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昆虫唾液具有很多特性和功能,且可以规避植物宿主防御和动物宿主防御(Musser,2005)。目前研究植食性昆虫和吸血性昆虫的唾液较多,而对寄生蜂唾液的研究并未引起昆虫学家的足够重视,其唾液的活性及生物学功能、唾液蛋白组成,及其各组分功能方面的研究目前仍处于空窗期。而寄生蜂在害虫生物防治中有巨大作用,深入研究寄生蜂与寄主间的相互作用将有利于更好的挖掘与开发寄生蜂的潜能。其中蝶蛹金小蜂唾液在前期的研究中预测可能在寄生蜂免疫方面担任重要的生理功能。有鉴于此,本论文主要通过生理学实验及转录组分析从生理和分子角度探究蝶蛹金小蜂Pteromalus puparum的幼虫唾液对其寄主的作用及影响,并取得以下主要结果
1.蝶蛹金小蜂幼虫唾液采集装置及方法:
通过对于蝶蛹金小蜂幼虫唾液收集方式和装置的探究,获得最佳的唾液收集方式。由试验可知,该装置在频率为50Hz和电流为2.5mA的连续波工作模式下电击15秒可以收集到较多蝶蛹金小蜂幼虫的唾液。该装置可以简单便捷使用电流刺激实现单个或者多个昆虫幼虫的唾液采集。且该装置对于用于采集一些个体较小且对毛果芸香碱无明显反应的昆虫幼虫,可以弥补现有技术的缺陷。如将结构改成如同本发明所述的电路电板,能带来高通量及快速取样的技术优势。
2.蝶蛹金小蜂幼虫唾液对寄主免疫的生理学影响:
通过生理实验研究验证了蝶蛹金小蜂幼虫唾液对于寄主细胞免疫和体液免疫的影响。在细胞免疫方面,唾液可影响寄主血细胞死亡率,且能抑制寄主血细胞的延展;对于寄主血细胞包囊而言,高浓度的唾液和毒液对于寄主血细胞包囊影响一样,均有抑制包囊的效果。在体液免疫方面,该蜂幼虫唾液可抑制寄主血淋巴黑化,且对于枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌具有抑菌活性。
3.蝶蛹金小蜂幼虫唾液对寄主转录表达的影响:
通过转录组数据分析蝶蛹金小蜂幼虫唾液对寄主转录表达的影响。通过差异表达分析共检测出219个表达显著差异基因,有18个基因表达上调,201个基因表达下调。根据分析将表达差异基因分为九类,包括物质代谢(占3.1%)、转录和翻译调控(占1.8%)、免疫应答(占14.1%)、转运(4.5%)、应激反应(占2.3%)、细胞周期和凋亡(占1.8%)、呼吸和能量代谢(占8.2%)、细胞骨架(占9.1%)和未知基因(占54.7%)。可见唾液主要影响寄主的免疫应答通路及一些未知基因相关的通路。
1.蝶蛹金小蜂幼虫唾液采集装置及方法:
通过对于蝶蛹金小蜂幼虫唾液收集方式和装置的探究,获得最佳的唾液收集方式。由试验可知,该装置在频率为50Hz和电流为2.5mA的连续波工作模式下电击15秒可以收集到较多蝶蛹金小蜂幼虫的唾液。该装置可以简单便捷使用电流刺激实现单个或者多个昆虫幼虫的唾液采集。且该装置对于用于采集一些个体较小且对毛果芸香碱无明显反应的昆虫幼虫,可以弥补现有技术的缺陷。如将结构改成如同本发明所述的电路电板,能带来高通量及快速取样的技术优势。
2.蝶蛹金小蜂幼虫唾液对寄主免疫的生理学影响:
通过生理实验研究验证了蝶蛹金小蜂幼虫唾液对于寄主细胞免疫和体液免疫的影响。在细胞免疫方面,唾液可影响寄主血细胞死亡率,且能抑制寄主血细胞的延展;对于寄主血细胞包囊而言,高浓度的唾液和毒液对于寄主血细胞包囊影响一样,均有抑制包囊的效果。在体液免疫方面,该蜂幼虫唾液可抑制寄主血淋巴黑化,且对于枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌具有抑菌活性。
3.蝶蛹金小蜂幼虫唾液对寄主转录表达的影响:
通过转录组数据分析蝶蛹金小蜂幼虫唾液对寄主转录表达的影响。通过差异表达分析共检测出219个表达显著差异基因,有18个基因表达上调,201个基因表达下调。根据分析将表达差异基因分为九类,包括物质代谢(占3.1%)、转录和翻译调控(占1.8%)、免疫应答(占14.1%)、转运(4.5%)、应激反应(占2.3%)、细胞周期和凋亡(占1.8%)、呼吸和能量代谢(占8.2%)、细胞骨架(占9.1%)和未知基因(占54.7%)。可见唾液主要影响寄主的免疫应答通路及一些未知基因相关的通路。