麦长管蚜(Sitobion avenae(Fabricius))是我国小麦产区分布广泛的害虫,通过取食小麦的叶片,用刺吸式口器在茎秆上吸取汁液,最后又对小麦麦穗进行取食,同时麦长管蚜可以进行病毒传播,使小麦不能茁壮成长,最后会造成农作物的产量下降,品质低下。因此,研究周围环境胁迫会对麦长管蚜产生怎样的影响,麦长管蚜会产生怎样的防御机制来应对环境胁迫,使种群得以生存和繁衍具有重要意义。麦长管蚜是一种典型的R对策者,它繁殖速度快,每一世代的平均周期短,是一种可以用来研究环境胁迫周期较长的材料。本实验用麦长管蚜成虫进行紫外照射,每代成虫都经过不同强度的紫外线照射48小时(每天照射16小时),然后测定照射后的第1代,第6代,第11代,第16代麦长管蚜成虫体内谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione S-transferases,GST)的活性;设计特异性引物,扩增紫外照射和对照麦长管蚜产生的变异基因的部分序列,进行测序,并推导对应的氨基酸。此外,挑取经历UV-B辐射1代,6代,11代,15代后其子代麦长管蚜进行生命表研究,即对第2代,7代,12代,16代若蚜(无UV-B辐射)进行生命表记录,与对照组进行对比研究其变化。即统计通过高强度和低强度紫外辐射连续多代处理对麦长管蚜谷胱甘肽-S-转移酶活性及基因序列的影响和亲代麦长管蚜经历紫外胁迫后对其子代生命表各种参数的影响。探明长期紫外胁迫麦长管蚜后,其体内GST对UV-B的防御机制,更好的理解昆虫生活史的进化及生化机制,为逆境胁迫下蚜虫的生态遗传与进化机理提供理论依据。主要结果如下:1.采用RT-PCR方法克隆得到麦长管蚜谷胱甘肽-S-转移酶的cDNA序列,提交到GenBank,并获得登录号:KX015769。利用开放阅读框在线查找工具对该序列进行分析,可知这个序列从起始密码子ATG到终止密码子TAG,该序列包含一个651bp开放阅读框,对应编码的氨基酸数目为216个。2.分析麦长管蚜GST基因序列发现:低强度多代处理中,麦长管蚜G1代,G11代和G16代基因序列中有两个位点的碱基在紫外诱导下发生变异,G6代基因序列中三个位点的碱基发生变异;在高强度多代处理中,紫外诱导麦长管蚜G1代基因序列中三个位点的碱基发生变异,G6代,G11代和G16代基因序列中两个位点的碱基发生变异。表明:高强度处理的基因序列多点突变提前到第一代。另外,所有变异位点均相同,发生两个碱基突变的位点均为:C-T(399),G-A(624)这两个位置,三个位点均在C-T(399),T-A(408),G-A(624),这三个位置,且紫外处理后的GST突变序列中无碱基的缺失和插入。3.对基因序列所编码的氨基酸序列分析,可以看出氨基酸密码子突变位点均在第三位点,分析碱基替换产生的结果,可以看出该序列的碱基替换以转换为主,且编码的氨基酸皆为同义替换。4.紫外胁迫对处于不同世代麦长管蚜的GST活性影响显著,改变麦长管蚜的GST活性,且对不同世代间的GST有不同效应。同一UV-B辐射强度下,对照组各个不同世代之间,麦长管蚜GST活性无明显的差异;低强度处理组麦长管蚜GST活性在各世代间先上升,然后下降,最后又回升,且在G6代达到最大值,G11代达到最小值;高强度处理组GST活性先升高,然后再降低,且在G1代达到最小值,G6代达到最大值。5.经UV-B处理亲代麦长管蚜后,其子代种群的内禀增长率r与周限增长率λ在低强度处理组各世代无显著差异,在高强度处理组各世代之间呈先上升后下降趋势;在同一世代,不同UV-B辐射强度下,麦长管蚜种群G2代和G16代,对照组与处理组之间除平均世代周期无显著差异外,其他各生态学指标均差异显著,且对照组显著大于处理组;G7代对照组与处理组之间各生命表参数无显著差异,G12代对照组与处理组间繁殖力F、净增殖率R0、产仔天数、成虫寿命和平均世代周期均有显著性差异,内禀增长率r和周限增长率λ无显著差异。亲代麦长管蚜经过不同代数的UV-B胁迫,可显著影响子代的生长发育,对处于不同世代的子代生态学指标产生不同影响,此外,亲代麦长管蚜经UV-B胁迫处理后对子代种群的存活率影响显著。