华北大黑鳃金龟识别寄主植物挥发物的外周嗅觉感受机制
发布时间：2021-08-07 08:29
华北大黑鳃金龟（Holotrichia oblita Faldermann）是一种严重危害我国北方地区农作物的地下害虫。该昆虫具有分布范围广、食性杂、为害严重等特点,长期以来,使用农药等传统方法对其进行防控的效果不佳,同时造成了土壤环境破坏、天敌死亡等多种潜在威胁。因此,寻找一种对华北大黑鳃金龟的绿色高效防控手段已经迫在眉睫。近年来,越来越多的研究者从逆向化学生态学入手,通过研究昆虫对寄主植物挥发物的外周嗅觉识别机制来开发昆虫的行为调控剂。本文以华北大黑鳃金龟成虫为研究对象,首先确定其寄主植物挥发物的种类,并通过触角电位和Y管行为学实验初步筛选对华北大黑鳃金龟行为有显著吸引的化合物,为开发有效的行为调控剂提供候选化合物;随后探究气味受体（OR）和感受神经元膜蛋白（SNMP）在华北大黑鳃金龟识别功能性化合物过程中发挥的作用,从而明确华北大黑鳃金龟对功能性寄主植物挥发物的外周嗅觉感受机制,为华北大黑鳃金龟的防治和开发有效的行为调控剂具有指导意义。主要结果如下:（1）对华北大黑鳃金龟25种寄主植物的150种挥发物进行成虫触角电位反应实验,结果显示,华北大黑鳃金龟的成虫触角在化合物浓度为1μg...
【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
植物-昆虫之间的信息交流[18]
东北师范大学硕士学位论文4图1-2气味的转运过程[67]Fig1-2Odortransportprocess1.3气味受体(OR)昆虫是研究嗅觉系统的理想生物模型，因为昆虫在神经系统的控制下显示出的嗅觉驱动行为要比哺乳动物简单得多[34]。例如，在疟疾蚊子——冈比亚按蚊（Anophelesgambiae）中，通过检测人类皮肤中多种化学信号（包括乳酸、氨以及呼出气体中的二氧化碳），从而进行宿主定位。在烟草天蛾（Manducasexta）中，性信息素可以诱使几英里以外的雄性个体开始刻板的飞行，以追求其潜在的伴侣[30]。昆虫嗅觉系统的解剖学和生理学特性已在蝗虫[31]、蟑螂、飞蛾和蜜蜂[32]等多个物种中得到了深入的研究[33][35]。气味受体（OR）是昆虫中重要的化学感觉受体家族成员之一，负责感受外界环境中的多种挥发性气体分子[36]。1999年，昆虫的首个OR基因在果蝇中发现[37][39]。随着学者对果蝇，冈比亚按蚊和家蚕（Bombyxmori）等昆虫嗅觉的研究，昆虫的ORs及其同源配体的蛋白质序列的可用数据在不断增长，这为更好的解释昆虫嗅觉得分子识别问题提供了必要理论基础[38][40]。从线虫到脊椎动物，OR大多是有七个跨膜区的G蛋白偶联受体（GProtein-CoupledReceptors，GPCR），能通过与特异性气味分子的结合而被激活[41]。合适的配体与经典GPCR的结合被认为可诱导GPCR构象变化，从而触发G蛋白活化和第二信使的生成。有研究表明，在果蝇中，没有遵循经典的GPCR途径，当
东北师范大学硕士学位论文13合物刺激，每种化合物刺激三次，每次刺激之间间隔2min。按顺序依次进行化合物刺激，在进行10种化合物刺激后，重复测试石蜡油对照，测试触角的敏感度。（6）选取触角电位反应排名前六的化合物，进行浓度梯度测试。图2-1EAG各部件连接示意图A.微动操纵仪B.DC/AC放大器C.刺激气体控制装置D.显示器及打印机E.双目实体显微镜F.巴斯德管G.触角H.