麦蚜寄生蜂生理特征与饲养技术研究

摘要

麦蚜属昆虫纲半翅目(Hemiptera)蚜科(Aphididae)，是小麦上的重要害虫，我国主要有麦长管蚜Sitobion avenaeFabricius、麦二叉蚜Schizaphis graminumRondani、禾缢管蚜Rhopalosiphumpadi和麦无网长管蚜Acyrthosiphon dirhodum4种。麦蚜喜好成群聚集在叶片、茎秆、穗部等吸取汁液，同时在为害时排出大量水分和蜜露，引起霉菌病，此外麦长管蚜和麦二叉蚜可传播小麦黄矮病，严重影响我国小麦产量。烟蚜茧蜂Aphidius gifuensisAshmead可寄生桃蚜Myzus persicaeSulzer、麦长管蚜、萝卜蚜Lipaphis erysimiKaltenbach、麦二叉蚜等，在对蚜虫的生物防治中具有重要价值。
　　本研究以烟蚜茧蜂为研究对象，麦二叉蚜、麦长管蚜为供试昆虫，通过对烟蚜茧蜂成虫习性行为的详细观察，生物学特性的试验探究及寄生麦二叉蚜后对解毒酶、保护酶、免疫相关基因表达的影响研究，从生物学、生理学以及分子生物学等角度，探讨了烟蚜茧蜂对麦二叉蚜、麦长管蚜的生理行为的影响及饲养技术，同时利用实时荧光定量技术分析寄主被寄生后免疫相关基因表达量的变化，旨在深入研究寄生蜂-寄主间的相互作用、天敌昆虫控制目标害虫的作用，为蚜虫的综合防治提供更为有效的生防策略。主要结果如下：
　　（1）在相同的食料条件下，随着温度的升高烟蚜茧蜂的寿命缩短；在同一温度下不饲喂蜂蜜水的寿命最短，饲喂5％蜂蜜水寿命最长。在所有处理中，饲喂蜂蜜水的4℃冰箱中的蜂平均寿命最长可达27.05d，但不活泼，几乎不运动；在室内27℃高温下不饲喂，蜂寿命最短，仅为21h；雌蜂寿命与雄蜂寿命并无显著差异。
　　（2）基于4℃冷藏烟蚜茧蜂寿命可达30d之久，本试验进行了后续研究，探索4℃冷藏是否影响烟蚜茧蜂的寄生能力，结果表明烟蚜茧蜂成蜂在4℃条件下冷藏1、4、7、10d均不影响其寄生能力，寄生率与正常对照相比无显著差异，说明烟蚜茧蜂成蜂经历4℃冷藏处理后在适宜的环境下依然可以正常繁殖。
　　（3）本研究得到僵化1d的烟蚜茧蜂僵蚜4℃冷藏时间可达31d之久，随着天数的增加，羽化率逐渐降低，冷藏7d后羽化率显著降低为31.67%，冷藏31d后羽化率仅为8.33%。除冷藏13d和16d的僵蚜羽化出蜂的寄生僵蚜率显著低于对照外，冷藏1、4、7、10、19、31d的僵蚜羽化出蜂的寄生僵蚜率均与对照无显著差异。
　　（4）本研究发现，寄主龄期越小，从寄生到形成僵蚜及从寄生到羽化所用的时间越长，1龄麦二叉蚜僵蚜历期为8.26d，羽化历期为12.29d；1龄麦长管蚜则更长，僵蚜历期为11.25d，羽化历期为16.23d。两寄主间，1龄麦二叉蚜的僵蚜历期和羽化历期均显著短于1龄麦长管蚜。
　　（5）本研究发现在混合寄主选择性试验中，由麦二叉蚜及麦长管蚜繁殖出的烟蚜茧蜂对两种蚜虫的混合寄主均有很高的寄生率及过寄生率，并且两种寄主之间寄生率无显著差异。
　　（6）采用分光光度法测定蚜虫被寄生后不同时期体内相关保护酶和解毒酶的活性变化情况，发现麦二叉蚜被寄生后乙酰胆碱酯酶（AChE）活性在12h、72h时极显著低于对照组。酸性磷酸酯酶（ACP）活性在3h、5h时明显低于对照组，但在24h时ACP活性极显著高于对照。碱性磷酸酯酶（AKP）活性变化与对照组无显著性差异，仅在10h、12h时AKP活性略高于对照。过氧化氢酶（CAT）活性在24h时显著高于对照。过氧化物酶（POD）活性在6h时显著低于对照，在24h时显著高于对照组。总超氧化物歧化酶（T-SOD）活性与对照组相比无显著性变化。
　　（7）本研究通过实时荧光定量PCR分析得到，麦二叉蚜被烟蚜茧蜂寄生后，免疫相关基因serine protease34-like、serine protease inhibitor4、serine protease inhibitor32、Collectin10、Prophenoloxidase、Prophenoloxidase A3、prophenoloxidase activating factor、spatzle6、Toll receptor13、Toll receptor6、nitric oxidesynthase、nitric oxide synthase interacting protein、Thioredoxin-like protein4A、thioredoxin reductase1、Mn superoxidase dismutase的相对表达量比对照组低；免疫相关基因Scavenger receptor B、draper、hemolin、peroxidase的相对表达量比对照组高。这些结果进一步证明了，烟蚜茧蜂寄生对寄主的调控作用，通过影响寄主分子水平的四个阶段：信号识别阶段、信号调制和放大阶段、信号转导阶段和免疫应答阶段，以破坏寄主的免疫系统。

