禾谷缢管蚜会造成小麦产量的减少和品质的降低,依赖化学农药的防治方法因害虫抗药性、环境污染、危害天敌等问题受到严重的制约,因此研发新型防治技术已迫在眉睫。禾谷缢管蚜生态位与其他麦蚜不同,主要分布在茎和茎基叶上,课题组前期对其分布情况进行了验证。在此基础上探究了禾谷缢管蚜取食麦苗茎、叶后产蚜量的差异,此外对禾谷缢管蚜在麦苗不同部位上取食行为和营养物质的差异及其与产蚜量间的关系进行探究。同时基于转录组学测序获得具有差异表达的α-葡萄糖苷酶基因,并解析禾谷缢管蚜α-葡萄糖苷酶基因表达量和酶活力。基于代谢组测序在麦苗代谢物中筛选出α-葡萄糖苷酶抑制剂,并进一步研究其对禾谷缢管蚜α-葡萄糖苷酶及产蚜量的影响,研究结果为开发禾谷缢管蚜新型防治技术提供了理论基础。研究结果如下:1、禾谷缢管蚜取食麦苗不同部位影响成虫产蚜量通过统计分析禾谷缢管蚜取食麦苗茎部和叶片后的产蚜量,发现蚜虫取食麦苗茎部后产蚜量显著增加,每头蚜虫总产蚜量为71±20头,取食麦苗叶片后产蚜量显著减少,每头蚜虫总产蚜量为55±15头。此外禾谷缢管蚜取食麦苗不同部位对产蚜期、成虫重量有显著影响,取食麦苗茎部的禾谷缢管蚜产蚜期显著减短,成虫重量显著提高。2、禾谷缢管蚜产蚜量主要影响因素分析利用刺探电位图谱技术检测禾谷缢管蚜在麦苗茎部和叶片上的取食行为,结果显示其在茎部和叶片上E1波持续时间分别为15、45 min,说明禾谷缢管蚜在叶片上分泌唾液的时间更长,而在茎部和叶片上E2波持续时间分别为267、103 min,禾谷缢管蚜在茎部上取食持续时间显著增长,可能在茎部上摄取的营养更多。进一步检测蚜虫体内营养成分,发现禾谷缢管蚜取食麦苗茎部后总糖和葡萄糖含量显著提高。3、基于转录组数据对糖代谢相关基因的筛选与鉴定利用RNA-seq技术对取食麦苗不同部位的禾谷缢管蚜进行转录组学分析。以取食麦苗茎部的禾谷缢管蚜为对照,共得到140个差异表达基因,其中上调基因有100个,下调基因有40个,2个α-葡萄糖苷酶基因均显示上调。利用q RT-PCR验证其体内α-葡萄糖苷酶基因表达水平,结果显示取食麦苗叶片时禾谷缢管蚜α-葡萄糖苷酶基因g25847、g25848表达量上调倍数分别为取食茎部后的2.8、7.3倍,与转录组测序结果一致。4、α-葡萄糖苷酶基因表达量和酶活力解析通过qRT-PCR检测α-葡萄糖苷酶基因在禾谷缢管蚜中的时空表达,结果显示该基因在禾谷缢管蚜整个生长发育阶段均有表达,2龄开始其表达水平随着发育整体呈下降趋势,表明禾谷缢管蚜发育前期需要更多的α-葡萄糖苷酶基因参与。α-葡萄糖苷酶基因在禾谷缢管蚜胸部中表达水平最高,其在蚜虫胸部中的作用还有待研究。同时对禾谷缢管蚜取食麦苗不同部位后α-葡萄糖苷酶活力进行检测,结果显示禾谷缢管蚜取食麦苗茎部后α-葡萄糖苷酶活性显著提高,是取食叶片后的1.46倍,可能对糖代谢方面有影响。5、基于麦苗代谢组分析筛选α-葡萄糖苷酶抑制剂对麦苗代谢组数据分析处理后筛选到一种α-葡萄糖苷酶抑制剂阿卡波糖,其在麦苗叶片中的含量更高,是茎部的1.6倍。麦苗中的阿卡波糖可能会影响禾谷缢管蚜体内α-葡萄糖苷酶活性,因此选择阿卡波糖抑制α-葡萄糖苷酶活性开展后续实验。6、阿卡波糖对禾谷缢管蚜α-葡萄糖苷酶及产蚜量的影响使用阿卡波糖处理禾谷缢管蚜后其α-葡萄糖苷酶活性降低57%,α-葡萄糖苷酶基因g25847、g25848表达水平均显著上调,上调倍数分别为2.3、5.3倍,α-葡萄糖苷酶活性和基因表达水平变化与禾谷缢管蚜取食不同部位时基本一致。但对总糖、葡萄糖含量及产蚜量没有影响,可能存在其他的代谢通路来产生葡萄糖,使其葡萄糖含量不变,最终导致产蚜量没有变化。