脚踏板Fig2-1EAGcomponentsconnectiondiagramA.Micro-motionmanipulatorB.DC/ACPreamplifierC.StimulationgascontroldeviceD.MonitorsandprintersE.BinocularsolidmicroscopeF.PasteurtubeG.antennaH.Footpedal2.1.3.2Y管行为学实验操作选取EAG相对反应值排名前三的化合物进行嗅觉选择行为学实验。操作如下：取一个直径为2cm主臂长7cm双臂长6cm的Y型管，洗净随后放入烘箱内60℃热风烘30min去除Y管内残留的其他化合物。将Y型管的两臂与纯净空气相通，在两臂的端部分别放置一条滤纸条，一端的滤纸条加入20μL的石蜡油作为对照，另外一端的滤纸条加入20μL的待测化合物，将待测虫子放置在Y型管的中间通道，在红光灯照射的条件下，待昆虫稳定后，开始计时，当昆虫到达Y型管的任意一臂的中间位置，并停留时长达到1min，记为有效选择，若昆虫5min内未进行选择，则记为未选择。每种待测化合物需要用70头华北大黑鳃金龟成虫（雌雄各半）进行测试，为了避免误差，每测试3-4头成虫，需要变换对照和化合物的方向。实验完成后，需要用酒精将两臂擦干净，在自
【参考文献】：
期刊论文
[1]华北大黑鳃金龟植物源引诱剂配方筛选及引诱效果[J]. 李晓峰,曹雅忠,尹姣,张帅,李金桥,李克斌. 植物保护学报. 2020(01)
[2]昆虫外周嗅觉系统信号转导机制研究进展[J]. 杜立啸,刘杨,王桂荣. 中国科学:生命科学. 2016(05)
[3]河南部分地区花生田地下害虫发生情况调查[J]. 罗宗秀,李克斌,曹雅忠,尹姣,张杰,张静涛,尚光强. 植物保护. 2009(02)
[4]昆虫触角感器的种类及其生理生态学意义[J]. 那杰,于维熙,李玉萍,董鑫,焦娇. 沈阳师范大学学报(自然科学版). 2008(02)
[5]京郊草坪蛴螬的种类和为害特点[J]. 罗晨,郭晓军,张芝利. 昆虫学报. 2008(01)
[6]蓖麻叶对华北大黑鳃金龟引诱作用的研究[J]. 张艳玲,袁萤华,原国辉,郭线茹,罗梅浩. 河南农业大学学报. 2006(01)
[7]蔗扁蛾触角扫描电镜观察[J]. 沈杰,楼兵干,沈幼莲,高其康. 浙江林业科技. 2005(06)
[8]铜绿丽金龟成虫防治方法[J]. 兰杰,秦河,康小龙,李华清,穆素华. 四川林业科技. 2001(03)
[9]花生田金龟防治技术研究[J]. 宋协松,宋文武,张吉民,刘元文,葛宝明. 华东昆虫学报. 1996(01)
本文编号：3327451
【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
植物-昆虫之间的信息交流[18]
东北师范大学硕士学位论文4图1-2气味的转运过程[67]Fig1-2Odortransportprocess1.3气味受体(OR)昆虫是研究嗅觉系统的理想生物模型，因为昆虫在神经系统的控制下显示出的嗅觉驱动行为要比哺乳动物简单得多[34]。例如，在疟疾蚊子——冈比亚按蚊（Anophelesgambiae）中，通过检测人类皮肤中多种化学信号（包括乳酸、氨以及呼出气体中的二氧化碳），从而进行宿主定位。在烟草天蛾（Manducasexta）中，性信息素可以诱使几英里以外的雄性个体开始刻板的飞行，以追求其潜在的伴侣[30]。昆虫嗅觉系统的解剖学和生理学特性已在蝗虫[31]、蟑螂、飞蛾和蜜蜂[32]等多个物种中得到了深入的研究[33][35]。气味受体（OR）是昆虫中重要的化学感觉受体家族成员之一，负责感受外界环境中的多种挥发性气体分子[36]。1999年，昆虫的首个OR基因在果蝇中发现[37][39]。随着学者对果蝇，冈比亚按蚊和家蚕（Bombyxmori）等昆虫嗅觉的研究，昆虫的ORs及其同源配体的蛋白质序列的可用数据在不断增长，这为更好的解释昆虫嗅觉得分子识别问题提供了必要理论基础[38][40]。从线虫到脊椎动物，OR大多是有七个跨膜区的G蛋白偶联受体（GProtein-CoupledReceptors，GPCR），能通过与特异性气味分子的结合而被激活[41]。合适的配体与经典GPCR的结合被认为可诱导GPCR构象变化，从而触发G蛋白活化和第二信使的生成。有研究表明，在果蝇中，没有遵循经典的GPCR途径，当
