棉铃虫与烟夜蛾寄主选择机制的比较研究

论文摘要

棉铃虫Helicoverpa armigera （ Hübner ）和烟夜蛾H.assulta （ Guenée ）是鳞翅目夜蛾科铃夜蛾属两近缘种昆虫,二者生物学和生态学习性非常相似,甚至杂交可育,但它们的食性却截然相反,烟夜蛾的食性寡而棉铃虫却甚广,且唯独在烟草上它们可以稳定共存。本文以两种夜蛾及其共同寄主植物烟草为研究材料,综合运用植物形态学、种群生态学和分子生物学等理论与方法以及一些常规化学方法,对两种夜蛾寄主选择机制的差异进行了比较研究,主要研究结果如下:两种栽培烟草叶片物理性状和化学性状的差异:普通烟草Nicotiania tabacum和黄花烟草N .rustica是目前人工栽培的两种烟草,也是棉铃虫和烟夜蛾的主要寄主。两种烟草叶片在物理性状和化学性状方面均存在显著差异,（1）普通烟草和黄花烟草叶片腺毛均由长柄腺毛、短柄腺毛、无头腺毛和分枝腺毛四种类型腺毛组成,分枝腺毛在两种烟草叶片上分布极少,具有主要分泌功能的长柄腺毛和短柄腺毛在普通烟草叶片上的分布密度显著大于黄花烟草,而无头腺毛在黄花烟草叶片上分布显著居多;（2）普通烟草叶片的淀粉含量明显高于黄花烟草,而还原性糖、水溶性糖及烟碱含量明显低于黄花烟草。棉铃虫和烟夜蛾在两种烟草上的自然种群生命表及其关键因子的分析:连续三年调查组建了第二代棉铃虫和烟夜蛾在两种烟草上的自然种群生命表,结果发现,（1）两种烟田中第二代棉铃虫的种群增长趋势均高于烟夜蛾,同时棉铃虫种群年际间的数量动态变化较大;（2）普通烟田两种夜蛾第二代的种群增长趋势均高于黄花烟田;（3）普通烟田中影响第二代棉铃虫种群数量动态变化的关键因子是13龄幼虫期的“其它”因子,在黄花烟田中的关键因子是13龄幼虫期的“其它”因子和46龄幼虫期的“病原微生物”因子;普通烟田中影响第二代烟夜蛾种群数量动态变化的关键因子是13龄幼虫期的“其它”因子和46龄幼虫期的“病原微生物”因子,黄花烟田中主要是13龄幼虫期的“其它”因子。烟夜蛾GSTe1基因在mRNA和蛋白水平上的表达分析:利用半定量RT-PCR,实时荧光定量PCR和原核表达方法研究了烟夜蛾GSTe1基因的表达情况,结果表明,HassGSTe1基因在雌、雄蛾的头部（去掉触角和喙）、触角、喙、胸、足、翅以及雌虫的腹部均有表达,并且在雄虫触角中的表达量最高,明显高于雌虫触角,同时,成功构建了HassGSTe1基因的原核融合表达载体,经过IPTG诱导以及SDS-PAGE和Western blot分析检测,结果显示原核表达产物的分子量约为51KD。由于HassGSTe1蛋白的预测分子量为24.8KD,GST标签的分子量为26KD,因此表达产物的大小与预测一致,试验结果证明融合蛋白在大肠杆菌中得到有效的表达。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1 文献综述
• 1.1 植物挥发物对昆虫寄主定向行为的影响
• 1.1.1 植物挥发物
• 1.1.2 昆虫信息化学物质
• 1.1.3 植物挥发物与昆虫信息素的协同作用
• 1.1.4 植物挥发物对昆虫寄主选择行为的影响
• 1.2 昆虫对植物挥发物的嗅觉感受
• 1.2.1 昆虫的嗅觉感受器
• 1.2.2 昆虫嗅觉系统相关蛋白及其功能
• 1.3 昆虫对植物的生理适应
• 1.3.1 植物理化性状对昆虫产卵行为的影响
• 1.3.2 植物营养物质及次生物质对昆虫取食行为的影响
• 1.3.3 昆虫对植物有毒物质的解毒
• 1.4 昆虫对植物的生态适应
• 1.4.1 影响昆虫生态适应的因素
• 1.4.2 昆虫的生态适应策略
• 1.5 昆虫谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）的研究进展
• 1.5.1 谷胱甘肽S-转移酶的分类与命名
• 1.5.2 谷胱甘肽S-转移酶的结构
• 1.5.3 谷胱甘肽S-转移酶的功能
• 1.5.4 昆虫谷胱甘肽S-转移酶基因的表达调控机制
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 两种烟草理化性状的差异
• 3.1.1 供试材料
• 3.1.2 烟叶腺毛观察方法
• 3.1.3 烟叶各营养物质和烟碱含量的测定
• 3.2 棉铃虫和烟夜蛾在两种烟草上的自然种群生命表
• 3.2.1 供试材料
• 3.2.2 自然种群生命表的组建
• 3.2.3 数据处理
• 3.3 烟夜蛾GSTe1 基因的实时定量与原核表达分析
• 3.3.1 供试昆虫
• 3.3.2 菌种及质粒
• 3.3.3 主要试剂及工具酶
• 3.3.4 试剂盒
• 3.3.5 所需溶液
• 3.3.6 仪器设备
• 3.3.7 培养基
• 3.3.8 SDS-PAGE 主要试剂
• 3.3.9 Western blot 主要试剂
• 3.3.10 烟夜蛾GSTe1 基因的定性与定量表达分析
• 3.3.11 烟夜蛾GSTe1 基因的原核表达分析
• 4 结果与分析
• 4.1 两种烟草叶片腺毛的差异
• 4.1.1 两种烟草叶片腺毛的形态类型及其分布
• 4.1.2 两种烟草叶片上各类型腺毛密度的差异
• 4.2 两种烟草不同部位叶片营养物质和烟碱含量的差异
• 4.3 棉铃虫在两种烟草上的自然种群生命表分析
• 4.3.1 棉铃虫在两种烟草上自然种群生命表的组建及分析
• 4.3.2 影响第二代棉铃种群数量变化的关键因子分析
• 4.4 烟夜蛾在两种烟草上的自然种群生命表的分析
• 4.4.1 烟夜蛾在两种烟草上自然种群生命表的组建及分析
• 4.4.2 影响第二代烟夜蛾种群数量变化的关键因子分析
• 4.5 烟夜蛾GSTe1 基因在不同组织的定性和定量表达分析
• 4.6 烟夜蛾GSTe1 基因的原核表达分析
• 4.6.1 烟夜蛾GSTe1 基因完整ORF 的扩增
• 4.6.2 烟夜蛾GSTe1 基因原核表达载体的构建
• 4.6.3 烟夜蛾GSTe1 基因的原核表达和Western-blot 检测
• 5 结论与讨论
• 5.1 叶片物理性状对昆虫产卵寄主选择的影响
• 5.2 叶片化学性状对昆虫取食及生长发育的影响
• 5.3 环境因素对昆虫种群增长的影响
• 5.4 气味降解酶在昆虫寄主识别中的作用
• 参考文献
• ABSTRACT