韭菜迟眼蕈蚊不同日龄雄虫交配能力及性别基因transformer-2的克隆与表达

发布时间：2020-10-19 20:33

　　 韭菜迟眼蕈蚊(Bradysia odoriphaga Yang et Zhang)的幼虫俗称韭蛆,是我国特有的蔬菜地下害虫,主要分布在河北、山东、天津、辽宁和甘肃等中国的北部城市。该虫可为害7科30多种植物,尤其喜欢取食韭菜、葱、蒜等百合科蔬菜。在不采取任何防治措施的情况下,韭蛆可导致韭菜减产50%左右,严重时甚至毁种或绝收。目前,关于韭菜迟眼蕈蚊的研究主要集中在生物学和防控等两大方面,然而,好的防治效果需要建立在对韭菜迟眼蕈蚊早预防、早发现和早防控的基础上。若能明确韭菜迟眼蕈蚊的交配能力,有助于提高其性信息素监控水平。另外,韭菜迟眼蕈蚊雌性成虫的后代存在全雌或全雄等明显的性别偏移现象。若能阐明韭菜迟眼蕈蚊后代性别的决定机制,有助于揭示其暴发机理。正是出于上述两方面的目的,本文在温度25℃、湿度70±5%、光周期L:D=14:10的条件下研究不同日龄下韭菜迟眼蕈蚊雄虫的交配能力及其对雌虫生殖力的影响;同时,克隆在其它昆虫中已经报道可能参与性别决定的基因transformer-2(tra-2),并分析其生物学信息,以及其在韭菜迟眼蕈蚊不同发育阶段和温度胁迫条件下的转录水平。结果表明:(1)明确了韭菜迟眼蕈蚊雄虫的日龄对其交配能力和雌虫生殖力的影响。在未交配条件下,韭菜迟眼蕈蚊雌雄成虫的平均寿命无显著差异,其中雄虫为4.5d,雌虫为4.2 d;雄虫一生最多可交配13次,且随着雄虫日龄增加,与雌虫交配的次数减少;随着雄虫交配次数增加,与雌虫交配的时间延长,最长达97 min;交配时雄虫的日龄对雌虫的产卵量和卵孵化率并没有影响,但是雄虫的交配次数与雌虫的产卵量和卵孵化率相关,尤其当雄虫交配次数超过8次时,雌虫的产卵量和卵孵化率显著下降。(2)克隆与表达了韭菜迟眼蕈蚊Biotra-2基因序列。保守结构域分析表明,Biotra-2基因包含tra-2基因特有的保守功能区RRM-TRA2。通过进化树分析发现Biotra-2首先和Bradysia coprophila的tra-2基因聚为一支,然后再与sciara ocellaris的tra-2基因聚在一起;与埃及伊蚊Aedes aegypti、果蝇Drosophila melanogaster亲缘关系最远。Biotra-2基因在韭菜迟眼蕈蚊中无性别特异性。(3)阐明了Biotra-2基因在韭菜迟眼蕈蚊不同发育阶段和温度胁迫条件下的转录水平。Biotra-2基因在韭菜迟眼蕈蚊不同发育阶段的表达量不同。随着卵期推移,tra-2基因在卵中的表达量下降,0-2 h的卵中表达量最高,48 h的卵中表达量最低;随着温度升高,tra-2基因在卵中的表达量下降,20℃产的卵中表达量最高,25-30℃产的卵中表达量极显著降低。Biotra-2基因在韭菜迟眼蕈蚊卵期、1龄幼虫期雌雄表达差异不显著,2、3龄幼虫期和蛹期的雌雄之间表达差异显著,4龄幼虫期和成虫期的雌雄个体之间表达量差异极显著。整体而言,tra-2基因在雌幼虫晚期表达丰度最低,雌成虫中的表达丰度最高。本研究阐明了韭菜迟眼蕈蚊生殖行为特点,以及参与性别决定相关基因Biotra-2在其不同发育阶段和温度胁迫条件下的转录水平,为解释该虫的暴发机理和应用其性信息素提供了理论参考数据。
【学位单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S436.33
【部分图文】：

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本文编号：2847693