西花蓟马对寄主气味的行为反应及其触角气味结合蛋白基因的克隆

论文摘要

西花蓟马Frankliniella occidentalis是一种重要的世界性害虫,主要通过直接取食和传播病毒对多种作物造成危害,是一种危险性入侵生物。目前已在我国北京市、云南省、浙江省等地相继发生并造成严重危害。由于西花蓟马个体小,隐蔽性强；且由于频繁的化学农药防治,导致西花蓟马产生极强的抗药性,目前常用的防治方法已经很难有效控制其危害。昆虫灵敏的嗅觉对于昆虫适应环境和种群繁衍具有重要的生物学和生态学意义。昆虫的嗅觉系统是昆虫所特有的高度专一和极其灵敏的化学检测器,它可以识别环境中的特异性化学气味分子,并以此作为觅食、寻偶和选择产卵场所等的信息依据。如果能够明确西花蓟马与寄主之间所利用的信息化合物及其嗅觉感受的分子机理,则可为行为调控提供理论依据和技术支持。为此,本课题在前人研究的基础上,筛选了对西花蓟马具有行为活性的化合物组合,观察了其触角感器,构建了西花蓟马触角的cDNA文库,克隆了其气味结合蛋白基因（OBPs）,并分析了OBPs基因表达与其发育、性比的相关性。主要研究结果如下：1.西花蓟马成虫对寄主植物气味的嗅觉反应在室内,利用Y型嗅觉仪测定了西花蓟马不同发育阶段雌虫对寄主植物气味的嗅觉反应,结果表明：以石蜡为对照,共有12种组合对西花蓟马不同生理阶段有显著的引诱作用；利用这12种组合结合蓝板对康乃馨花棚里的西花蓟马进行诱杀,以不加引诱剂的空白蓝板作为对照,有些组合诱杀西花蓟马数量要远远高于对照,诱杀效果更加明显。2.西花蓟马触角感器的扫描电镜观察利用扫描电镜观测以上三种虫态触角上的感器类型、分布及其超微结构。结果表明,西花蓟马3种虫态触角上共存在4种感器,即毛形感器、锥形感器、U形感器和刺形感器。其中锥形感器分6种亚型,刺形感器分3种亚型；若虫、蛹及成虫在触角长度、节数、感器数量及类型等方面均有很大差异,其中蛹的感器类型及数量最少,若虫次之,成虫最多,U形感器仅见于成虫触角上等。此外,发现触角长度、触角末端、L锥形感器及刺形感器在雌雄之间存在差异,其它感器在雌、雄西花蓟马触角上的分布和数量无明显区别。3.马触角嗅觉相关蛋白基因的克隆与表达完成西花蓟马成虫触角cDNA文库的构建,利用RT-PCR和RACE技术构建了克隆了一个气味结合蛋白基因（FoCSP1）（?）（?）一个性信息素结合蛋白基因（FoPBP1）,得到了这两个基因的全长,其核苷酸序列全长分别为405bp和417bp,编码134和138个氨基酸残基,这两个基因编码氨基酸序列和昆虫相应的氨基酸序列比对同源性不高；FoCSP1和FoPBP1在西花蓟马组织和时空表达的结果表明,FoCSP1不仅在西花蓟马雌雄触角中有表达,而且在其他组织翅、足、腹末也均有表达；与FoCSP1不同,FoPBP1在西花蓟马雌雄触角中大量表达,而在翅、足中只有极其微量的表达,而在其腹末没有相关表达；FoCSP1、FoPBP1在成虫的不同生长时期表达量有差异,随着雌雄成虫的生长历期,FoCSP1的表达量呈一个逐步增加的趋势；而FoPBP1在雌虫刚羽化就达到了最高的表达量,雄虫则是在羽化20d达到最高的表达。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 研究背景
• 2 西花蓟马的寄主种类
• 3 对西花蓟马有引诱作用的寄主植物信息化合物
• 4 寄主植物信息化学物质在蓟马防治中的应用
• 5 化学感受器
• 6 OBPs在触角中的分布及其在西花蓟马中的研究
• 7 结语
• 第二章 西花蓟马对植物挥发物组合的嗅觉反应及大田试验
• 第一节 西花蓟马对植物挥发物组合的嗅觉反应
• 前言
• 1 材料与方法
• 1.1 供试昆虫与植物挥发物
• 1.2 实验仪器
• 1.3 实验方法
• 1.4 统计分析
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 第二节 植物挥发性物质对西花蓟马田间引诱效果的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验地点和时间
• 1.2 试验方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 第三章 西花蓟马触角感器的扫描电镜观察
• 前言
• 1 材料与方法
• 1.1 供试昆虫
• 1.2 实验方法
• 2 结果与分析
• 2.1 触角的外部形态
• 2.2 触角的感器类型及分布
• 3 讨论
• 第四章 西花蓟马触角cDNA文库的构建及CSP、PBP的克隆和特异性表达
• 第一节 西花蓟马触角cDNA文库的构建
• 前言
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 实验方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 第二节 西花蓟马FoCSP1化学感受蛋白基因的克隆、表达和序列分析
• 前言
• 1 材料和方法
• 1.1 测序及序列分析
• 1.2 西花蓟马触角总RNA的提取
• 1.3 cDNA第一链的合成
• 1.4 PCR扩增
• 1.5 PCR产物的回收
• 1.6 PCR产物与载体pEASY-T1 Cloning Kit载体连接、转化
• 1.7 菌落PCR检测阳性克隆
• 1.8 克隆基因的序列测定和序列分析
• 2 西花蓟马化学感受蛋白的组织和时空分布
• 2.1 供试昆虫
• 2.2 RNA的提取和cDNA第一链的合成
• 2.3 CSP的组织分布
• 2.4 定量PCR检测FOCSP1时空表达
• 3 结果与分析
• 3.1 FoCSP的分子克隆和cDNA序列分析
• 3.2 FoCSP1的组织分布
• 3.3 基于Real-time PCR的FoCSP1的时空表达
• 4 讨论
• 第三节 西花蓟马FoPBP1信息素结合蛋白基因的克隆、表达和序列分析
• 前言
• 1 材料和方法
• 1.1 西花蓟马性信息素结合蛋白基因的克隆
• 1.2 西花蓟马触角总RNA的提取
• 1.3 cDNA第一链的合成
• 1.4 PCR扩增
• 1.5 PCR产物的回收
• 1.6 PCR产物与载体pEASY-T1 Cloning Kit载体连接、转化
• 1.7 菌落PCR检测阳性克隆
• 1.8 克隆基因的序列测定和序列分析
• 2 西花蓟马性信息素结合蛋白基因的组织和时空分布
• 2.1 供试昆虫
• 2.2 RNA的提取和cDNA第一链的合成
• 2.3 FoPBP1的组织分布
• 2.4 定量PCR检测FoPBP1时空表达
• 3 结果与分析
• 3.1 FoPBP1基因的分子克隆和cDNA的序列分析
• 3.2 FoPBP1的组织分布
• 3.3 基于Real-time PCR的FoPBP1的时空表达
• 4 讨论
• 第五章 结论与展望
• 1 结论
• 1.1 西花蓟马对植物挥发性气味组合的行为反应
• 1.2 西花蓟马嗅觉感器的扫描电镜观察
• 1.3 西花蓟马嗅觉相关基因的克隆和表达
• 2 展望
• 参考文献
• 研究生期间发表的论文
• 致谢