东北师范大学硕士学位论文13合物刺激，每种化合物刺激三次，每次刺激之间间隔2min。按顺序依次进行化合物刺激，在进行10种化合物刺激后，重复测试石蜡油对照，测试触角的敏感度。（6）选取触角电位反应排名前六的化合物，进行浓度梯度测试。图2-1EAG各部件连接示意图A.微动操纵仪B.DC/AC放大器C.刺激气体控制装置D.显示器及打印机E.双目实体显微镜F.巴斯德管G.触角H.脚踏板Fig2-1EAGcomponentsconnectiondiagramA.Micro-motionmanipulatorB.DC/ACPreamplifierC.StimulationgascontroldeviceD.MonitorsandprintersE.BinocularsolidmicroscopeF.PasteurtubeG.antennaH.Footpedal2.1.3.2Y管行为学实验操作选取EAG相对反应值排名前三的化合物进行嗅觉选择行为学实验。操作如下：取一个直径为2cm主臂长7cm双臂长6cm的Y型管，洗净随后放入烘箱内60℃热风烘30min去除Y管内残留的其他化合物。将Y型管的两臂与纯净空气相通，在两臂的端部分别放置一条滤纸条，一端的滤纸条加入20μL的石蜡油作为对照，另外一端的滤纸条加入20μL的待测化合物，将待测虫子放置在Y型管的中间通道，在红光灯照射的条件下，待昆虫稳定后，开始计时，当昆虫到达Y型管的任意一臂的中间位置，并停留时长达到1min，记为有效选择，若昆虫5min内未进行选择，则记为未选择。每种待测化合物需要用70头华北大黑鳃金龟成虫（雌雄各半）进行测试，为了避免误差，每测试3-4头成虫，需要变换对照和化合物的方向。实验完成后，需要用酒精将两臂擦干净，在自
【参考文献】：
期刊论文
[1]华北大黑鳃金龟植物源引诱剂配方筛选及引诱效果[J]. 李晓峰,曹雅忠,尹姣,张帅,李金桥,李克斌. 植物保护学报. 2020(01)
[2]昆虫外周嗅觉系统信号转导机制研究进展[J]. 杜立啸,刘杨,王桂荣. 中国科学:生命科学. 2016(05)
[3]河南部分地区花生田地下害虫发生情况调查[J]. 罗宗秀,李克斌,曹雅忠,尹姣,张杰,张静涛,尚光强. 植物保护. 2009(02)
[4]昆虫触角感器的种类及其生理生态学意义[J]. 那杰,于维熙,李玉萍,董鑫,焦娇. 沈阳师范大学学报(自然科学版). 2008(02)
[5]京郊草坪蛴螬的种类和为害特点[J]. 罗晨,郭晓军,张芝利. 昆虫学报. 2008(01)
[6]蓖麻叶对华北大黑鳃金龟引诱作用的研究[J]. 张艳玲,袁萤华,原国辉,郭线茹,罗梅浩. 河南农业大学学报. 2006(01)
[7]蔗扁蛾触角扫描电镜观察[J]. 沈杰,楼兵干,沈幼莲,高其康. 浙江林业科技. 2005(06)
[8]铜绿丽金龟成虫防治方法[J]. 兰杰,秦河,康小龙,李华清,穆素华. 四川林业科技. 2001(03)
[9]花生田金龟防治技术研究[J]. 宋协松,宋文武,张吉民,刘元文,葛宝明. 华东昆虫学报. 1996(01)
本文编号：3327451
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