【摘 要】
:
嗅觉在昆虫的生存和种群繁衍过程中发挥着重要的作用,对害虫嗅觉感受机制的研究将为防治新技术的开发提供理论基础。本文以两类昆虫为研究对象,分别明确了昆虫嗅觉感受的结构基础和分子基础。第一部分利用扫描电子显微镜,观察了两种寄生蜂成虫整个虫体的嗅觉感受器,结合课题组已经研究过的两种松毛虫寄生蜂,我们比较了这几种寄生蜂与其他相关寄生蜂的嗅觉感器类型。第二部分是松毛虫性信息素受体的功能研究,借助爪蟾卵母细胞表
【基金项目】
:
国家自然科学基金面上项目“两种同域分布松毛虫信息素识别关键基因的功能分析及相互作用研究”(31670657); 中国林科院基本科研业务费专项资金优秀青年创新人才培育项目“马尾松毛虫周期性暴发的分子基础”(CAFYBB2017QB003);
论文部分内容阅读
嗅觉在昆虫的生存和种群繁衍过程中发挥着重要的作用,对害虫嗅觉感受机制的研究将为防治新技术的开发提供理论基础。本文以两类昆虫为研究对象,分别明确了昆虫嗅觉感受的结构基础和分子基础。第一部分利用扫描电子显微镜,观察了两种寄生蜂成虫整个虫体的嗅觉感受器,结合课题组已经研究过的两种松毛虫寄生蜂,我们比较了这几种寄生蜂与其他相关寄生蜂的嗅觉感器类型。第二部分是松毛虫性信息素受体的功能研究,借助爪蟾卵母细胞表达系统,在体外表达了马尾松毛虫(Dendrolimus punctatus)的候选PR基因,利用双电极电压钳检测其功能,成功筛选到马尾松毛虫的PR基因,并通过RNAi技术沉默了马尾松毛虫的PR基因,试从体内进行功能验证;接着用同样的方式筛选了云南松毛虫(Dendrolimus houi)和思茅松毛虫(Dendrolimus kikuchii)的PR基因。主要研究结果如下:(1)通过扫描电镜观察,在烟蚜茧蜂(Aphidius gifuensis)和宽缘金小蜂(Pachyneuron aphidis)的成虫虫体上共观察到8种嗅觉感器:毛形感器(Trichoid sensillum,TS),锥形感器(basiconic sensillum,BS),板形感器(placodea sensillum,PS),B(?)hm鬃毛(B(?)hm bristles,BB),刺形感器(chaetica sensillum,Ch S),鳞形感器(squamous sensillum,SS),腔锥形感器(coeleoconica sensilla,Co S)和栓锥型乳突状感器(basiconic capitate peg sensilla,BCPS)。触角作为重要的嗅觉器官,拥有的感器种类最多。两种寄生蜂触角上的感器基本相同,一些数量稀少的感器存在差别,可能行使特别的功能。最后结合课题组已经研究过的两种松毛虫寄生蜂,我们比较了这几种寄生蜂与其他相关寄生蜂的嗅觉感器类型。(2)利用爪蟾卵母细胞表达系统,在体外表达了马尾松毛虫6个候选的PR基因,结合双电极电压钳,成功鉴定出2个PR基因(Dpun PR45/46)。在以往研究中,鳞翅目昆虫识别Type I型性信息素的PR基因总是在系统发育树上聚为一支,对马尾松毛虫OR基因的系统发育分析则显示马尾松毛虫的PR基因不聚在传统的PR分支上,而是单独聚为一支。双电极电压钳结果显示Dpun PR45对Z5,E7-12:OH,E5,Z7-12:OH,Z5,E7-12:OAc,E5,Z7-12:OAc,Z5,E7-12:OPr五种物质有反应,对Z5-12:OH有微弱的反应;Dpun PR46对Z5,E7-12:OPr表现出强烈的反应,对Z5,E7-12:OAc反应较微弱。剂量反应曲线表明,Dpun PR45对次要性信息素成分的反应敏感度大于对主要成分的敏感度。此外,由于RNAi的效率在鳞翅目中高度可变,所以我们对Dpun PR45/46和Dpun Orco进行的干扰试验效果不明显。(3)云南松毛虫和思茅松毛虫是两种同域分布的近缘种,借助爪蟾卵母细胞表达系统,我们分别在体外表达了8个和5个候选的PR基因,经双电极电压钳检测,分别成功鉴定到1个PR基因(Dhou PR26,Dkik PR21)。Dhou PR26对Z5,E7-12:OH,E5,Z7-12:OH,Z5,E7-12:OAc,E5,Z7-12:OAc,Z5,E7-12:OPr,Z5-12:OH六种物质都有反应;Dkik PR21对Z5,E7-12:OH,E5,Z7-12:OH,Z5,E7-12:OAc,E5,Z7-12:OAc,Z5,E7-12:OPr,Z5-12:OH,Z5-12:OAc共七种物质有反应,这两个PR对性信息素都表现出了广谱性的反应特点。本文借助扫描电镜技术、爪蟾卵母细胞表达系统,双电极电压钳,RNAi等手段,对两类昆虫嗅觉感受的结构基础和分子基础进行了研究。明确了两种寄生蜂触角感受器超微结构,对性信息素受体的功能研究探明了马尾松毛虫的性信息素识别机制,以及两种同域近缘种松毛虫的性信息素识别机制。触角作为昆虫最重要的嗅觉器官,其结构基础与分子基础都将为以后开展害虫生态防治提供帮助。