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中文摘要

1 文献综述

1.1 麦蚜及麦田蚜茧蜂简介

1.1.1 麦蚜

1.1.2 麦田蚜茧蜂

1.1.3 烟蚜茧蜂

1.1.4 烟蚜茧蜂饲养技术

1.2 寄生蜂对寄主的选择行为

1.2.1 寄生蜂对寄主的搜寻

1.2.2 寄生蜂对寄主的选择

1.3 寄生蜂-寄主相互作用

1.3.1 寄生蜂-寄主相互关系

1.3.2 寄主体内解毒酶系的适应

1.3.3 寄主体内保护酶系的适应

1.3.4 畸形细胞对寄主的作用

1.3.5 多分DNA病毒Polydnavirus(PDV)对寄主的作用

1.3.6 寄生蜂寄生对蚜虫的影响

1.4 转录组测序技术及生物信息学的应用

1.4.1 转录组测序技术的应用

1.4.2 生物信息学的应用

2 引言

3 材料与方法

3.1 烟蚜茧蜂生物学特性

3.1.1 供试虫源

3.1.2 仪器设备

3.1.3 数据处理

3.1.4烟蚜茧蜂成蜂习性及行为观察

3.1.5 不同温度、食料条件下烟蚜茧蜂寿命

3.1.6 4℃冷藏处理烟蚜茧蜂成蜂对其寄生僵蚜率的影响

3.1.7 4℃冷藏处理烟蚜茧蜂僵蚜对其羽化率、寄生僵蚜率的影响

3.1.8 麦长管蚜、麦二叉蚜龄期对烟蚜茧蜂僵蚜历期及蜂羽化历期的影响

3.1.9 混合寄主寄生选择性试验

3.2 烟蚜茧蜂寄生对麦二叉蚜体内解毒酶和保护酶活性的影响

3.2.1 试验材料获得

3.2.2 粗酶液的制备

3.2.3 酶液总蛋白含量测定

3.2.4 解毒酶活性测定

3.2.5 保护酶活性测定

3.2.6 数据处理

3.3 烟蚜茧蜂寄生麦二叉蚜对寄主部分免疫相关基因表达的影响

3.3.1 试验材料获得

3.3.2 麦二叉蚜部分免疫相关基因cDNA获得

3.3.3 仪器设备

3.3.4 主要试剂

3.3.5 试验中所用的主要溶液

3.3.6 总RNA提取步骤

3.3.7 反转录

3.3.8 引物的设计与合成

3.3.9Real Time PCR检测分析麦二叉蚜部分免疫相关基因的相对表达量

4 结果与分析

4.1 烟蚜茧蜂生物学特性

4.1.1 烟蚜茧蜂成蜂习性及行为

4.1.2 不同温度、食料条件下烟蚜茧蜂寿命

4.1.3 4℃冷藏处理烟蚜茧蜂成蜂对其寄生僵蚜率的影响

4.1.4 4℃冷藏处理烟蚜茧蜂僵蚜对其羽化率、寄生僵蚜率的影响

4.1.5 麦长管蚜、麦二叉蚜龄期对烟蚜茧蜂僵蚜历期及蜂羽化历期的影响

4.1.6 混合寄主寄生选择性试验

4.2 烟蚜茧蜂寄生对麦二叉蚜体内解毒酶和保护酶活性的影响

4.2.1 烟蚜茧蜂寄生对2龄麦二叉蚜体内乙酰胆碱酯酶（AChE）活性的影响

4.2.2 烟蚜茧蜂寄生对2龄麦二叉蚜体内酸性磷酸酯酶（ACP）活性的影响

4.2.3 烟蚜茧蜂寄生对2龄麦二叉蚜体内碱性磷酸酯酶（AKP）活性的影响

4.2.4 烟蚜茧蜂寄生对2龄麦二叉蚜体内过氧化氢酶（CAT）活性的影响

4.2.5 烟蚜茧蜂寄生对2龄麦二叉蚜体内过氧化物酶（POD）活性的影响

4.2.6 烟蚜茧蜂寄生对2龄麦二叉蚜体内总超氧化物歧化酶（T-SOD）活性的影响

4.3 烟蚜茧蜂寄生麦二叉蚜对宿主部分免疫相关基因表达的影响

4.3.1 受烟蚜茧蜂寄生影响下调的部分免疫相关基因

4.3.2 受烟蚜茧蜂寄生影响上调的部分免疫相关基因

4.3.3 被寄生后随寄生时间延长表达量前后不一致的部分免疫相关基因

5 结论与讨论

5.1 结论

5.2 讨论

参考文献

附录

英文摘要