【摘 要】
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灰茶尺蠖Ectropis grisescens是茶园里主要的食叶类害虫,在我国各大产茶区都有分布,严重影响了茶树的产量和品质。昆虫视觉在其觅食、宿主识别、择偶和捕食性防御中起着重要作用,利用趋光行为进行害虫防治是常见的物理防治技术,但是昆虫的趋光机理非常复杂,其趋光行为与生理特征之间关系的研究太少还不够深入。本文采用超景深、光学和透射电镜等技术研究了灰茶尺蠖复眼的外部形态和内部结构,采用分子生物学
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灰茶尺蠖Ectropis grisescens是茶园里主要的食叶类害虫,在我国各大产茶区都有分布,严重影响了茶树的产量和品质。昆虫视觉在其觅食、宿主识别、择偶和捕食性防御中起着重要作用,利用趋光行为进行害虫防治是常见的物理防治技术,但是昆虫的趋光机理非常复杂,其趋光行为与生理特征之间关系的研究太少还不够深入。本文采用超景深、光学和透射电镜等技术研究了灰茶尺蠖复眼的外部形态和内部结构,采用分子生物学方法深入研究了灰茶尺蠖视觉基因的功能以及表达特征,为深入开展灰茶尺蠖趋光行为机制的研究提供理论基础,为田间物理防治技术的改进提供理论依据。主要研究结果如下:(1)灰茶尺蠖蛾复眼呈半球形,多数小眼呈六边形,少数为五边形。雌蛾复眼由2502(±105)个小眼组成,雄蛾复眼由3123(±78)个小眼组成。灰茶尺蠖蛾复眼属于重叠像眼,小眼结构包括以下几部分:角膜、晶锥、透明区构成的屈光层和15个视网膜细胞构成的感光层。灰茶尺蠖在明、暗环境中其复眼主要通过色素颗粒的纵向位移和晶锥的开闭来调节进光量,以适应外界的光强度的变化。(2)成功克隆得到灰茶尺蠖UV、Blue和长波视觉基因,命名为Eg-UV(Gen Bank登录号:ON055244)、Eg-BL(Gen Bank登录号:ON0552445和Eg-LW(Gen Bank登录号:ON055246),分别由1119、1149和1152个碱基组成,编码372、382和383个氨基酸组成的多肽。Eg-UV、Eg-BL和Eg-LW均具有7个跨膜拓扑结构,含有G-蛋白偶联受体家族和视蛋白视网膜结合位点的特征序列。同源性分析表明:鳞翅目昆虫的视蛋白氨基酸序列同源性较高。(3)本实验还证实了不同光周期可以影响视觉基因的表达。在L14:D10光周期下,Eg-UV的相对表达量在进入暗期后升高且在进入暗期9小时后达到高峰;Eg-BL和Eg-LW的相对表达量均在白天下降,夜晚升高。而在持续黑暗、持续光照条件下时,3种视觉基因的相对表达量均存在差异。在持续光照条件下,与正常光周期相比,Eg-UV和Eg-BL雌虫的相对表达量会在11点处出现一个表达高峰然后快速下调并一直处于下调状态,雄蛾则一直处于下调状态,Eg-LW雌雄蛾的相对表达量会在5点处达到高峰之后出现明显下调。说明3种视蛋白在持续光照水平下会受到抑制尤其对Eg-LW的影响更大。在持续黑暗条件下,Eg-UV、Eg-BL和Eg-LW的相对表达水平也略有下调处于被抑制状态。(4)本实验还证实了不同波长的光照处理也可以影响视觉基因的表达。Eg-UV在持续红光、蓝光、绿光条件下会使其表达量下调,Eg-BL在红光条件下其相对表达量被抑制、但在蓝光、绿光条件下相对表达量有所上升调。Eg-LW在持续红光、绿光条件下雌雄蛾的相对表达量有所升高,在绿光条件下雌雄蛾变化不大。
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