【摘 要】
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对于大多数昆虫来说,光是一种重要的环境信号。灰茶尺蠖（Ectropis grisescens Warren）是我国茶叶主产区一种严重危害茶树的食叶性害虫,利用特殊光波对其开展种群控制具有无农药残留、对环境影响小且操作简便的优点。迄今为止,关于灰茶尺蠖对光胁迫反应的生理生化和分子机制研究尚少,且有关长波可见光对灰茶尺蠖的胁迫效应更鲜有报道。本文研究了灰茶尺蠖成虫对绿光刺激胁迫的应激反应,旨在为进一步
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对于大多数昆虫来说,光是一种重要的环境信号。灰茶尺蠖（Ectropis grisescens Warren）是我国茶叶主产区一种严重危害茶树的食叶性害虫,利用特殊光波对其开展种群控制具有无农药残留、对环境影响小且操作简便的优点。迄今为止,关于灰茶尺蠖对光胁迫反应的生理生化和分子机制研究尚少,且有关长波可见光对灰茶尺蠖的胁迫效应更鲜有报道。本文研究了灰茶尺蠖成虫对绿光刺激胁迫的应激反应,旨在为进一步利用绿光开展茶园灰茶尺蠖种群控制提供理论依据,其研究结果如下:1.不同光照强度单色绿光对灰茶尺蠖成虫交配及繁殖行为的影响室内条件下以10 lx、20 lx、30 lx和40 lx的单色绿光对灰茶尺蠖交配活动进行干扰。光照强度为40 lx,其处理后交尾成功率、交尾成功雌虫平均产卵量、交尾未成功雌虫平均产卵量和孵化率依次为38.0%、225.8粒/雌、65.8粒/雌和90.0%,而暗处理（对照）条件下分别为68.0%、308.8粒/雌、101.9粒/雌和97.9%,绿光干扰效果显著。2.单色绿光刺激对灰茶尺蠖雌雄成虫基因表达的影响对单色绿光刺激后的灰茶尺蠖雌雄成虫进行转录组测序分析,共获得77 651个功能基因（unigenes）,平均大小为840个碱基对（bp）,其中36 767个（占47.35%）与公共数据库匹配。根据所设置的差异组合,共鉴定出差异表达基因2 845个。绿光处理后雄虫差异表达基因数远多于雌虫,表明雄虫对绿光信号更加敏感。对差异表达基因进行KEGG富集分析发现,差异表达基因主要涉及细胞外基质受体相互作用（ECM-receptor interaction）、脂肪酸生物合成（Fatty acid biosynthesis）、ABC转运器（ABC transporters）、光转导（Phototransduction-fly）和药物代谢酶（Drug metabolism-other enzymes）等相关通路。3.单色绿光刺激对灰茶尺蠖成虫体内四种代谢酶活性的影响单色绿光刺激作用下灰茶尺蠖雌雄成虫体内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和谷胱甘肽-S-转移酶（GST）三种酶活性均呈现下降-上升-下降的趋势,并在第6 h酶活性达到最低,并显著低于对照组。过氧化氢酶（CAT）活性呈现上升-下降-平缓的变化趋势,雄虫在3-6 h CAT活性均低于对照组,雌虫在2-6 h CAT活性与对照组无显著差异。4.视蛋白基因的克隆和表达分析利用RT-PCR技术克隆获得了紫外光敏感视蛋白基因（Eg-uv）、蓝光敏感视蛋白基因（Eg-bs）和长波敏感视蛋白基因（Eg-lw）的开放阅读框（ORF）。氨基酸序列分析结构表明,灰茶尺蠖三种视蛋白基因所编码的氨基酸序列均包含7个跨膜结构域,符合敏感视蛋白家族的特征。序列比对和系统进化分析表明,灰茶尺蠖视蛋白与桦尺蠖（Biston betularia）亲缘关系最近。运用荧光定量PCR技术检测了绿光和黑暗条件下三种视蛋白基因的相对表达量。结果表明两种条件下,雌虫和雄虫视蛋白基因表达变化趋势基本相似,但雌雄成虫在应对外界光环境的改变时不同视蛋白基因的表达具有一定差异。与黑暗条件相比,绿光下雄虫uv表达量下调,lw第6 h出现显著性差异;雌虫uv上调,lw第6 h表达峰消失。雌雄成虫bs在绿光和黑暗条件下表达水平均无显著差异,但绿光下的表达水平略高于黑暗条件。
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