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莲草直胸跳甲(Agasicles hygrophila)是世界上成功引种并控制喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)的天敌昆虫。莲草直胸跳甲的温度适应性较差,目前气候变暖已直接影响其地理分布及控草效果,特别是夏季高温季节正是喜旱莲子草的生长高峰期,但高温却对莲草直胸跳甲的种群具有明显的抑制作用。热激蛋白基因是与温度变化最为密切的基因之一,在细胞生长发育和基因表达调控等方面发挥着重要的作用,热激蛋白的诱导表达也是昆虫在极端温度下适应和生存所必需的。对此本文主要研究两个科学问题:莲草直胸跳甲高温季节种群骤然减低的主要原因是什么?热激蛋白基因与莲草直胸跳甲高温耐受性和生长发育的关系如何?本文基于生态学问题,研究了莲草直胸跳甲在短时高温胁迫后对其生长发育的影响。结果表明,短时高温对莲草直胸跳甲的生长发育和繁殖有着明显的影响。单从存活率的角度评价莲草直胸跳甲各生长发育阶段的高温耐受性,发现莲草直胸跳甲各虫态的高温耐受性为:蛹>成虫>1龄幼虫>3龄幼虫>2龄幼虫>卵。莲草直胸跳甲的卵在37.5℃处理1h,3h后,其孵化率分别为24.28%和6.92%,显著低于对照25℃的95.47%,37.5℃处理5 h便无法孵化。推测37.5℃是莲草直胸跳甲卵期的耐受极限温度。为揭示热激蛋白基因与莲草直胸跳甲高温耐受性和生长发育的关系,通过转录组测序和进一步克隆系统鉴定了 27个莲草直胸跳甲热激蛋白基因,其中Hsp90家族1个,Hsp70家族6个,Hsp60家族1个,Hsp40家族5个,sHsps家族14个,系统进化分析显示所有热激蛋白家族都能各自聚类。采用实时荧光定量PCR分析了 27个HSP基因在卵期高温胁迫下和不同生长发育阶段的表达模式。高温表达研究结果发现,27个HSP基因中有22个基因的诱导表达最高峰温度(Tpeak)为37.5℃,3个HSP基因的Tpeak为40℃,1个HSP基因的Tpeak为42.5℃,但这4个基因在37.5℃已经开始大量诱导表达。对27个热激蛋白基因与莲草直胸跳甲生长发育关系的研究中发现,有26个基因在莲草直胸跳甲的卵和蛹期的相对表达量最高,在幼虫和成虫期相对表达量较低。以上研究结果表明,莲草直胸跳甲卵期的高温耐受性较差可能是导致其种群夏季高温季节骤然降低的主要原因;莲草直胸跳甲热激蛋白基因的Tpeak可以代表其耐受极限温度;热激蛋白基因与莲草直胸跳甲的生长发育密切相关,可能在卵和蛹的发育阶段起更加重要的调控作用。