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害虫种群对高低温环境和杀虫微生物抵抗力的多样性有利于提升害虫抗逆性,然而这方面的研究报道较少。斜纹夜蛾Spodoptera(Fabricius)又称莲纹夜蛾,属鳞翅目夜蛾科。是世界性分布的多食性、暴食性害虫,常给农业生产带来惨重损失。粘质沙雷氏菌、斜纹夜蛾核型多角体病毒等广泛存在于自然界,是斜纹夜蛾重要的致病微生物。前期已发现斜纹夜蛾安徽和县种群内不同家系对杀虫微生物的敏感性存在差异,且这种差异因微生物种类的不同而异。在此基础上,本文进一步研究更多斜纹夜蛾种群内不同家系对杀虫微生物敏感性的差异,同时研究各种群内不同家系的斜纹夜蛾对高低温敏感性的多样性,继而分析抗逆性不同的斜纹夜蛾各家系体内共生菌感染及抗菌肽基因的表达差异,以丰富昆虫与杀虫微生物协同进化理论,解析昆虫对环境的适应对策,并为害虫的高效生物防治提供理论指导。
(1)斜纹夜蛾种群内抗高低温能力的差异:为明确斜纹夜蛾种群内不同家系对抗高低温能力的多样性,本文比较了斜纹夜蛾湖南隆回、江苏宜兴、山东寿光种群内不同家系对高低温敏感性的差异。首先对三个地理种群的斜纹夜蛾进行单独配对来建立家系,每个地理种群选取繁殖力差异较大的三个家系进行抗逆性比较。通过高温致死和-6℃低温胁迫实验.比较它们的抗高低温能力的差异。结果发现:湖南隆回种群内对抗高温、抵抗低温胁迫的能力没有显著性差异。江苏宜兴种群内临界最高温度(CTmax)存在显著性差异,Y2的CTmax显著低于Y1、Y4家系;受低温胁迫后,其敏感性也存在显著性差异,Y4对低温的抵抗力显著低于Y1家系。山东寿光种群内CTmax具有显著性差异,S16的CTmax显著高于S10家系;受低温胁迫后也存在显著性差异,S16对低温的抵抗力显著低于S10家系。地理种群、地理种群和家系的交互作用对斜纹夜蛾的抗高温能力具有显著性的影响,地理种群、家系对斜纹夜蛾的耐低温能力有显著性影响。
(2)斜纹夜蛾种群内对病原微生物敏感性的差异:为明确斜纹夜蛾种群内不同家系对斜纹夜蛾核型多角体病毒、杀虫细菌粘质沙雷氏菌敏感性的差异,比较了7.5×107PIB/ml的斜纹夜蛾核型多角体病毒(SpltNPV)悬浮液、1×108cfu/mL粘质沙雷氏菌液对斜纹夜蛾不同家系的致病力。结果表明:湖南隆回种群内不同家系对SpltNPV的敏感性没有显著性差异;江苏宜兴种群中,Y4家系对SpltNPV的敏感性显著低于Y1、Y2;山东寿光种群中,S23家系对SpltNPV敏感性显著低于S10和S16。湖南隆回种群的三个家系中,H29对粘质沙雷氏菌的敏感性显著高于H8、H22家系;但江苏宜兴、山东寿光种群的各个家系中,对粘质沙雷氏菌的敏感性不存在显著性差异。家系对SpltNPV侵染斜纹夜蛾后的敏感性具有显著影响;但地理种群、家系、地理种群和家系的交互作用均显著影响了粘质沙雷氏菌侵染斜纹夜蛾后的敏感性,表明斜纹夜蛾种群内对杀虫微生物的敏感性存在丰富的多样性。
(3)斜纹夜蛾体内共生菌与抗逆性的相关性:为探索斜纹夜蛾体内共生菌与宿主抗逆性的相关性,比较研究了三个地理种群不同家系的斜纹夜蛾体内7种共生菌的携带情况。结果发现,三个地理种群各家系斜纹夜蛾体内都仅含有共生菌Serratia,且携带率为100%,未发现种群内抗逆性差异与宿主体内Serratia的感染率有相关性。
