西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus(L.)是新疆高山亚高山草原的优势危害种类,新疆气候变暖是导致西伯利亚蝗持续严重发生的重要原因之一,前期研究表明近40a西伯利亚蝗严重发生与新疆同期气候变暖有显著相关,本研究进一步探讨温度升高条件下西伯利亚蝗适应的生理生化机理。试验采用生理生化、分子生物学等技术和方法,研究了24、27、30、33、36、39和42℃温度处理下,西伯利亚蝗成虫的存活率、自由水/结合水比值、5种抗逆物质(海藻糖、甘油、油酸、亚油酸、亚麻酸)含量的变化及热激蛋白HSP70 cDNA部分片段的克隆与序列分析。结果显示,24-27℃之间,西伯利亚蝗成虫未出现死亡;超过30℃后,存活率随温度的升高而显著降低,39、42℃时存活率分别达到44%、8%。在24-33℃范围内,西伯利亚蝗体内自由水/结合水的比值逐渐升高,且在33℃时达到最大值,为40.11,随后比值开始下降,42℃时降至最低,为30.82,且与33℃、33℃和36℃时的比值差异显著(P<0.01);西伯利亚蝗体内海藻糖、甘油、油酸、亚油酸和亚麻酸的积累量随温度升高呈现出先增后减的变化趋势,且在30℃时含量达到最高,依次为18.691μg/g,261.432μg/g,79.063mg/g,78.664mg/g和227.593mg/g;42℃时含量降至最低,依次为18.218μg/g,104.588μg/g,4.343mg/g,3.039mg/g和11.067mg/g;5种物质积累的速率不同,随温度升高亚油酸含量增、减速率最快,分别为832.189%和-63.988%,海藻糖含量增、减速率最慢,分别为0.893%和-0.224%。研究获得西伯利亚蝗HSP70基因471bp cDNA片段,推导出153个氨基酸残基,该片段推导出的氨基酸序列和亚洲飞蝗(Locusta migratoria L.)的同源性高达99.3%。结果表明:24-30℃之间,随着温度升高,西伯利亚蝗可以通过积累体内抗逆物质,尤其通过快速积累不饱和脂肪酸以提高自身对阶段性高温的耐受能力;超过30℃后,蝗虫体内抗逆物质积累下降,存活率降低,虫体对高温胁迫耐受力减弱。这预示着在气候变暖趋势下,西伯利亚蝗仍将是新疆草原最重要的生物灾害之一。