论文部分内容阅读
Ascarosides是在线虫中发现的一类由线虫分泌的种内化学信息物质,调节其自身的行为和发育。近年来发现,在各种线虫种类中ascarosides广泛存在,在线虫行为和发育中起着重要的调控功能,但是ascarosides在昆虫领域研究甚少。松材线虫是我国重大外来入侵生物,与传播媒介松墨天牛之间形成了协同进化关系。进入冬季,松材线虫和松墨天牛老熟幼虫在同一微生境(松墨天牛蛹室)同时进入滞育。本研究发现松材线虫能产生ascarosides之外,更发现松墨天牛体表含有ascarosides组分,并使天牛维持在滞育幼虫期。因此,松材线虫和松墨天牛为化学通讯诱导滞育发育的普遍性和机制保守性提供了研究模式。本论文阐明了松墨天牛和松材线虫发育和滞育调控的种内／种间信息交流,将深入解析昆虫与线虫相互依赖的协同进化关系。主要研究结果如下：1.媒介松墨天牛的个体发育与松材线虫的发生密切相关对天王山(陕西省)、南麓山(陕西省)、将军山(江苏省)、乐山(浙江省)四个地点发生区的松墨天牛调查发现,北方调查区虽然具有更高的海拔和更低的气温和降水量,但松墨天牛幼虫和成虫个体都比南方大,松材线虫发生量也远远高于南方；松墨天牛化蛹更早。蛹室周围松材线虫Lm线虫量随松墨天牛幼虫的体重增大而增大；松墨天牛成虫携带的L。线虫量随松墨天牛成虫的体重增大而增大。为了进一步说明松材线虫对松墨天牛发育的影响,我们进一步对非生物因素相似的松材线虫发生区和非发生区的天牛成虫进行了调查对比,发现非发生区的松墨天牛个体显著小于发生区。2.松墨天牛体表含有一系列ascarosides,且asc-C9为天牛发育停滞信息素将不同温度下松墨天牛幼虫(包括低温幼虫、常温幼虫)进行体表ascarosides化学提取分析发现,低温幼虫比常温幼虫asc-C9含量更高；asc-C9能够显著抑制幼虫化蛹。说明天牛本身含有的asc-C9能够抑制自身发育,从而以老熟幼虫的状态准备越冬。3.松材线虫体表及蛹室特异ascarosides组分asc-C5, asc-ΔC6及asc-C6能够促进天牛的发育常温下,在含有大量松材线虫的人工蛹室中,天牛发育进程加快；用蛹室提取物处理天牛饲料,幼虫发育加快；对天然蛹室、人工蛹室及松材线虫含有的ascarosides进行化学提取分析发现,asc-C5、asc-ΔC6和asc-C6为线虫特异产生的ascarosides,这三种ascarosides组分均能够促进天牛幼虫化蛹,说明来年春季,大量松材线虫Lm聚集在松墨天牛蛹室周围,能通过分泌ascarosides化学调控来影响天牛的发育,使其能够更好地被天牛携带传播,从而更好地完成下一轮侵染循环。4.Asc-C9能够调控天牛保幼激素的浓度升高,使幼虫推迟化蛹；asc-△C6能够调控天牛蜕皮激素的浓度升高,使幼虫提前化蛹。综上,本研究结果推测ascarosides介导了松材线虫和松墨天牛的协同互作：低温时天牛分泌信息素asc-C9,保持发育停滞,过冬之后,天牛信息素分泌降低,松材线虫Lm聚集,使asc-C5.asc-△C6等发挥作用,促进天牛化蛹过程,使两者发育一致,获得更好的生存机会。