(4)抗菌肽基因在斜纹夜蛾抗核型多角体病毒中的作用:为明确斜纹夜蛾感染核型多角体病毒后,不同家系体内抗菌肽基因Moricin和Cecropin相对表达量的差异。本实验通过饲毒法使斜纹夜蛾感染核型多角体病毒后,分别收集处理组24h、48h、72h和96时幼虫血淋巴以及72h时对照组幼虫血淋巴。通过实时荧光定量PCR技术,检测斜纹夜蛾体内抗菌肽基因Moricin和Cecropin的相对表达量。结果表明,湖南隆回种群3个家系中,对核型多角体病毒抵抗能力最强的H8,病毒感染72h、96h后,其抗菌肽基因Cecropin相对表达量也最高,江苏宜兴种群也表现出相同的结果。初步表明斜纹夜蛾种群内各家系抗核型多角体病毒能力的高低可能与抗菌肽基因Cecropin表达量正相关,未发现其与抗菌肽基因Moricin表达量相关。
(1)斜纹夜蛾种群内抗高低温能力的差异:为明确斜纹夜蛾种群内不同家系对抗高低温能力的多样性,本文比较了斜纹夜蛾湖南隆回、江苏宜兴、山东寿光种群内不同家系对高低温敏感性的差异。首先对三个地理种群的斜纹夜蛾进行单独配对来建立家系,每个地理种群选取繁殖力差异较大的三个家系进行抗逆性比较。通过高温致死和-6℃低温胁迫实验.比较它们的抗高低温能力的差异。结果发现:湖南隆回种群内对抗高温、抵抗低温胁迫的能力没有显著性差异。江苏宜兴种群内临界最高温度(CTmax)存在显著性差异,Y2的CTmax显著低于Y1、Y4家系;受低温胁迫后,其敏感性也存在显著性差异,Y4对低温的抵抗力显著低于Y1家系。山东寿光种群内CTmax具有显著性差异,S16的CTmax显著高于S10家系;受低温胁迫后也存在显著性差异,S16对低温的抵抗力显著低于S10家系。地理种群、地理种群和家系的交互作用对斜纹夜蛾的抗高温能力具有显著性的影响,地理种群、家系对斜纹夜蛾的耐低温能力有显著性影响。
(2)斜纹夜蛾种群内对病原微生物敏感性的差异:为明确斜纹夜蛾种群内不同家系对斜纹夜蛾核型多角体病毒、杀虫细菌粘质沙雷氏菌敏感性的差异,比较了7.5×107PIB/ml的斜纹夜蛾核型多角体病毒(SpltNPV)悬浮液、1×108cfu/mL粘质沙雷氏菌液对斜纹夜蛾不同家系的致病力。结果表明:湖南隆回种群内不同家系对SpltNPV的敏感性没有显著性差异;江苏宜兴种群中,Y4家系对SpltNPV的敏感性显著低于Y1、Y2;山东寿光种群中,S23家系对SpltNPV敏感性显著低于S10和S16。湖南隆回种群的三个家系中,H29对粘质沙雷氏菌的敏感性显著高于H8、H22家系;但江苏宜兴、山东寿光种群的各个家系中,对粘质沙雷氏菌的敏感性不存在显著性差异。家系对SpltNPV侵染斜纹夜蛾后的敏感性具有显著影响;但地理种群、家系、地理种群和家系的交互作用均显著影响了粘质沙雷氏菌侵染斜纹夜蛾后的敏感性,表明斜纹夜蛾种群内对杀虫微生物的敏感性存在丰富的多样性。
(3)斜纹夜蛾体内共生菌与抗逆性的相关性:为探索斜纹夜蛾体内共生菌与宿主抗逆性的相关性,比较研究了三个地理种群不同家系的斜纹夜蛾体内7种共生菌的携带情况。结果发现,三个地理种群各家系斜纹夜蛾体内都仅含有共生菌Serratia,且携带率为100%,未发现种群内抗逆性差异与宿主体内Serratia的感染率有相关性。
(4)抗菌肽基因在斜纹夜蛾抗核型多角体病毒中的作用:为明确斜纹夜蛾感染核型多角体病毒后,不同家系体内抗菌肽基因Moricin和Cecropin相对表达量的差异。本实验通过饲毒法使斜纹夜蛾感染核型多角体病毒后,分别收集处理组24h、48h、72h和96时幼虫血淋巴以及72h时对照组幼虫血淋巴。通过实时荧光定量PCR技术,检测斜纹夜蛾体内抗菌肽基因Moricin和Cecropin的相对表达量。结果表明,湖南隆回种群3个家系中,对核型多角体病毒抵抗能力最强的H8,病毒感染72h、96h后,其抗菌肽基因Cecropin相对表达量也最高,江苏宜兴种群也表现出相同的结果。初步表明斜纹夜蛾种群内各家系抗核型多角体病毒能力的高低可能与抗菌肽基因Cecropin表达量正相关,未发现其与抗菌肽基因Moricin表达量相关。