烟粉虱(Bemisia tabaci Gennadius)是一种在世界范围内为害严重的入侵性农业害虫。浅黄恩蚜小蜂(Encarsia sophiaGirault&Dodd)作为一种优势寄生蜂,在烟粉虱绿色防控中发挥了极为重要的作用,研究寄生蜂与寄主间的互作机制可以更好地挖掘和利用寄生蜂的控害潜能。本文以Q隐种烟粉虱及其浅黄恩蚜小蜂为研究对象,检测了寄生前后烟粉虱若虫体型和龄期发育的变化,通过对寄生后24h和72h的烟粉虱若虫进行转录组测序,发现了大量差异表达基因。选取丝氨酸蛋白酶抑制剂、表皮蛋白和柠檬酸合成酶等9个基因进行定量PCR验证,证实了转录组分析的可靠性。然后,检测了寄生后烟粉虱若虫海藻糖含量和酶活力的变化,揭示了浅黄恩蚜小蜂对烟粉虱的发育、物质代谢及免疫具有调控作用,为了解寄生蜂对半翅目害虫的调控机理以及寄主自身防御机制奠定基础。1.判断烟粉虱被成功寄生的方法——穿刺孔数量由于浅黄恩蚜小蜂和烟粉虱的体形均比较小,在寄生早期,很难确定是否寄生成功。为此,对寄生后6h、12h和24h产生寄生孔的烟粉虱进行解剖,分析具有1个、2个、3个和3个以上穿刺孔的烟粉虱被成功寄生的几率。结果表明,在寄生后6h时,穿刺孔数目越多,烟粉虱寄生率越高。而在其余时间点,穿刺孔数目与寄生率之间无明显关联性。同样数量穿刺孔的烟粉虱中,寄生后12h以后,寄生率趋于稳定,表明寄生时间和穿刺孔数量均对寄生率有一定影响。综合考虑,在寄生后12h之前,优先选择穿刺孔数量多的烟粉虱I作为寄生组;12h以后,有穿刺孔即可基本确定该烟粉虱被成功寄生。2.浅黄恩蚜小蜂寄生对烟粉虱若虫体型和发育的影响浅黄恩蚜小蜂对寄主的发育产生明显影响。测定了寄生后24h、48h和72h寄生组和对照组烟粉虱若虫的体长、体宽,并计算出相应的体积,结果表明浅黄恩蚜小蜂寄生对烟粉虱若虫体型变化无显著影响。同时在显微镜下观察了寄生后1d、2d、3d、4d和5d寄生组以及对照组烟粉虱若虫的发育情况,发现从第3d开始,寄生组和对照组烟粉虱发育进度出现差异,前者变缓慢;寄生后第4d,寄生组复眼明显分解,而对照组烟粉虱各组织器官基本形成;寄生后第5d,对照组烟粉虱进入伪蛹期,而寄生组体液逐渐减少,其体内能够明显看出寄生蜂幼虫的轮廓,表明浅黄恩蚜小蜂寄生能够抑制烟粉虱若虫进入伪蛹期,但在烟粉虱的外型上无明显变化。3.浅黄恩蚜小蜂寄生后烟粉虱的基因表达变化浅黄恩蚜小蜂寄生后对烟粉虱的基因表达具有显著调控作用,这也是其成功寄生的基础。选择寄生后24h和72h作为研究浅黄恩蚜小蜂对烟粉虱基因表达调控的时间点,结果发现烟粉虱若虫1,284条基因的表达量在寄生组与对照组中存在显著性差异,其中852条显著上调,630条显著下调。进一步分析表明与烟粉虱免疫防御反应相关的基因在寄生后24h和72h均发生显著上调,表明烟粉虱启动了免疫和防御反应。寄生后72h,涉及烟粉虱细胞免疫、体液免疫、细胞迁移的一些基因以及调控保护酶合成的基因出现显著下调,可能是浅黄恩蚜小蜂对烟粉虱的免疫反应进行了抑制。寄生后72h,寄生蜂显著抑制了寄主蛹表皮蛋白、芳基贮存蛋白等基因的表达,促进了幼虫表达蛋白基因的上调,表明寄生延缓了烟粉虱的生长发育,与上一章节观察中发现烟粉虱若虫无法进入伪蛹期的结果相一致。此外,浅黄恩蚜小蜂寄生还诱导寄主硬脂酸辅酶A还原酶以及胰岛素分泌及信号通路相关基因发生过量表达,说明寄生蜂对烟粉虱的营养代谢进行了调控。而烟粉虱体内参与呼吸作用和三羧酸循环的基因发生过量表达,表明寄生蜂寄生可能调控寄主的能量代谢。寄生后72h参与代谢的基因数量和种类多于24h,可能与寄生蜂在该时期对能量的需求更大有关。4.浅黄恩蚜小蜂寄生对烟粉虱若虫海藻糖含量及海藻糖酶活力的影响海藻糖是昆虫血液和胸肌中的主要糖类,必须被海藻糖酶分解成葡萄糖才能用于糖酵解,以满足昆虫的能量需求。海藻糖酶也是昆虫几丁质合成通路中的关键酶。浅黄恩蚜小蜂显著影响了烟粉虱体内海藻糖含量以及海藻糖酶的活性。寄生后,烟粉虱体内海藻糖含量先升高后降低,而海藻糖酶活性变化则与海藻糖变化趋势相反。含量及酶活力变化的转折点是寄生后24h,该时间点可能是浅黄恩蚜小蜂调控的关键时期。对照组烟粉虱若虫的海藻糖酶活力及其海藻糖含量也出现较大波动,表明海藻糖酶活力和海藻糖含量在个体之间存在明显的差异,但寄生对海藻糖酶的影响与个体间差异不同。寄生后,海藻糖含量以及海藻糖酶的活性均发生了明显的变化,表明浅黄恩蚜小蜂调控了烟粉虱的能量代谢及几丁质合成,从而可能影响到寄主的发育。寄生蜂对寄主海藻糖的调控作用是保证其成功寄生的关键之一。