不同光周期下红火蚁工蚁觅食节律及其与觅食基因的关系

摘要

红火蚁(Solenopsis invictaBuren)原产于南美洲，是一种对生态、经济、人身安全等有严重危害的入侵害虫。本实验采用计算机观测系统，观察不同光周期下红火蚁工蚁觅食节律，研究了光周期改变对红火蚁觅食节律的影响；通过实时荧光定量 PCR技术，检测红火蚁工蚁觅食基因（Sifor）在12L:12D，24L和24D三种光周期下24h内的相对表达水平；探究红火蚁工蚁觅食日节律与觅食基因表达的关系。主要结果如下：
　　1.光周期变化对红火蚁工蚁觅食节律的影响
　　通过观测得出24h工蚁流量并对其进行余弦曲线拟合。结果表明，12L:12D光周期（对照）下，红火蚁工蚁觅食节律是以24h为周期的单峰型，活动高峰期出现在23:41，低谷期为11:41；将12L:12D光周期下处理的蚁巢转移至24L（全光照）时，觅食节律与12L:12D相似，仍为单峰型，而且觅食高峰和低谷期也相近，分别为23:41和11:41；转移至24D（全黑暗）时，觅食节律型未发生变化，但工蚁觅食活动的高峰提前至21:21，低谷期则前移至9:21。红火蚁工蚁24h觅食节律不受光周期变化的影响，但会使其觅食活动高峰和低谷发生相位位移。
　　2.三种光周期下红火蚁觅食基因表达动态
　　应用荧光定量PCR技术，对红火蚁觅食基因Sifor在12L:12D，24L，24D三种光周期下24h内的表达动态及节律进行研究。结果表明，三种光周期下Sifor表达动态均为单峰型，但表达高峰与低谷发生相位位移。其中，12L:12D下，觅食基因Sifor表达量在14:00~15:00最低、在2:00~3:00最高。当处理蚁巢由12L:12D转移到24L，觅食基因Sifor表达量在14:00~15:00最低、在2:00~3:00最高；当被转移至24D，工蚁Sifor表达量在7:00~8:00达最低、在19:00~20:00达最高。
　　3.光周期变化对红火蚁觅食基因表达动态的影响
　　当将蚁巢由12L:12D（对照）转到24D条件下，工蚁Sifor表达量在0:00下调，但在其余5个取样点均上调；将试验蚁巢被转到24L下，工蚁Sifor表达量在时间段均高于对照中相应时间段的表达量。当将24L或24D光周期下的工蚁24h内6个取样点觅食强度与Sifor表达量比较时，似乎在特定时间点Sifor表达量与观测到的觅食强度间无明显相关性。
　　4.红火蚁觅食基因表达量与觅食活动强度的相关性
　　在三种光周期下红火蚁觅食基因的表达动态节律与觅食节律的余弦曲线拟合结果分析表明，觅食活动节律与觅食基因表达动态较吻合，为单峰型，但觅食基因表达高峰较觅食流量高峰发生相位变化，其中12L:12D条件下，这种相位后移达3h，当转到24L或24D，其相位后移3h或前移2h。觅食基因表达水平与觅食强度相关性分析表明，在三种处理光周期下，红火蚁觅食蚁Sifor表达量高低与其觅食活动强度呈显著或极显著正相关。推测红火蚁工蚁的觅食活动强度或节律在一定程度上受到工蚁觅食基因Sifor的调控。
　　本研究在生物学和分子水平上为红火蚁防治提供科学理论依据，对饵剂施用具有较好的指导作用。

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目录

1 前言

1.1 中国红火蚁研究进展

1.2 社会性昆虫觅食节律及其影响因素的研究

1.3 觅食节律相关基因的研究

1.4 研究目的及意义

2 材料与方法

2.1 主要实验仪器

2.2 主要试剂及耗材

2.3 主要试剂的配制

2.4 供试虫源

2.4人工蚁路的形成

2.5计算机观测系统

2.6光周期处理

2.7 拍摄及统计

2.8 荧光定量PCR

3 结果与分析

3.1 三种光周期条件下红火蚁工蚁觅食节律

3.2 红火蚁工蚁觅食基因表达量检测

3.3三种光周期下觅食工蚁Sifor的表达动态

3.4 光周期对觅食基因表达量的影响

3.5 觅食基因的表达与觅食活动的相关性分析

4 结论与讨论

4.1 结论

4.2 讨论

致谢

参考文献

附录