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龟纹瓢虫Propylaea japonica Thunberg能捕食农作物、蔬菜、果树及林木上的多种蚜虫和一些鳞翅目、半翅目和双翅目等昆虫的卵和低龄幼虫,且具有适应性强、耐高温、耐饥饿等特点,是一类非常有应用前景的天敌昆虫,其规模化生产是用于生物防治的关键。人工饲料具有降低规模化饲养天敌昆虫的成本和有效控制天敌昆虫生长发育整齐度等显著优点,是昆虫规模化饲养的重要基础,但目前龟纹瓢虫的人工饲料均存在生长缓慢、产卵前期延长、不产卵或产卵量少等问题,大大限制了其在生物防治中的应用。基于此,本文在以黏虫为主的人工饲料基础上,分别优化获得了龟纹瓢虫幼虫期和成虫期饲养方案;之后通过龟纹瓢虫的继代饲养和大量集中饲养对优化后的人工饲料饲养方案进行了评价,并结合转录组测序分析探究了不同营养源龟纹瓢虫体内生长发育和生殖相关代谢通路的差异表达基因;此外,还克隆获得了龟纹瓢虫卵黄原蛋白基因,并测定了不同营养源龟纹瓢虫体内该基因的表达情况。本论文的研究结果为龟纹瓢虫的规模化扩繁奠定了基础,也为今后龟纹瓢虫人工饲料的进一步优化改进及探究其营养和生殖关系提供了一定的理论依据。具体研究结果如下:1.龟纹瓢虫人工饲料饲养方案的优化本研究首先通过对比以黏虫、猪肝和黄粉虫为基础的人工饲料对龟纹瓢虫的饲养效果,得出以黏虫为基础的人工饲料的饲养效果最好,存活率达到66.5%;在此基础上,为进一步提高龟纹瓢虫存活率和产卵量,分别优化了幼虫期和成虫期的人工饲料饲养方案。最终确定龟纹瓢虫饲养方案为:幼虫期在以黏虫为基础的人工饲料基础上,一龄、二龄期每天添加2头冷冻蚜虫;成虫期在以黏虫为主的人工饲料基础上,每天添加10%海藻糖溶液和5头冷冻蚜虫。在此饲养方案下,龟纹瓢虫的存活率达到87.3%,单雌产卵量221.7粒,均与其天然饵料(新鲜蚜虫对照组)无显著差异。此饲养方案可以节省80%的天然饵料,而且冷冻蚜虫具有不受寄主植物限制和可储存等优点,在今后龟纹瓢虫的大规模生产中具有较好的应用前景。2.人工饲料饲养方案对龟纹瓢虫的饲养效果评价为了评价优化后的人工饲料饲养方案在龟纹瓢虫大规模扩繁中的应用前景,本实验利用该方案连续饲养6代龟纹瓢虫,得出其存活率、繁殖力、内禀增长率和捕食功能等指标没有出现退化现象;大量集中饲养实验时发现同等密度下人工饲料饲养组与新鲜蚜虫对照组的存活率没有显著差异,且趋势一致,均为每笼30~50头时存活率最高,随着龟纹瓢虫种群密度的加大,存活率降低。3.不同营养源的龟纹瓢虫转录组分析通过对不同营养源(pjad:人工饲料+水;pjads:人工饲料+10%海藻糖溶液;pjsad:人工饲料+10%海藻糖溶液+5头冷冻蚜虫/天;pjck:新鲜蚜虫)的龟纹瓢虫进行转录组测序分析得出,pjad组、pjads组和pjsad组与对照pjck组的龟纹瓢虫分别有8071个、5910个和8705个差异表达基因。进一步分析了不同营养源龟纹瓢虫体内与营养代谢、保幼激素代谢以及营养调节通路相关的差异基因的表达情况,结果得出在碳水化合物代谢的相关通路中,pjad组瓢虫的绝大多数差异表达基因发生上调;在氨基酸代谢的相关通路中,pjad组瓢虫中由糖类转化为氨基酸相关的差异表达基因普遍上调,但与氨基酸直接合成相关的差异表达基因普遍下调;在脂类代谢的相关通路中,pjad组瓢虫中与脂肪酸代谢和脂肪酸降解相关的差异表达基因显著上调;在蜕皮激素和保幼激素合成的相关代谢通路中,pjad组瓢虫中的大部分差异表达基因发生了上调,其中JHA甲基转移酶基因表达量下调,JH分解相关的基因表达量上调;随着海藻糖(pjads组)和冷冻蚜虫(pjsad组)的添加,龟纹瓢虫中与以上代谢通路相关的差异表达基因表达量逐步接近对照组(pjck组)水平,但营养调节通路中的关键酶TOR(target of rapamycin)在三组处理中都发生了显著下调。4.龟纹瓢虫卵黄原蛋白基因的克隆分析基于转录组数据,克隆获得龟纹瓢虫卵黄原蛋白(vitellogenin,Vg)基因序列,命名为pj Vg。经分析,pj Vg序列开放阅读框全长为5349 bp,编码1782个氨基酸,分子量为204.35 k Da,理论等电点为8.31。序列比对分析显示pj Vg基因含有三个卵黄原蛋白的典型结构域,与异色瓢虫Vg的序列一致性为65.23%,与赤拟谷盗Vg的一致性为53.39%。通过实时荧光定量PCR测定得出,pjads、pjsad和pjck组龟纹瓢虫体内pj Vg的表达量分别是pjad组的1.23、6.87和4.25倍;通过ELISA检测得出,pjad、pjads、pjsad和pjck组龟纹瓢虫卵巢内卵黄蛋白含量分别为3.53μg/m L、4.90μg/m L、8.78μg/m L和10.07μg/m L,其中pjsad组和pjck组差异不显著。