其他文献
自从18世纪60年代英国开始进行第一次工业革命以来,工业化进程加速,城市化步伐加快,大量石油化石能源的燃烧造成空气污染也日益严重。近年来,全球气候变化背景下的N沉降现象不仅对空气质量因子、土壤酸化、植被初级生产力、碳汇造成负面作用,而且对植被养分利用和再吸收、植物-土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量情况产生不利影响。为了阐明植物养分吸收和利用情况与环境之间的关系,本研究选取了3方面的影响因子
单木生物量模型是计算森林生物量的有效方法,生物量分配格局显示了植物资源的配置模式。为了精确计量湘西地区次生林的生物量,探究立木生物量分配格局,提高相容性生物量模型的预估精度,为开展森林资源调查、预测林木未来发展趋势等方面的研究提供理论基础,为理解林木的生长特征与生长机制提供突破口。本文以湖南省慈利县青冈栎(Cyclobalanopsis glauca(Thunb.)Oerst.)、马尾松(Pinu
栎类森林是我国重要森林资源,不仅具有固碳、蓄水、供氧和游憩等生态和社会效益,还可以提供木材、栓皮等经济价值。然而,我国栎类林分生长的主要环境因素和机理还不清晰。本文以我国南北分界带—秦岭地区3个地点的锐齿栎(Quercus aliena var.acutiserrata)和栓皮栎(Q.variabilis)为主要研究对象,基于树轮年代学和样地调查资料,研究不同海拔梯度上2种栎树径向生长动态及其与气
木材来源于木本植物侧生分生组织(形成层)所分化的次生维管组织,因此分生组织的分化过程(木材形成)过程的分子调控一直是研究热点。从最初的利用拟南芥突变体、百日草叶肉细胞体外管状分子的分化到利用重力诱导下植物产生的应力木,都促进对分生组织维持、分化和木质部发育过程的了解。重力作用对植物的生长发育、形态建成、生理代谢等生物学过程发挥着重大作用,重力条件改变会诱导植物发生一系列生长与定向的变化。大部分双子
植物受到干旱、高盐等逆境胁迫后,体内会产生一系列的生理生化响应使植物能够维持正常生长。在此过程中信号转导因子、转录因子等发挥着重要作用。它们能够接收信号并传递给下游转录因子来调控基因表达。组氨酸激酶属于蛋白激酶家族,是植物双组分系统的重要组成部分,能与细胞分裂素结合,对植物生长发育进行调节,如植物细胞分化、叶片衰老调控及根系伸长等。研究表明,组氨酸激酶能够在植物抵御干旱、高盐等非生物胁迫中也发挥重
竹类植物茎秆节间细胞均呈纵向排列,细胞壁纹孔是细胞间承担物质横向运输和扩散的重要结构。本文以竹材的重要输导组织导管为研究对象,系统研究了导管、导管壁纹孔和穿孔,对细胞间物质运输及扩散的深入诠释、竹类植物间亲缘关系的联系及竹种间的微观特征识别等具有重要的科学意义。目前,竹材导管细胞及其壁上纹孔的相关研究较少,仅有毛竹导管细胞壁上的纹孔基本特征做了较系统、较全面的研究工作。但是竹类植物种类繁多,分布广
重组竹长效防霉对于竹资源高效长久利用具有重要意义,但是在加工成型过程中高温处理常常会使防霉剂热分解失效,在户外使用过程中受雨水、日晒等环境因素的影响防霉剂也容易发生流失和紫外降解,大大缩短了防霉重组竹的使用寿命。因此,如何防止防霉剂分解失效或流失,实现重组竹高效、长效防霉是亟待解决的关键技术难题。本研究利用负载防霉剂的埃洛石改性酚醛树脂,制备具有防霉性能的重组竹,解决了重组竹热压成型过程中防霉剂热
城市河岸林是人工植被群落,作为城市森林的重要组成部分,具有独特的环境效应。本研究选择北京六环内城市河流作为研究对象,通过野外实地调查29条河流沿岸林木的生长结构、健康因子等特征,初步探讨北京城市河岸林建群种及其林下灌木在不同等级河流、不同硬化河岸、不同环路梯度上的结构特征及多样性变化规律,并在此基础上从个体和群体两个尺度构建林木健康评价模型,以此来评价林木的健康状况,以期为城市河岸林近自然植物群落
研究了白酒在不同使用时间的陶坛贮存过程中金属以及感官的变化规律。白酒在陶坛贮存过程中金属迁移量随着时间而增加,而且新陶坛贮酒金属增加的量高于旧陶坛。由于贮存时间较短,所以酒体颜色没有发生明显的变化,香、味和格及总感官评价都随着时间的增长逐步稳定变好,旧陶坛贮酒的老熟效果略优于新陶坛。为进一步研究白酒陈化老熟机理,优化白酒贮存条件,提高白酒的质量提供理论基础数据参考。
杉木是我国南方最重要的速生用材常绿乔木树种之一,其林分结构单一、林地土壤质量下降、生态服务功能下降等问题一直备受关注。发展林下植被是增加杉木林下植物多样性、提高土壤生产力、提升生态服务功能的有效途径。本研究以近自然经营的杉木人工林为目标林,在调查比较不同林龄杉木人工林与杉木近自然林下植被多样性差异的基础上,将提升土壤养分有效性的豆科植物功能群与杉木林演替过程中具有重要作用的灌木植物功能群,引入到结