草履蚧对寄主挥发物感受的研究

摘要

草履蚧Drosicha corpulenta(Kuwana)属昆虫纲Insecta，半翅目Hemiptera，蚧总科 Coccoidea，绵蚧科 Monophlebidae，是一种危害多种林木和果树的植食性害虫，在我国分布广泛。本研究以昆虫寄主选择机制为依据，结合触角感受器的超微结构与功能研究，为草履蚧的生物防治提供理论依据。研究内容包括：（1）利用Y型嗅觉仪和蜜露显色法，观察寄主与非寄主植物的气味对草履蚧行为的影响；（2）运用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜技术，研究各龄期草履蚧触角感受器的种类、形态、数量及分布；（3）草履蚧雌成虫触角气味结合蛋白（OBPs）的氨基酸序列分析。
　　结果如下：
　　1、研究了草履蚧2龄若虫和雌成虫分别对12种寄主植物和6种非寄主植物的趋性反应，并采用蜜露显色法测定了4种驱避作用较强的非寄主植物乙醇提取液对草履蚧蜜露排泄量的影响。草履蚧若虫和雌成虫对3种寄主植物柿树、枣树、杨树的气味均表现出显著的正趋性，其中柿树对若虫和雌成虫的引诱率分别达到68.92％和74.68%，诱集效果达到极显著水平；而对非寄主植物花椒、臭椿、薄荷、连翘的挥发物，以及上述4种植物的乙醇提取液表现出显著的负趋性，这些植物的挥发物和提取液对草履蚧具有显著的驱避作用，而榆叶梅植株挥发物仅对雌成虫具有显著驱避作用；拒食作用测定发现，经臭椿和花椒乙醇提取液处理后，草履蚧若虫的蜜露排泄量分别减少了70.57%和70.07%，雌成虫的减少了80.53%和72.42%，减少量均达到极显著水平。
　　2、草履蚧2龄若虫和雌雄成虫触角形态及感受器的数量、分布和超微结构特征如下：
　　草履蚧2龄若虫和雌成虫触角呈短棒状，深棕色，由柄节、梗节、鞭节组成，从2龄若虫发育到雌成虫鞭亚节由4个增加为6个。触角感器共有6种类型9种形态：毛形感器（I和II）、锥形感器（I和II）、刺形感器、腔锥形感器、钟形感器、钉形感器（I和II）。草履蚧雄虫触角为黑色、环生细长感觉毛呈念珠状，由柄节、梗节和8节鞭亚节组成。雄虫触角感器共有7种类型10种形态：毛形感器（I、II和III）、锥形感器（I和II）、刺形感器（I和II）、腔锥形感器、钟形感器、钉形感器和周边具橛感器。
　　各类型感器在各龄期触角上的形态、数量和分布不完全相同，毛形、刺形、钉型感受器的长度均随着龄期的增加而增加，其余感器变化不大。绝大部分触角感受器分布在触角的背、腹面和外侧面：毛形感器数量最多，在各龄期各节均有分布，约占80%；钟形感器仅为1个，着生于梗节腹面前缘；若虫和雌成虫具有两种形态的钉型感器，分别分布于触角顶节和第一、二鞭节腹面，雄成虫仅有1种着生于触角顶节；锥形感器雌雄成虫比若虫多1种；若虫和雌成虫的刺形感器仅有1种，主要分布于柄节和梗节，此外，雄成虫还有1种着生在顶节；腔锥感器均为1种，主要散生于梗节和顶节上；周边具橛感器仅存在于雄成虫梗节前缘。
　　超微结构表明：锥形感器表皮壁薄、壁孔多，淋巴腔内有大量神经树突，是一种嗅觉感器；雄成虫的 I型毛形感器壁较厚，壁上有孔，淋巴腔内有2个神经树突，可能具有嗅觉感受功能；其 II型毛形感受器壁孔较少，基部淋巴腔内有一管状体，行使嗅觉感受和机械感受的功能；若虫、雌成虫的毛形感受器 I型与雄成虫的毛形感受器 III型、刺形感器 II型，这三种感器特点为表皮壁厚且无孔，淋巴腔内无树突分支，其功能与已知的典型机械感受器--周边具橛感器、钟形感受器一致。雌成虫的刺形感受器与雄虫的刺形感器 I型表皮壁无孔，内部树突鞘将树突分支包被在内淋巴腔内，可能行使机械感受和化学感受功能；钉型感器壁较薄、壁孔较多，内有大量神经树突，顶部有侧孔，腔锥形感受器具有顶孔，两者具有味觉感受功能。
　　3.提取雌成虫触角 RNA，反转录获得 cDNA，进行转录组测序分析：
　　筛选得到了17条草履蚧预测的 OBP氨基酸序列，有6个保守的半胱氨酸位点，符合昆虫 OBP结构特点“C1-X15-39-C2-X3-C3-X21-44-C4-X7-12-C5-X8-C6”。通过比对分析，表明其中14条预测序列属于 OBPs家族。比对结果表明，草履蚧与同一亚目的蚜科昆虫相比， OBPs同源性为28%-35%，而 DcOBP-3与苜蓿盲蝽Adelphocoris lineolatus的 OBP4同源性最高，达到了46%。

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第一章 前言

1.1 草履蚧的危害及防治策略

1.2 昆虫触角感受器的种类及作用

1.3 昆虫气味结合蛋白研究进展

1.4 本文研究的内容、目的和意义

第二章 寄主与非寄主植物的气味对草履蚧行为的影响

2.1 材料与方法

2.2 结果与分析

2.3 讨论

第三章 草履蚧触角感受器的电镜观察

3.1 材料与方法

3.2 结果与分析

3.3 讨论

第四章 草履蚧触角气味结合蛋白OBP的氨基酸序列分析

4.1材料与方法

4.2 结果与分析

4.3 讨论

第五章 总结

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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