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趋光行为是夜行性昆虫重要的生物学特性之一。基于昆虫的趋光行为所研发出的灯光诱控技术,凭借其绿色无污染的优势,已经成为害虫预测预报和绿色防控的一种重要手段。然而昆虫趋光机制尚不明确,阻碍了灯光诱控技术的进一步发展。研究发现,昆虫响应光刺激后活性氧代谢发生显著变化,暗示活性氧参与了昆虫趋光的调控。琥珀酰化修饰是活性氧代谢的调控因子,但其对昆虫趋光的调控作用及机制仍然有待研究。本研究以趋光昆虫粘虫Mythimna separata为实验对象,研究了蛋白质琥珀酰化修饰在粘虫趋光中的作用及机制,主要结果如下:1.蛋白质琥珀酰化修饰对粘虫趋光行为的影响蛋白琥珀酰化修饰相关调控因子对光照有明显的响应,具体结果如下:光照后雌、雄虫总蛋白琥珀酰化水平有较明显降低;光照处理5 min、10 min、60 min显著降低了雌虫体内琥珀酰辅酶A水平（P＜0.05）,光照处理30-120 min雄虫琥珀酰辅酶A水平显著升高（P＜0.01）;光照处理使雌、雄虫α-酮戊二酸脱氢酶活性和琥珀酸脱氢酶活性显著降低而琥珀酰辅酶A生成速率显著提高（P＜0.05）;光照处理120min使雌虫去琥珀酰化酶SIRT5基因表达量显著升高（P＜0.01）;上述结果表明光照能够诱导粘虫蛋白质琥珀酰化水平降低,促进琥珀酰辅酶A生成以及去琥珀酰化酶表达量升高,证明蛋白质琥珀酰化修饰参与了粘虫对光刺激的响应。外源注射去琥珀酰化酶抑制剂巴柳氮二钠二水合物影响粘虫的趋光行为,具体结果如下:注射20 mg/m L巴柳氮二钠二水合物显著降低雌虫的趋光值（P＜0.01）,注射5 mg/m L、10 mg/m L、20 mg/m L巴柳氮二钠二水合物均显著降低雄虫的趋光值（P＜0.05）,这些结果表明蛋白质去琥珀酰化修饰与粘虫趋光行为密切相关。2.粘虫趋光行为中活性氧代谢的琥珀酰化调控粘虫的趋光行为受到活性氧代谢的调控。本研究检测了光照对粘虫氧化损伤水平和活性氧代谢酶活性的影响,结果表明,光照后雌、雄虫的丙二醛水平和NADPH氧化酶活性均有显著提高（P＜0.01）,此外超氧化物歧化酶、谷胱甘肽S-转移酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性均有显著波动（P＜0.05）,说明粘虫体内活性氧代谢对光照处理具有明显的响应。研究还发现,注射0.5%、1%、2%过氧化氢使雌、雄虫趋光值显著降低（P＜0.01）,注射30 mg/m L、50 mg/m L、70 mg/m L谷胱甘肽使雌、雄虫趋光值显著降低（P＜0.01）,可见活性氧参与调控粘虫趋光行为。在粘虫光响应过程中,抑制蛋白质去琥珀酰化酶活性导致活性氧代谢速率降低。注射5 mg/m L、10 mg/m L、20 mg/m L去琥珀酰化酶抑制剂巴柳氮二钠二水合物显著提高了粘虫在光照下的丙二醛水平（P＜0.05）;注射5 mg/m L和10 mg/m L抑制剂显著降低了雌虫NADPH氧化酶活性（P＜0.05）,注射5 mg/m L抑制剂显著降低了雌虫超氧化物歧化酶活性（P＜0.05）,注射5 mg/m L、10 mg/m L、20 mg/m L去琥珀酰化酶抑制剂显著降低了雌、雄虫谷胱甘肽S-转移酶活性（P＜0.05）;上述结果表明琥珀酰化修饰在粘虫响应光照刺激过程中影响活性氧的代谢。3.基于组学技术分析琥珀酰化修饰对粘虫趋光的响应采用蛋白质组学技术对粘虫趋光行为的琥珀酰化修饰蛋白进行了鉴定、相对定量和生物信息学分析。共鉴定到466个琥珀酰化修饰蛋白、748个琥珀酰化修饰位点,其中3个蛋白质上的7个位点的琥珀酰化修饰水平响应趋光显著上调、100个蛋白质上的130个位点的琥珀酰化修饰水平响应趋光显著下调。亚细胞定位分析发现,这些差异蛋白主要位于细胞质和线粒体,这些都是细胞代谢的重要区域,暗示琥珀酰化修饰与粘虫趋光行为中的代谢过程相关。对鉴定到的琥珀酰化蛋白进行GO、KEGG、结构域富集分析,发现差异蛋白在氧化还原反应、细胞骨架、钙离子和细胞代谢相关注释条目中高度富集,暗示琥珀酰化与活性氧代谢、神经肌肉功能和能量代谢密切相关。进一步分析发现,与活性氧代谢相关的琥珀酰化修饰蛋白质主要富集在谷胱甘肽抗氧化系统和硫氧还蛋白抗氧化系统中,并且参与还原供体NADPH的代谢;神经肌肉系统中的琥珀酰化修饰蛋白质与突触囊泡、谷氨酸代谢、氯离子通道、钙信号、肌肉收缩密切相关;超过25种琥珀酰化修饰蛋白广泛参与粘虫的各种代谢过程,包括三羧酸循环、糖酵解、脂肪酸代谢、氧化磷酸化和氨基酸生物合成等。基于以上结果,我们认为琥珀酰化修饰通过干预和协调活性氧代谢、能量代谢、神经肌肉系统来影响粘虫趋光行为。综上所述,蛋白质琥珀酰化修饰参与调控粘虫对光刺激的响应和趋光行为发生,活性氧对粘虫趋光行为具有调控作用并且琥珀酰化修饰在粘虫响应光刺激的过程中影响活性氧代谢,琥珀酰化修饰通过干预和协调活性氧代谢、能量代谢、神经肌肉系统来影响粘虫趋光行为。本研究发现了粘虫趋光行为中活性氧代谢和蛋白质翻译后修饰存在显著变化,为揭示昆虫趋光分子机制提供了新线索,并在昆虫中首次研究了趋光行为的琥珀酰化修饰蛋白质组,提出了翻译后修饰调控昆虫趋光行为的潜在机制,为揭示昆虫趋光分子机制提供了新线索。