灰飞虱(Small brown planthopper,SBPH),Laodelphax striatellus(Fallen)属于半翅目,飞虱科,是重要的农业害虫之一,主要分布在温带、亚热带地区,可危害多种禾本科作物,不仅刺吸危害作物,还能传播作物病毒病。杀菌剂如井冈霉素、多菌灵由于毒性低、残留低、成本低、防效好等特点,常被用于防治水稻纹枯病等病害。已有研究发现井冈霉素抑制灰飞虱生殖,相反多菌灵刺激灰飞虱生殖。杀虫剂三唑磷是一种典型的引起灰飞虱再猖獗现象的杀虫剂。本试验将井冈霉素、多菌灵和三唑磷以混合的方式来处理灰飞虱,通过前期产卵实验得出这三种药剂混合处理,表现出刺激其生殖和抑制其生殖两种相反的结果。为了探究其原因,我们进行了一系列生理生化的试验,并对转录组数据筛选出的与生殖相关的基因RPL8和RPS2进行RNAi干扰,验证这两个基因在药剂混合处理后对灰飞虱生殖的影响及机制。1、药剂混合处理对灰飞虱生殖的影响井冈霉素与多菌灵混合处理3龄灰飞虱若虫后,与空白对照相比,单雌产卵量增加约32.5%,产卵历期延长约29.5%,雌虫寿命延长约19.1%,该处理对灰飞虱产卵前期无明显差异;卵巢蛋白质、甘油三酯、可溶性糖含量分别增加74.7%、30.4%和33.8%;体重、体长、腹部产卵瓣长度分别增加约9.9%、3.4%和35.2%。上述结果表明井冈霉素与多菌灵混合处理对灰飞虱生殖力、营养物质、生理学指标均起调控作用。井冈霉素与多菌灵先后、井冈霉素与三唑磷混合和井冈霉素与三唑磷先后处理后灰飞虱3龄若虫,与空白对照相比,单雌产卵量分别下降约25.5%、58.6%和45.2%,产卵前期分别延长约28.9%、56.5%和79.7%,产卵历期缩短约18.6%、37.9%和32.6%,雌虫寿命分别缩短约5.0%、13.1%和1.7%,卵巢蛋白质含量分别下降约27.3%、39.8%和38.3%、甘油三酯含量分别下降约15.0%,25.2%,26.8%,可溶性糖含量分别下降约10.4%、6.4%和25.9%,体重分别下降约3.2%、8.4%、9.7%,体长分别下降约3.3%、21.4%、14.8%,腹部产卵瓣分别下降4.6%、7.6%、6.6%。上述结果表明冈霉素与多菌灵先后、井冈霉素与三唑磷混合和井冈霉素与三唑磷先后处理后对灰飞虱生殖力、营养物质、生理学指标起调控作用。2、RPL8和RPS2在药剂混合处理影响灰飞虱生殖中的功能研究转录组学分析表明井冈霉素+多菌灵混合喷施后能够引起灰飞虱核糖体大亚基蛋白L8(RPL8)的表达量上调,而井冈霉素与多菌灵先后、井冈霉素与三唑磷混合和井冈霉素与三唑磷先后处理则引起灰飞虱核糖体小亚基蛋白S2(RPS2)表达量的下调。利用RNAi技术研究了井冈霉素与多菌灵混合处理灰飞虱后基因RPL8在生殖过程的作用。井冈霉素与多菌灵混合+dsRPL8处理3龄灰飞虱若虫,与空白对照组、井冈霉素与多菌灵混合+dsGFP、井冈霉素与多菌灵混合处理组相比,井冈霉素与多菌灵混合+dsRPL8处理组基因表达量分别下降了 75.2%、81.7%和82.0%;灰飞虱单雌平均产卵量64.4%、71.1%和72.9%;雌虫产卵前期延长了 35.3%、100%、54.4%;雌虫产卵历期缩短了 47.0%、58.6%和59.2%;雌虫寿命缩短了 3 8.2%、45.5%和48.2%。Vg表达量分别下降了 75.1%、82.5%和83.2%。井冈霉素与多菌灵混合时井冈霉素的抑制生殖效应被多菌灵的刺激生殖效应取代,表现出刺激灰飞虱生殖效应,产卵量增加、产卵前期缩短、产卵历期延长、雌虫寿命延长,RPL8表达量上调,Vg表达量上调;而井冈霉素与多菌灵混合处理后dsRPL8灰飞虱雌虫产卵量下降,产卵前期、历期延长,雌虫寿命延长,Vg基因表达量下降,表明基因RPL8在井冈霉素与多菌灵混合处理灰飞虱后发挥重要作用。利用RNAi技术研究了基因RPS2在井冈霉素与多菌灵先后、井冈霉素与三唑磷混合、井冈霉素与三唑磷先后处理灰飞虱生殖过程的作用。与空白对照组、井冈霉素与多菌灵先后处理、井冈霉素与三唑磷混合、井冈霉素与三唑磷先后处理组以及空白对照+dsGFP组相比,空白对照+dsRPS2后基因表达量分别下降约80.9%、75.2%、60.1%、66.4%、82.4%;雌虫产卵量下降了 70.4%、65.2%、53.7%、60.2%、71.2%;雌虫产卵前期分别延长了 74.0%、48.3%、13.3%、16.3%、62.5%;产卵历期则分别缩短了 55.1%、49.3%、35.5%、39.9%、57.3%;雌虫寿命则分别缩短了 31.0%、36.3%、19.0%、24.2%、33.2%;RPS2相对表达量下降了 80.9%、77.7%、69.2%、73.7%、82.4%,Vg基因表达量下降了 78.8%、71.0%、61.3%和67.9%、80.6%。总的来说,井冈霉素与多菌灵先后处理组,先喷井冈霉素,24h后再喷施多菌灵时,井冈霉素先产生抑制作用,再喷施多菌灵时仍未发挥多菌灵刺激生殖效应,基因RPS2、Vg表达量下调;井冈霉素与三唑磷混合处理后,由于井冈霉素对灰飞虱生殖存在抑制作用且三唑磷处理初期对灰飞虱有抑制作用,导致药剂混喷后抑制灰飞虱生殖力,基因RPS2、Vg表达量下调;井冈霉素与三唑磷先后处理组,先喷井冈霉素,24h后再喷施三唑磷,仍能抑制灰飞虱生殖,基因RPS2、Vg表达量下调;而空白对照+dsRPS2后灰飞虱雌虫产卵量下降,产卵前期、产卵历期延长,雌虫寿命缩短,基因RPS2、Vg表达量下降。这些结果表明,在井冈霉素与多菌灵先后、井冈霉素与三唑磷混合、井冈霉素与三唑磷先后处理后基因RPS2在灰飞虱生殖起重要作用。