两种寄主植物对草地贪夜蛾生殖及卵黄原蛋白基因(Vg)表达的影响

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草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(英文名fall armywarm)属鳞翅目Lepidoptera夜蛾科Noctuidae,是一种起源于美洲热带和亚热带地区的重大迁飞性害虫。草地贪夜蛾的寄主植物范围极其广泛。目前国内外的研究中,未见明确报道不同的寄主植物对草地贪夜蛾成虫体内的能源物质的影响以及对生殖相关的基因特别是Vg基因表达的影响。本文选取草地贪夜蛾嗜食作物玉米和旱田常见杂草牛筋草作为研究对象,探索两种寄主植物对其生长发育、生殖相关指标、生殖系统的发育和成虫时期体内储存的能源物质含量的影响和差异;并采用荧光定量PCR技术测定取食两种寄主植物对草地贪夜蛾成虫体内的Vg基因相对表达量的影响。主要结果如下:1.取食两种寄主植物对草地贪夜蛾生长发育和生殖的影响草地贪夜蛾幼虫取食玉米和牛筋草后,生长发育和生殖相关指标均有显著的差异。其中幼虫的生长历期(d):玉米(15.49)<牛筋草(19.88);蛹期(d)差异不显著;蛹重(g):玉米(0.203)>牛筋草(0.162)。在生殖方面,成虫寿命(d)、单雌平均产卵量(粒)、腹内残余卵量(粒)均表现出显著的差异,均表现为:玉米(11.77d;1265.92粒/只;32.85粒/只)>牛筋草(9.99d;839.82粒/只;14.95粒/只);但在孵化率上,两者没有表现出显著差异。2.取食两种寄主植物对草地贪夜蛾成虫生殖系统发育的影响草地贪夜蛾成虫的生殖系统形态上,除乳白透明期和产卵末期时,两者卵巢管的长度差异不显著外(玉米:44.63 mm、16.12 mm;牛筋草:39.84 mm、13.22 mm),其他时期均表现出:玉米(49.44 mm;59.04 mm;59.17 mm)>牛筋草(43.23 mm;48.03mm;46.79 mm);雄虫精巢指数在羽化初期时达到最大值,后逐渐减小。除了Ⅳ级和Ⅴ级时两者差异不显著外,其余时期均表现为:玉米>牛筋草。3.取食两种寄主植物对草地贪夜蛾成虫体内能源物质含量的影响测定海藻糖含量时,除在雌虫卵巢卵黄沉淀期和雄虫精巢Ⅳ级时,两者含量差异不显著外,其余时期均全部表现为:玉米>牛筋草。测定可溶性蛋白含量时,除在雌虫卵巢产卵盛期和雄虫精巢Ⅳ级和Ⅴ级时,两者差异不显著外,其余时期均全部表现为:玉米>牛筋草。测定甘油三酯含量时,除在雌虫卵巢产卵末期和雄虫精巢Ⅳ级时,两者差异不显著外,其余时期均有显著的差异。其中雌虫在产卵盛期和雄虫Ⅴ级时表现为:牛筋草>玉米,其他时期全部表现为:玉米>牛筋草。4.草地贪夜蛾Vg基因的分子结构特征与表达模式利用荧光定量PCR技术进行测定,结果表明草地贪夜蛾Vg基因在雌成虫生殖系统中特异性高表达且显著高于雄虫。本次实验中,取食玉米的草地贪夜蛾雌成虫在乳白透明期、卵黄沉淀期和成熟待产期时的Vg基因的相对表达量均显著高于取食牛筋草的雌虫。本文研究取食不同寄主植物后,草地贪夜蛾生长发育和生殖相关指标的差异;成虫体内的能源物质的差异;生殖系统的发育水平差异以及雌虫卵巢中Vg基因相对表达量的差异。为研究在主要嗜食作物不充足的情况下,非作物植物是否可以成为草地贪夜蛾的中间寄主植物以及草地贪夜蛾对不同寄主植物的生理适应性,为田间草地贪夜蛾的预测预报和对其科学防治提供理论基础,也为明确草地贪夜蛾卵巢发育的分子机理奠定了一定基础。
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