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梨小食心虫Grapholita molesta (Busck)是一种世界性的重要果树害虫,严重危害苹果、桃、梨等水果,给果业生产造成巨大的经济损失。该虫主要分布于欧洲、美洲、亚洲、澳洲、非洲的温带地区,从春季春暖花开到秋季果实飘香均严重发生。在这些地区、这些时间中,夏季高温常在30℃以上甚至高达近40℃,但研究表明梨小食心虫最适宜的发育温度范围为23-29℃。在全球变暖引发的极端高温发生频率和强度日益增加的背景下,梨小食心虫如何适应高温胁迫对其生存与繁衍至关重要,但国内外有关高温对梨小食心虫种群影响的研究资料很少。本论文从梨小食心虫对短期高温的耐受性和响应的生物学研究入手,深入研究热激蛋白在其抵抗高温胁迫过程中的表达模式,以期从理论上揭示短期高温对梨小食心虫的影响及其分子适应机制,为科学理解梨小食心虫的高温适应机制,制定合理的防控措施提供依据。获得的主要研究结果如下:1.梨小食心虫耐高温能力强,不同虫态耐高温能力不同试验结果表明,38℃以下短期高温处理对存活率无明显的不良影响,说明梨小食心虫有较高的温度耐受性。46℃胁迫1h后梨小食心虫则不能存活。在不同短期高温和时间处理下,梨小食心虫的存活率随处理温度的升高和暴露时间的延长而降低。在温度低于44℃条件下,不同虫态高温耐受力依次为蛹、成虫、卵。成虫在亚致死温度经短期高温锻炼后再次遇高温胁迫,其成活率显著提高,表明其有耐受高温的可塑性。卵和蛹在短期高温锻炼后成活率无显著变化。随胁迫温度的升高,梨小食心虫成虫寿命表现为增长的趋势。在同一温度下,雌雄虫寿命无显著差异。41℃高温胁迫1h后可致成虫休克,恢复活动并交配后,产卵量显著减少。进一步试验表明主要是雄虫受到了高温的影响,这在一定程度上表明雌虫比雄虫更耐高温。雌虫受高温胁迫后所产卵的孵化率与正常对照无显著差异。2.克隆了2个梨小食心虫热激蛋白基因分别克隆得到了梨小食心虫2个热激蛋白基因,命名为Gmhsp90(GenBank登录号:JX678980)和Gmhsp70(GenBank登录号:JX678981),其中Gmhsp90含有hsp90家族的全部5个签名序列,Gmhsp70含有hsp70家族的全部3个签名序列。推导的氨基酸序列与其他鳞翅目昆虫的热激蛋白氨基酸序列有很高的相似性。3.克隆了3个梨小食心虫持家基因先后克隆得到了α-tubulin基因命名为GmtuA(登录号:JX970946),β-tubulin基因命名为GmtuB(登录号:KJ027658)和GAPDH基因命名为GmGAPDH(登录号:KJ094948)。3个持家基因均含有各自家族的签名序列,其中GmtuA有2个,GmtuB有1个,GmGAPDH有1个。推导的氨基酸序列与其他昆虫的相应氨基酸序列有很高的相似性。在高温胁迫下表达稳定性分析表明,GmtuA和GmtuB稳定性较好,可以作为高温处理后梨小食心虫实时定量PCR的内参基因,而GmGAPDH稳定性较差。4.明确了梨小食心虫成虫Gmhsp90和Gmhsp70在高温胁迫条件下的表达模式研究结果表明,Gmhsp90和Gmhsp70均能被高温诱导,表达量随温度升高而增加,在梨小食心虫成虫应对高温胁迫过程中发挥着重要作用。雌虫Gmhsp90和Gmhsp70在诱导表达温度上低于雄虫,时间上早于雄虫,表明雌虫比雄虫对高温更为敏感。高温锻炼后的24h内,Gmhsp90和Gmhsp70的表达量均恢复到锻炼前的水平,表明Gmhsp90和Gmhsp70在停止高温胁迫后会降解。高温锻炼的梨小食心虫再次遇高温胁迫后Gmhsp90和Gmhsp70的表达时间早于未经锻炼的,表明锻炼能提高热激蛋白在梨小食心虫体内再次响应的速度。本研究表明梨小食心虫对高温有较强的耐受性,这可能是梨小食心虫能在温度差异很大的地区范围内广泛分布,且在炎热的夏季仍然能够大发生并造成严重危害的主要原因。