亚洲小车蝗生境适应性及代谢相关基因研究

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亚洲小车蝗(Oedaleus decorus asiaticus B.Bienko)是我国北方草原重要害虫,主要分布在蒙古高原及周边地区,曾多次引发严重灾害。亚洲小车蝗主要取食禾本科植物,其营养需求趋向低氮植物。为明确亚洲小车蝗取食特性及营养需求,本研究进行了食物适应性及能量代谢相关基因研究。结果如下:通过研究不同生境植物与亚洲小车蝗种群结构的关系,测定了羊草(Leymus chinensis)、针茅(Stipa krylovii)对其生长发育指标的影响。结果表明:亚洲小车蝗种群数量与植物盖度呈负相关(R=-0.7708,p<0.01),与植物生物量呈负相关(R=-0.9052,p<0.01),蝗虫多样性(D)与植物多样性呈正相关(R=0.5884, p<0.05);蝗虫个体总数与植物盖度呈负相关(R=-0.7593, p<0.01),与植物生物量呈负相关(R=-0.8597, p<0.01);蝗虫混合种群更趋向生活在针茅为优势种的针茅草地类型。室内试验测定,亚洲小车蝗相同增重对羊草的消耗量大于针茅(p<0.05),对针茅的消化率高于羊草,对针茅利用效率高于羊草。本研究进行了3个生境,3个密度的亚洲小车蝗生活力指标定量分析,结果表明:针茅处理室内饲养亚洲小车蝗雄虫同羊草无明显差异、雌虫相对生长率较羊草高(P<0.05)。小区试验针茅盖度与亚洲小车蝗生活力呈指数函数关系(Y=0.355e0.0061x),拐点在盖度25%,之后生活力快速增长。羊草盖度同亚洲小车蝗生活力呈二次函数关系(Y=0.0007x2-0.00346x+0.7819)当羊草盖度小于25%时,亚洲小车蝗生活力随盖度增加而减小,当羊草盖度大于25%时,生活力随盖度增加而增长,与羊草样地相比,针茅样地中的亚洲小车蝗生活力显著升高(P<0.05)。亚洲小车蝗密度小于18头/m2时,生活力与密度正相关,密度大于18头/m2时,生活力急剧下降。植物盖度和虫口密度是影响亚洲小车蝗生活力的主要因素。本研究利用数据库中已有的基因序列,设计简并引物,扩增了亚洲小车蝗的4个基因片段(精氨酸激酶AK,反应原件结合蛋白CREB,蛋白激酶AMPK,卵黄原蛋白Vg)。其中,AK同近缘基因相似度达到95%,CREB相似度达到75%,AMPK相似度达到75%, Vg相似度41%,系统发育同源性比对结果同相似度结果一致,说明所得结果为亚洲小车蝗基因序列。用荧光定量PCR方法检测了不同样地、不同虫龄基因表达量差异。结果表明:针茅饲养的亚洲小车蝗基因表达量低于羊草饲养的蝗虫。根据基因表达量同生活力拟合相关方程:Y=0.633X22271-4.6627X1+0.0033X292-0.2685X2+210X-6.63+187.9655,X1为AK,X2为CREB,X3为AMPK。AK基因当拷贝数小于1.861016copies/μL时,生活力随着拷贝数增大而减小,当拷贝数大于1.861016时,生活力趋于平缓,AK基因表达量并没有随环境恶化而持续升高。当CREB基因拷贝数在2.211013copies/μL.到1.721015copies/μL之间时生活力持续下降,即随环境恶化而增大。当AMPK基因拷贝数在3.051012copies/μL到21013copies/μL之间时生活力持续下降,随环境恶化而增大。Vg与环境没有明显的相关性。
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