【摘 要】
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麦蛾Sitotroga cerealella Olivier是稻谷害虫中危害最大的储粮害虫之一。前期研究我们发现使用大蒜精油主要活性物质——二烯丙基三硫醚（Diallyl trisulfide,DAT）(LC10=0.01μL/L)处理麦蛾雄虫,与之交配雌性麦蛾产卵受抑制;进一步研究发现与之交配雌虫体内的精包明显变小,且精包内精子数量显著减少、精子活力显著降低。我们推测DAT抑制麦蛾产卵可能是降低
【基金项目】
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国家自然科学基金青年科学基金项目（编号:31871955）； 中央高校基本科研业务专项资金资助项目（编号:2662017JC032）；
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麦蛾Sitotroga cerealella Olivier是稻谷害虫中危害最大的储粮害虫之一。前期研究我们发现使用大蒜精油主要活性物质——二烯丙基三硫醚（Diallyl trisulfide,DAT）(LC10=0.01μL/L)处理麦蛾雄虫,与之交配雌性麦蛾产卵受抑制;进一步研究发现与之交配雌虫体内的精包明显变小,且精包内精子数量显著减少、精子活力显著降低。我们推测DAT抑制麦蛾产卵可能是降低了雄虫的生殖能力,但其具体作用机制尚不清楚。鉴于昆虫内分泌系统在昆虫生殖能力中的重要调控作用,因此,本论文以麦蛾雄虫为研究对象,以保幼激素和蜕皮激素为切入点,利用DAT(LC10=0.01μL/L)熏蒸处理初羽化的处女雄虫7 h,其后分别测定不同组织的蛋白含量（附腺、射精管、精巢）及其精子数量（精巢、贮精囊、射精管）、保幼激素和蜕皮激素滴度及其相关基因的表达,最后通过外源施加激素类似物,验证两个激素的功能。主要结果如下:1、麦蛾雄虫保幼激素及其相关基因对DAT的响应首先,我们检测了DAT熏蒸7 h后雄虫的精巢、射精管及雄性附腺三个组织的蛋白含量,结果表明:与对照相比,雄性附腺蛋白含量显著降低,精巢蛋白含量则显著上升,而射精管蛋白含量则无差异。其次,我们还检测了DAT熏蒸7 h后雄虫保幼激素滴度的变化,结果表明:保幼激素滴度在处理7 h时显著高于对照,其后保幼激素滴度恢复至对照水平,两者差异不显著。为进一步探究保幼激素滴度变化的原因,我们还测定了不同处理时间（熏蒸3 h、熏蒸7 h、熏蒸后4 h、熏蒸后8 h、熏蒸后12 h）雄虫保幼激素相关基因的表达水平。结果表明:保幼激素响应基因Kr-h1的表达趋势与保幼激素滴度趋势一致,熏蒸7 h其表达水平显著上调,其它时间点的表达水平与对照相比差异不显著;合成基因MVk在五个时间点,熏蒸后4 h其表达水平显著上调,其他时间的表达水平与对照相比差异不显著;JHMAT在检测的前三个时间点,其表达水平逐渐升高,在熏蒸后4 h其表达水平升至最大,且与对照差异极显著,其后恢复至对照水平;保幼激素代谢基因JHEH在熏蒸3 h时,其表达水平远远低于对照,两者差异达极显著水平,但在随后的三个时间点其表达水平与对照相比差异不显著。同时,Kr-h1、JHMAT、JHEH基因的组织表达模式亦表明三个基因均在精巢中高表达。最后,为验证保幼激素功能,我们检测了外源添加保幼激素类似物（Methoprene）后雄虫精巢、射精管及附腺等组织的蛋白含量,结果表明:点滴Methoprene 200 ng后24 h雄虫精巢蛋白含量显著高于丙酮对照组,但附腺、射精管蛋白的含量与对照相比差异不显著。2、麦蛾雄虫蜕皮激素及其相关基因对DAT的响应首先,我们检测了DAT熏蒸7 h后雄虫精巢、贮精囊、双射精管三个组织中精子数量的变化,结果表明:熏蒸7 h,DAT处理组精巢里的精子数量显著高于对照,但双管射精管中的精子数量则显著低于对照;熏蒸后4 h,DAT处理组贮精囊和双射精管中的精子数量都显著低于对照,其差异均达显著水平。同时,我们还监测了熏蒸结束后精巢到双射精管精子数量的动态变化情况,结果表明:无论是对照还是DAT处理组,随着时间的延长,精巢中的精子数量均逐渐减少,贮精囊、双射精管中精子数量逐渐增加,但DAT处理组精子数的变化则始终比CK组滞后,该结果表明DAT可能影响了精巢中精子的释放,使其在精巢中滞留,从而使得输送到贮精囊和双射精管中的精子数量减少。其次,我们还检测了DAT熏蒸7 h时雄虫蜕皮激素的滴度,结果表明:蜕皮激素滴度在处理7 h时显著低于对照水平,其后蜕皮激素滴度恢复至对照水平,两者差异不显著。进一步研究发现,雄虫蜕皮激素相关基因在不同处理时间（熏蒸3 h、熏蒸7 h、熏蒸后4 h、熏蒸后8 h、熏蒸后12 h）的表达量亦发生了不同的变化:在DAT熏蒸7 h、熏蒸后4 h两个时间点,蜕皮激素响应基因Ftz-f1基因表达量均显著低于CK组;蜕皮激素的合成基因Cyp302A1在DAT熏蒸3 h时的表达量显著低于CK,而合成基因Cyp315A1在熏蒸7 h时表达量则显著高于CK组,合成基因Cyp314A1在DAT熏蒸后4 h时表达量显著低于CK组。同时,蜕皮激素相关基因Ftz-f1和Cyp302A1的组织表达结果表明,这两个基因在雄虫的双射精管中表达量最高。最后,为验证蜕皮激素在精子释放过程中所起作用,我们还检测了外源添施加蜕皮激素（20E）后内生殖器官中精子的数量以及蜕皮激素响应基因Ftz-f1的表达量,结果显示:点滴外源20E 10μg后12 h可使精巢中的精子数量升高,双射精管中的精子数量减少,与对照相比差异显著;同时,点滴10μg 20E后12 h和24 h响应基因Ftz-f1的表达量均显著高于乙醇组。总之,根据我们的研究结果,我们推测DAT可能通过影响雄虫保幼激素和蜕皮激素的合成、代谢基因的表达,使得相应的激素水平发生紊乱,从而影响了雄性生殖能力的改变。以上研究结果为二烯丙基三硫醚调控雄性麦蛾生殖的机理研究提供了理论依据。
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