论文部分内容阅读
白蜡虫(Ericerus pela Chavannes)是一类重要的资源昆虫,其雄性幼虫分泌的次生代谢物质白蜡,是一种天然高分子化合物,被广泛应用于医药、食品等行业。白蜡虫是典型的雌雄性两型发育昆虫,雌虫为不完全变态发育,雄虫为完全变态发育,在研究昆虫的变态和进化上具有重要意义。保幼激素和蜕皮激素是调控昆虫变态发育的两种重要激素,为了弄清它们在白蜡虫变态发育中的调控作用,本文对白蜡虫形态特征和雌雄虫不同虫态保幼激素和蜕皮激素滴度动态规律进行了研究,分析了白蜡虫转录组雌雄差异表达基因,并采用实时荧光定量技术对保幼激素和蜕皮激素信号通路相关基因在白蜡虫变态发育中表达情况进行了解析,同时探讨了施用外源激素对2龄雄幼虫发育及其对激素相关基因表达的影响。主要研究结果如下:1、白蜡虫体內激素滴度变化动态规律通过高效液相色谱和酶联免疫技术分别对雌雄白蜡虫不同虫态的保幼激素和蜕皮激素进行滴度测定。研究结果发现,雌虫保幼激素滴度高于雄虫(不完全变态发育高于完全变态发育),1龄幼虫中期可能是白蜡虫两型发育的起始点,高浓度保幼激素(91.640pg/mg)维持雌虫的形态发育,低浓度保幼激素(8.980pg/mg)诱导雄虫的形态发育;在发育的转型期,蜕皮激素与保幼激素滴度的差值达到一定范围值时,20E才能诱导白蜡虫向下一个龄期的发育,其中,JH与20E滴度差值在31.019~59.366pg/mg范围时雌雄虫均可正常发育;在白蜡虫成虫发育期,雌雄虫的蜕皮激素滴度相对高于保幼激素。2、內源激素信号通路相关重要基因表达模式研究采用q RT-PCR技术对雌雄白蜡虫不同虫态的內源激素信号通路相关重要基因表达模式进行分析,并与激素滴度变化对比。研究结果发现,FPS、FDS、PMVK、JHE和JHEH基因仅在雌虫2龄和成虫期高表达,JHAMT和FAMe T基因仅在雄虫2龄期高表达,以上7个基因可能是调控白蜡虫性两型发育的关键基因;白蜡虫从幼虫到成虫期,雌虫保幼激素合成和降解酶基因表达逐渐增高;蜕皮激素合成基因在雌成虫期的表达量高于幼虫期,在雄虫的真蛹期表达量最高;保幼激素受体蛋白Me T在雌虫中基因表达变化(成虫期的表达水平高于幼虫期)与保幼激素滴度变化趋势相反,在雄虫中与保幼激素滴度变化趋势基本一致(幼虫期高于成虫期),而雌雄虫蜕皮激素受体蛋白Ec R基因表达变化趋势与蜕皮激素滴度变化具有一致性,雌虫的保幼激素负调控其受体蛋白Me T基因的表达,雄虫的保幼激素正调控其受体蛋白Me T基因的表达;而雌雄虫蜕皮激素均正调控其受体蛋白Ec R基因的表达。3、外源激素对白蜡虫发育及激素信号通路相关基因表达的影响3种浓度外源激素JH1(1.25mg/ml)、JH2(2.5mg/ml)和JH3(25mg/ml)经喷射、涂干和注射进行处理2龄初期的雄幼虫,对其个体泌蜡量、羽化率、体长、体重进行测定,以及对內源激素信号通路相关重要基因表达模式进行分析。研究结果发现,白蜡虫2龄期雄幼虫经JH2浓度的外源保幼激素类似物喷施处理后,白蜡虫个体泌蜡量在昆明地区增产率最高达到41.50%,峨眉地区增产率最高达到25.56%;3种浓度在3种处理方法下均可促进蛹羽化,蛹羽化率达到62.70%~81.62%,其中相同浓度下,涂干处理促进效果明显;JH3在促进蛹羽化的同时显著抑制了其体长和体重的发育。JH2可以上调JH合成基因,以及Me T和Ec R基因的表达。说明外源保幼激素可影响基因的表达,JH2可能缩短了2龄雄虫达到泌蜡高峰期的时间或延长了2龄雄虫的发育,引起白蜡虫个体泌蜡量增加。