【摘 要】
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捕食螨作为田间粉虱、叶螨、蓟马等害虫的天敌,利用其食性广、捕食量大、发育历期短等优点,借助捕食螨对农业害螨进行科学的防控是时下比较热门的研究课题。其中斯氏钝绥螨Amblyseius swirskii作为一种食性较广的捕食螨,相比于其他捕食性螨类,对温室白粉虱、烟粉虱等小型吸汁类农业害虫有着更好的防效。重庆位于中国西南部温带地区,属亚热带季风性湿润气候,其典型特征包括炎热的夏季和寒冷的早春。因此重庆
【基金项目】
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国家重点研发计划课题(2018YFD0200501); 国家重点研发计划(2017YFD0201000); 中国烟草总公司重庆市公司重大专项支撑项目(NY20180401070009); 中央引导地方科技创新项目(YDZX20195400004007);
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捕食螨作为田间粉虱、叶螨、蓟马等害虫的天敌,利用其食性广、捕食量大、发育历期短等优点,借助捕食螨对农业害螨进行科学的防控是时下比较热门的研究课题。其中斯氏钝绥螨Amblyseius swirskii作为一种食性较广的捕食螨,相比于其他捕食性螨类,对温室白粉虱、烟粉虱等小型吸汁类农业害虫有着更好的防效。重庆位于中国西南部温带地区,属亚热带季风性湿润气候,其典型特征包括炎热的夏季和寒冷的早春。因此重庆地区夏季多会伴随着高温、高湿,而捕食性螨类作为变温动物,对高温极其敏感,故释放于田间的捕食螨,需要有良好的耐高温适应性,才能快速的建立种群,进而对靶标害虫进行快速、有效的防治。而昆虫(螨类)体内的小分子热激蛋白,作为热激蛋白家族中最基础、重要的一类,多次被证明在虫体应对逆境胁迫、调节其生长发育和繁殖等方面发挥重要作用。为评估斯氏钝绥螨在短时高温环境中对烟田粉虱等害虫的防控潜力,探究斯氏钝绥螨在热胁迫下的耐热性机制,本研究在课题组对大分子热激蛋白的研究基础之上,着眼于对小分子热激蛋白在捕食螨耐热性中作用的研究。通过对斯氏钝绥螨经高温胁迫后生物学方面的研究,进而利用荧光定量PCR技术明确高温条件下斯氏钝绥sHsps的表达模式,最后通过RNA干扰,进一步明确斯氏钝绥螨体内sHsp20.1、sHsp20.8在高温响应中的功能,最终阐明斯氏钝绥螨在高温胁迫下的响应机制。研究结果对斯氏钝绥螨应用在偶发性极端高温天气的大田环境的可行性提供理论基础,为继续挖掘斯氏钝绥螨的控害潜力,提升斯氏钝绥螨在田间的生物效能,筛选更适宜在西南部地区控害的捕食螨品种、品系提供理论上的指导。本研究所取得的研究结果主要有以下几点:1.斯氏钝绥螨高温敏感性测定对斯氏钝绥螨的高温敏感性进行测定,即测定高温胁迫对其卵孵化率、雌成螨存活率的影响,并分析高温胁迫下雌成螨捕食功能反应。在38℃和42℃高温胁迫后,斯氏钝绥螨卵孵化率虽受到影响,然而38℃高温胁迫5 h后,卵的孵化率仍有78%;42℃胁迫5 h后,卵的孵化率为42%,表明斯氏钝绥螨卵对高温耐受性较好;同等温度条件下,斯氏钝绥螨雌成螨同样表现出了良好的耐热性,38℃高温胁迫24 h后,雌成螨个体死亡率仅为18%,42℃处理12h后死亡率则为28.4%。为明确高温胁迫对斯氏钝绥螨捕食烟粉虱能力的影响,对其雌成螨对烟粉虱的捕食功能反应进行了测定,结果发现斯氏钝绥螨雌成螨在遭受38℃和42℃的高温胁迫不同时长后,对烟粉虱的捕食功能反应符合Holling Ⅱ模型,但高温胁迫对斯氏钝绥螨的捕食能力产生了负影响。随着温度的升高、胁迫时长增加,雌成螨的捕食量出现了下降的趋势,瞬时攻击率有所下降,处理猎物时间延长。2.斯氏钝绥螨sHsp20.1、sHsp20.8基因的鉴定及表达模式解析根据斯氏钝绥螨转录组数据库,筛选了2条小分子热激蛋白基因sHsp20.1、sHsp20.8,并克隆获得两条基因的cDNA序列。两条基因均含有信号肽特征结构,构建系统进化发育树发现,sHsp20.1、sHsp20.8进化上均相对保守,都与蜱螨目物种并于同一进化枝上,与西方盲走螨同源性最高,亲缘关系最为接近。利用荧光定量PCR技术,检测不同发育阶段和高温胁迫下的sHsp20.1、sHsp20.8基因表达水平,结果表明:sHsp20.1 mRNA水平在斯氏钝绥螨幼螨期和雄成螨期相对更高,雌成螨在经历38℃和42℃高温胁迫后,sHsp20.1 mRNA在雌成螨体内低水平表达;sHsp20.8 mRNA水平在斯氏钝绥螨雌成螨期表达量显著偏高,雌成螨在38℃胁迫0.5 h以及42℃胁迫3 h会诱导sHsp20.8表达量显著上调。3.斯氏钝绥螨Hsp20.1、sHsp20.8 RNA干扰分析通过对斯氏钝绥螨饲喂sHsp20.1、sHsp20.8的dsRNA对这两条基因进行有效沉默,沉默效率分别为57%和45%。干扰后发现sHsp20.8基因的沉默会导致斯氏钝绥螨对高温耐受力显著下降,表现为高温胁迫下死亡率显著升高,进一步证明了sHsp20.8参与斯氏钝绥螨抵御高温胁迫的过程,并在提高虫体的高温耐受性方面扮演着重要的角色。
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