亚洲小车蝗适应典型草原生境研究

发布时间：2018-03-02 04:05

本文关键词： 亚洲小车蝗生境适应性食物选择性转录组水平生活力相关基因　出处：《中国农业科学院》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：亚洲小车蝗广泛分布于亚欧大陆草原,生态适应性强,对草原构成严重危害。其发生和危害,与人类活动和气候变化密切相关,本论文通过模拟与控制植物群落结构变化,运用转录组分析,qPCR定量测定技术,研究了不同生境中亚洲小车蝗种群特征和生态适应机制。结果如下:模拟典型草原优势种植物克氏针茅、羊草、冷蒿不同比例组成的群落结构,明确亚洲小车蝗食物选择特性,结果表明,亚洲小车蝗对特定植物的选择性指数与植物在群落中生物量百分比呈显著负相关(P0.05),在植物组成变化时,亚洲小车蝗保持相对固定的食物结构,对克氏针茅的取食量最大(50.0±6.56%),羊草次之(37.6±5.93%),冷蒿最少(12.3±2.56%)。在三种植物混合组成的植物群落中亚洲小车蝗体重/体长生长发育指标均显著高于由单种植物组成的群落(P0.05)。其营养生态位与混合植物群落中总生物量显著负相关(P0.05),符合最优取食理论。亚洲小车蝗对羊草、冷蒿的取食比例有显著差异,其中雌虫对羊草取食比例显著高于冷蒿(P0.05),雄虫对冷蒿取食比例显著高于羊草(P0.05)。且雄虫体重与植物群落中冷蒿比例呈显著正相关(P0.05),表明亚洲小车蝗雌、雄营养生态位发生分化。测定了亚洲小车蝗在克氏针茅、羊草、糙隐子草、冷蒿生境中的生物学和影响因素。结果表明:亚洲小车蝗生长发育表现出对生境适应的可塑性特征,糙隐子草生境和克氏针茅生境中亚洲小车蝗发育历期显著低于羊草生境和冷蒿生境(P0.05)。羊草生境中亚洲小车蝗种群体长、体重显著低于糙隐子草生境(P0.05)。冷蒿生境中亚洲小车蝗种群死亡率显著低于其他生境(P0.05)。相关分析表明,亚洲小车蝗生长发育与植物群落结构紧密相关,雌虫体重、体长与植物密度呈现显著负相关(P0.05),与植物多样性呈显著负相关(P0.05)。由此可见,食物是影响亚洲小车蝗生境选择的重要因素,而生境群落结构也是影响亚洲小车蝗生境选择的决定性因素。受植物群落结构影响,亚洲小车蝗在转录水平对不同生境表现出不同的生理响应。与禾本科植物为优势种的克氏针茅、糙隐子草生境相比,冷蒿生境中亚洲小车蝗在糖类、氨基酸、蛋白质等物质代谢,能量代谢,生长发育调控等通路中相关基因显著下调。基因差异分析表明,四个生境中有四个共同差异基因得到注释,分为别昆虫表皮蛋白、围食膜因子-1、β-葡萄糖苷酶/根皮苷水解酶、延伸抑制因子。相关分析表明,围食膜因子-1、β-葡萄糖苷酶/根皮苷水解酶在克氏针茅生境中表达量最高,分别与植物生物多样、植物高度性显著负相关(P0.05)。昆虫表皮蛋白在羊草生境中相对表达量最高,与蝗虫体长、体重、发育历期呈现负相关(P0.05),并与植物密度显著正相关(P0.05)。荧光定量PCR表明,亚洲小车蝗精氨酸激酶(arginine kinase)、腺苷酸蛋白激酶(adenosine monophosphate-activated protein kinase)、醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase)、卵黄原蛋白(vitellogenin)基因表达量与生活力密切相关,精氨酸激酶相对表达量与存活率呈现显著负相关(P0.05),卵黄原蛋白表达量与存活率呈现显著正相关(P0.05),腺苷酸蛋白激酶、醛脱氢酶相对表达量与发育速率显著负相关(P0.05)。这些基因与亚洲小车蝗生长发育关系可以用来预测和评价亚洲小车蝗的生活力与抗逆性。
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【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S812.6

【参考文献】