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白蚁分飞的持续时间短,分飞过后脱翅并配对建巢,是白蚁种群扩大和繁衍的重要活动,在白蚁生活史中占有重要地位。目前对白蚁分飞行为的研究中,主要集中在白蚁分飞行为的生物学特性和气候学特征上,却没有关于白蚁分飞能量代谢的研究。本文通过研究白蚁分飞时飞行肌线粒体的形态与功能变化,以期了解白蚁分飞行为的内在生理机制,为进一步研究白蚁分飞行为的能量供应机制提供理论依据,为研制白蚁分飞抑制剂提供新思路。本研究以黑胸散白蚁(Reticulitermes chinensis)分飞蚁为研究材料,比较了分飞三个时期:分飞一天(1 d)前(分飞蚁大量聚集分飞孔,等待分飞阶段),分飞时和分飞结束1 d后(已经成为脱翅蚁)飞行肌线粒体原位形态变化和离体飞行肌线粒体的形态差异;分析了飞行肌线粒体α-GPDH途径和Complex Ⅰ途径氧化磷酸化功能,飞行肌线粒体呼吸电子传递链上主要代谢酶的活性,飞行肌线粒体活性氧的生成,飞行肌线粒体有氧代谢产物的含量以及能荷值,主要结果如下:1.黑胸散白蚁分飞不同时期飞行肌线粒体形态变化黑胸散白蚁在分飞1d后,飞行肌纤维细胞肌丝出现降解,但是飞行肌纤维细胞内线粒体形态没有明显改变;分飞4 d后,飞行肌纤维细胞肌丝降解;在离体的线粒体中,发现在分飞时以及分飞1 d后都出现线粒体破碎的现象,且1 d后的线粒体破损程度更大。这表明,黑胸散白蚁在分飞1d后,飞行肌线粒体受到飞行肌降解的影响,使得离体线粒体形态发生显著变化。2.黑胸散白蚁分飞三个时期飞行肌线粒体氧化磷酸化功能比较黑胸散白蚁飞行肌线粒体α-GPDH途径RCR(呼吸控制比)值在分飞时和分飞1d后显著降低(p<0.05),态3(在ADP充足的情况下,线粒体消耗氧气的速率)和态4(当ADP消耗完时,线粒体消耗氧气的速率)的呼吸速率在分飞1d后显著升高(p<0.05),磷氧比(P:O)在分飞时和分飞1d后显著降低(p<0.05);黑胸散白蚁飞行肌线粒体Complex Ⅰ途径RCR值在分飞1 d后显著降低(p<0.05),态3呼吸速率在分飞1 d前最高,分飞时降低,分飞1d后最低,差异均显著(p<0.05)。这表明,黑胸散白蚁在分飞时和分飞1 d后线粒体氧化磷酸化功能逐步减弱。3.黑胸散白蚁分飞三个时期飞行肌线粒体活性氧生成量比较黑胸散白蚁飞行肌线粒体分飞时活性氧的生成量显著高于分飞1 d前和分飞1 d后(p<0.05),这表明在有翅蚁分飞时,由于激烈的振翅运动,产生了有害于线粒体功能的活性氧,导致分飞时线粒体的活性降低。4.黑胸散白蚁分飞三个时期飞行肌线粒体电子传递链主要复合物酶活性比较本研究分别测定了黑胸散白蚁分飞三个时期飞行肌线粒体α-甘油磷酸脱氢酶(α-GPDH)、α-甘油磷酸脱氢酶(α-GPDH)+细胞色素c氧化还原酶(ComplexⅢ)、琥珀酸脱氢酶(Complex Ⅱ)、琥珀酸脱氢酶(ComplexⅡ)+细胞色素c氧化还原酶(ComplexⅢ)、NADH 脱氢酶(ComplexⅠ)+细胞色素 c 氧化还原酶(Complex Ⅲ)和细胞色素c氧化酶(Complex Ⅳ)的活性,所有呼吸链酶活的主要活性均是分飞1 d后活性显著高于分飞1 d前和分飞时酶活活性(p<0.05)。导致这一结果的可能原因是,黑胸散白蚁在分飞1 d后为了补充线粒体功能降低的危害,通过提高相关代谢酶的活性来保证机体的能量供应,以便为随后的串联追逐和配对建巢提供能量。5.黑胸散白蚁分飞三个时期飞行肌线粒体有氧呼吸代谢产物含量比较黑胸散白蚁分飞1 d前ATP和ADP含量和能荷值均显著高于分飞1 d后(p<0.05),而AMP含量在分飞1 d后显著高于分飞时和分飞1 d前(p<0.05)。这说明黑胸散白蚁在分飞1 d前需要能量最多,在分飞时和分飞1 d后需要能量减少。综上所述,黑胸散白蚁在分飞1 d前飞行肌组织完整,线粒体活性最高,能量代谢功能最强;而分飞时,因为激烈的振翅运动,活性氧生成量增加,导致线粒体活性降低;在分飞1d后,飞行肌出现降解,线粒体活性降低。