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云斑天牛交配行为研究及化学感受蛋白基因的克隆

罗森林

   云斑天牛Batocera horsfieldi (Hope),属于鞘翅目Coleoptera,天牛科Cerambycidae,是用材林、防护林和经济林的一种重要的毁灭性蛀干害虫。由于其幼虫生活习性隐蔽,防治十分困难。随着化学生态学的发展,基于有取食和交配等裸露活动的成虫期防治策略已经成为探索云斑天牛防治的新途径。但目前关于云斑天牛的交配行为及其交配行为所利用的信号还未见报道。为此,本研究在对云斑天牛交配行为观察的基础上,分析了嗅觉及视觉在其交配过程中的功能,并克隆了其化学感受蛋白基因,以期为阐明云斑天牛的交配行为机制及开发新的防治方法提供理论基础和技术支持。主要研究结果如下: 1.云斑天牛的交配行为 在室内对60对云斑天牛交配行为的观察发现,雄虫有80%是在没有触角接触的情况下与雌虫完成相遇进而抱对的,即雄虫主要不通过触角接触这种方式寻找雌虫;云斑天牛一次完整的交配行为分为三个阶段:相遇抱对、尝试交配和输精、配后保护。从抱对到雄虫输精之前的阶段,统称为尝试交配阶段,该阶段平均需时32.7min,在这期间雄虫有不断舔触雌虫鞘翅的行为;从雄虫开始输精到输精完成平均时间61.2s;88.3%的云斑天牛输精完成后仍然保持着抱对状态即为配后保护阶段,平均用时25.5min。 在室内对云斑天牛整个成虫期交配和产卵行为进行了观察。结果表明平均每对云斑天牛交配26.2次;交配次数第一次高峰出现在羽化出孔后的7d-8d,总的趋势是随着日龄增加交配次数减少;在一天中,交配主要发生在12:00-22:00,特别是16:00-18:00。雌虫从羽化出孔12日后产卵,产卵过程大致持续30min,平均每雌产卵39.8粒,产卵数随着日龄增加而增加,在36日龄产卵量达到峰值,之后减少进入生殖末期。 2.云斑天牛配偶定位和识别 在室内利用“Y”型嗅觉仪测试了云斑天牛雌、雄成虫之间的嗅觉反应。结果表明,以空气为对照时,雌虫对雄虫有明显的吸引作用(P<0.05),而雄虫对雌虫则无明显的吸引作用(P>0.05);当以补充营养植物野蔷薇为对照时,雄虫对雌虫+野蔷薇、雌虫对雄虫+野蔷薇均无明显的行为趋向(P>0.05)。说明雌虫可能存在非接触性信息素,而雄虫则可能不存在非接触性信息素。 冻死雌虫与活雌虫同样能够引起测试雄虫曲腹的交配反应,但经正己烷浸泡后的雌虫则不会引起雄虫曲腹行为;而将雌虫正己烷浸泡液回滴到正己烷浸泡后的雌虫或雄虫、以及玻璃管上时,均能够引起雄虫的曲腹行为。说明云斑天牛雌虫存在接触性信息素,雄虫通过接触性信息素对雌虫进行识别。 利用气相色谱—质谱联用技术(GC-MS)对云斑天牛雌、雄成虫正己烷提取物进行了分离鉴定。在本试验条件下,云斑天牛雌、雄成虫正己烷提取物共分离鉴定出32种化合物,雌虫28种、雄虫24种;其中有8种化合物是雌虫所特有的,而对于哪种或哪些化合物对雄虫具有行为活性还需要进一步研究。 3.云斑天牛化学感受蛋白基因的克隆和序列分析 云斑天牛雄虫下颚须的舔翅行为在配偶识别方面有重要作用。为了明确其化学感受机制,利用RT-PCR技术克隆获得了云斑天牛下颚须中的化学感受蛋白基因(BhorCSP2),其核苷酸序列可读框全长384bp,编码127个氨基酸残基;推导的氨基酸序列分析表明其有保守的4个半胱氨酸位点和19个氨基酸的信号肽序列,具有昆虫化学感受蛋白的典型特征;通过对BhorCSP2编码的氨基酸和其它昆虫的30种CSP编码的氨基酸进行进化分析,发现该基因与赤拟谷盗TcasCSP11的同源性最高。……   
[关键词]:云斑天牛;交配行为;交配和产卵节律;配偶定位和识别;化学感受蛋白基因
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华中农业大学2010年