论文部分内容阅读
寄生蜂在与寄主的协同进化中,形成了搜寻、发现和攻击寄主害虫的独特机制,其中化学信息物质行使着重要的功能。松褐天牛肿腿蜂Sclerodermus sp.(Hymenoptera:Bethylidae)是林业重大病害松材线虫病的主要媒介昆虫松褐天牛Monochamus alternatus Hope的专性寄生性天敌,对松褐天牛具有良好的控制作用。如果能明确松褐天牛肿腿蜂的寄主定位机制,将为更好的利用其进行生物防治提供依据。但关于松褐天牛肿腿蜂的寄主定位和嗅觉感受机制尚不明确。为此,本文以松褐天牛肿腿蜂为研究对象,在对其触角感器观察的基础上,对其寄主定位的信息化学物质进行了分离鉴定,并在构建触角转录组的基础上,分析了气味结合蛋白(SspOBPs)在其嗅觉感受中的功能。主要研究结果如下:1松褐天牛肿腿蜂触角感器的超微结构观察扫描电镜结果显示,松褐天牛肿腿蜂触角呈膝状,由柄节、梗节和11节鞭节组成。雌雄虫触角上共鉴定出7种类型的感器,分别为毛形感器(Tr.1,Tr.2,and Tr.3)、锥形感器(Ba.1,Ba.2,and Ba.3)、栓锥形感器(St.1 and St.2)、板形感器(Pl)、腔锥形感器(Co)、鳞形感器(Sq)、Bohm’s氏鬃(B.b)。Tr.2,Ba.1和St.1只存在于雌虫触角,而Ba.2,Ba.3和St.2只存在于雄虫触角,其它感器在雌雄虫触角上均有发现。2松褐天牛肿腿蜂寄主定位的信息化学物质GC-EAD结果显示,松褐天牛肿腿蜂对寄主松褐天牛幼虫危害的马尾松挥发物有电生理反应的化合物有9种,分别为2-莰烯或葑烯(2-bornene or 2,7,7-trimethyl bicyclo[2.2.1]hept-2-ene)、α-蒎烯(α-pinene)、β-蒎烯(β-pinene)、γ-松油烯(γ-terpinene)、四甲基苯(tetramethyl-benzene)、松莰酮(pinocamphone)、α-长叶蒎烯(α-longipinene)、D-大根香叶烯(D-germacrene)和一种未知化合物。H型嗅觉仪结果表明,α-长叶蒎烯(α-longipinene)和γ-松油烯(γ-terpinene)对松褐天牛肿腿蜂均有显著的引诱作用。3松褐天牛肿腿蜂触角转录组及其SspOBPs的时空表达松褐天牛肿腿蜂触角转录组测序获得了51,830,552条clean reads,通过装配获得46,269条unigenes序列,其中29,582条unigenes序列被注释到蛋白数据库NR(non-redundant database)(E-values≤10-5)。通过筛选比对,从松褐天牛肿腿蜂的触角转录组中鉴定出10条SspOBPs,10条SspCSPs,8条SspORs,3条SspIRs,6条SspGRs,2条SspSNMPs。运用q-PCR分析了松褐天牛肿腿蜂不同发育阶段和不同组织之间SspOBPs的表达量,结果显示Ssp OBP5、SspOBP6、SspOBP7和SspOBP9显著表达于雌虫触角。SspOBP1、Ssp OBP2和SspOBP4显著表达于有翅雌虫腹部。SspOBP3和SspOBP10分别显著表达于幼虫期和蛹期。SspOBP8显著表达于幼虫期和蛹期两个时期。4松褐天牛肿腿蜂SspOBP7的结合特性SspOBP7与18种寄主植物挥发物的荧光竞争结合试验结果表明,酸性环境(pH=5.0)下,SspOBP7与大部分化合物的结合能力较弱(20μM<Ki<50μM),只有丁羟基甲苯1种化合物与SspOBP7的结合特性较强(Ki<20μM)。中性环境(pH=7.4)下,与SspOBP7结合特性较强(Ki<20μM)的化合物有6种,分别为S-(-)-柠檬烯、异松油烯、(+)-β-蒎烯、月桂烯、(-)-石竹烯氧化物、丁羟基甲苯。中性环境和酸性环境下的结合特性比较结果显示,Ssp OBP7与S-(-)-柠檬烯、异松油烯、(+)-长叶烯、(-)-异长叶烯、4-乙烯基愈创木酚共5种化合物的结合能力在中性环境均显著高于酸性环境,其它化合物无显著性差异。