降。蚊蝇醚处理试虫24h后,试虫DES16、ACT7、DES12、AD9、PBANR-B基因表达水平升高,FAR6基因表达水平降低,但FAR5、ACC3、ACC4、ACC5、PBANR-C基因表达水平保持不变。与此相反,早熟素Ⅱ处理24h后,试虫DES16、ACT7、FAR6、DES12、FAR5、ACC3基因表达水平下降,但ACC4、ACC5、PBANR-B、PBANR-C表达水平仍然保持不变。蚊蝇醚和早熟素Ⅱ、交配、饥饿、饲喂清水均会对小菜蛾性信息素合成与感受通路基因的表达产生不同程度的影响,但是其中的机理还有待进一步研究。
【图文】：

蛾类昆虫性信息素的释放腺体通常位于腹部的第 8 到第 9 体节之间，，由特化上皮细胞组成[35]。由于蛾类性信息素多数是具有偶数碳原子的直链化合物，因此推测这些化合物的生物合成途径是经由修饰的脂肪酸合成，具体路径见图 1[31,33]。合成类型 1 含氧信息素碳链的关键酶是脂肪酸合成酶，通过乙酰辅酶 A 羧化酶和脂肪酸合成酶的共同作用形成 16 碳或 18 碳的脂肪酸前体（图 1A）。对碳骨架的修饰包括利用脱饱和酶（特别是△11 去饱和酶）去饱和形成双键，形成不 1 雌蛾产生醇、醛和乙酸酯信息素成分的通用生物合成途径(Jurenka, 2004；唐睿和张钟宁，2ig. 1 (General biosynthetic pathways for the production of alcohol, aldehyde, and acetate ester pheromcomponents in female moths ( from Jurenka, 2004;Tang R, Zhang Z N, 2014))注：A:饱和脂肪酸的产生；B：产生单不饱和脂肪酸和通过限制性切割产生出合成醇类的中间产类与乙酸酯类信息素则是由氧化酶和乙酰转移酶分别作用产生的；C：粉纹夜蛾中乙酸酯类信息成分的合成途径。辅酶 A 的派生物被去饱和并乙酰化产生了乙酸酯。）(Notes:A: Production of saturated fatty acids; B: Production of monounsaturated fatty acids and limiteain shortening produces intermediate compounds that can be reduced to an alcohol.Aldehyde and aceester pheromones are produced by an oxidase and acetyl-transferase, respectively. Biosynthetic pathway for the production of the acetate ester pheromone components in the cabbage looth, Trichoplusia ni. The CoAderivatives are reduced and acetylated to form the acetate esters.Additiopheromone components include 12:OAc and 11 12:OAc.)

顺-11-十六碳烯醇图 2 小菜蛾性信息素 3 种主要成分的结构式tures of the 3 main components of sex pheromones i有机溶剂从小菜蛾雌蛾腹部提取出具有诱些提取物的主要活性成分为顺-11-十六碳酸酯(Z11-16:Ac)（结构见图 2），除此之外烯醇(Z11-16: OH)（结构见图 2）等[91]。也有酯(Z9-14: Ac) 对上述 3 种成分具有增效作研究发现 Z11-16:Ald 和 Z11-16:Ac 比例在4]试验认为 Z11-16:Ald 和 Z11-16:Ac 两种组Kawasaki[95]通过室内试验也发现小菜蛾雄2 到 5：5 的比例具有较高的反应活性。邓碳烯醛(Z11-16:Ald)、顺-11-十六碳烯乙酸酯-16:OH)以 7：3：1 比例、剂量为 50μg 时诱
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S433.4

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本文编号：2702226