化学药剂的使用可以确保农业生产的稳定,但也会带来一些负面影响。新烟碱类杀虫剂是一种高效低毒的杀虫剂,主要被用于防治刺吸式口器的害虫,如飞虱、叶蝉、蚜虫等。新烟碱类杀虫剂对靶标生物具有较高的毒性,但同时也会对非靶标生物产生不利的影响,损害非靶标生物的神经系统。噻虫嗪是一种在农业生产中使用较多的新烟碱类杀虫剂,在水稻上主要是用于防治褐飞虱,在果树上主要用于防治蚜虫与叶蝉。在这些生态系统中,也存在一些社会性昆虫,与蜜蜂、蚂蚁等。日本弓背蚁是一种社会性昆虫,在种群内部有着明确的分工,各司其职维持整个巢穴正常运作。通常情况下,日本弓背蚁不直接危害作物,但会与一些农业害虫形成互利共生的关系。在对农业害虫进行防治时,日本弓背蚁必然会受到化学药剂的影响,因此研究化学农药对日本弓背蚁社会行为的影响,为新烟碱类杀虫剂对非靶标昆虫影响机制提供新的信息。一、亚致死剂量噻虫嗪对日本弓背蚁的行为影响亚致死剂量噻虫嗪对日本弓背蚁的影响,主要是通过蚂蚁的觅食、攻击和亲系识别等社会行为来表现。用死亡率为20%的噻虫嗪处理日本弓背蚁,可以得到直接处理的蚂蚁(TG);然后将未处理的做上标记的蚂蚁与直接处理的蚂蚁按1:1比例放在一起饲养5天,最后将未处理的做标记蚂蚁收集起来作为间接影响的蚂蚁(AG);取一组未处理的蚂蚁(CK)作为对照。在觅食行为方面,在个体水平上,不同处理的蚂蚁发现食物的概率不存在显著性的差异;在种群水平上,不同处理的蚂蚁的招募行为表现是不一致的,对照组存在明显的招募行为,而其他两组却没有表现出来。通过Y形管试验与触角电位的试验研究不同处理组蚂蚁的亲系识别能力,对照组蚂蚁能够识别Y形管两端的同巢或者异巢的蚂蚁,而处理组与间接影响组却不能很好的识别;对照组蚂蚁对异巢蚂蚁的表皮碳水化合物提取物的反应电位值高于处理组与间接影响组蚂蚁。对其它物种蚂蚁的攻击行为,对照组蚂蚁是比较强烈的,而处理组比较弱。通过试验发现,亚致死剂量处理的日本弓背蚁在种群水平上觅食效率降低,对同巢与异巢蚂蚁的亲系识别能力降低。由此说明,由于蚂蚁之间的频繁交流,一些不利的影响同样可以发生在未直接接触农药的蚂蚁上。二、亚致死剂量噻虫嗪对日本弓背蚁影响的转录组分析通过转录组测序的方法,对不同处理组的蚂蚁进行相关的分析。对转录组测序得到的数据进行差异比较分析,我们可以得到不同处理的之间差异表达的基因。对差异表达的基因进行GO富集与KEGG通路分析,就可以得知差异表达基因所参与的生物学过程与参与的信号转导途径。在差异表达的基因中,部分基因在直接处理组与间接影响组共同表现为上调或者下调,但表达水平存在一些差异,同时它们也存在一些各自所单独表达的差异表达基因。对这些差异表达基因进行GO富集分析与KEGG富集,结果显示这些基因所参与的过程主要是一些代谢过程。在转录组分析过程中,我们主要分析与表皮碳水化合物合成相关的基因。分析结果显示,在不同处理组蚂蚁之间,表皮碳水化合物合成相关基因的表达是存在差异的,有的表现为上调,有的表现为下调。