环境胁迫对西藏飞蝗成虫取食生长和抗氧化酶系统的影响

摘要

西藏飞蝗Locusta migratoria tibetensis Chen属直翅目蝗总科Acridoidea，斑翅蝗科Oedipododae，飞蝗属Locusta,是陈永林于1963年订立的新亚种。其主要取食禾本科植物，每年造成西藏、青海玉树、川西高原青稞、牧草严重损失。目前已有部分学者对西藏飞蝗的生态学、生物学特性等不同的方面做了大量的研究工作，但并未对不同环境下西藏飞蝗的适应过程和适应特征分化机制等重要生态学问题进行分析和评价。
　　 为了探讨西藏飞蝗成虫体内自由基动态平衡的变化情况，评价西藏飞蝗成虫对环境胁迫的适应性反应，为分析西藏飞蝗特殊地域分布的原因提供依据，本论文研究了温度、光周期、光波长3种环境因子对西藏飞蝗成虫取食生长、抗氧化酶活力、可溶性蛋白含量和膜质过氧化产物含量的影响，讨论环境对西藏飞蝗生长发育的影响，以及其如何利用自身的“抗氧化系统”去适应变化的环境，为评价西藏飞蝗的特殊分布和对环境的适应性提供科学的依据，结果表明：
　　 1.环境胁迫对西藏飞蝗成虫取食生长的影响
　　 西藏飞蝗的生长和代谢有极显著的温度依赖性，表现为取食量、相对生长率(RGR)、食物利用率(ECI)和食物转化率(ECD)在5～35℃均随温度升高而增加的趋势，而反应效率的近似消化率(AD)则随着温度的增加而降低，其中35℃是西藏飞蝗成虫最适生长和消化的温度。在光周期胁迫中，在16L:8D时其取食量最大，且对雌性个体而言是最佳生长的光周期条件，雄性个体则在12L:12D处理下生长最佳。在食物消耗与能量转化方面，8L～16L的光照时数能够很好的维持西藏飞蝗代谢平衡。紫外线辐射能极显著提高西藏飞蝗成虫的取食量和RGR，均表现为中波紫外线uvb处理组＞长波紫外线uva处理组＞可见光处理组＞黑暗处理，与黑暗和可见光相比，紫外线能显著增加西藏飞蝗的ECI和极显著降低其AD，对ECD影响不明显。
　　 2.环境胁迫对西藏飞蝗成虫抗氧化酶活性的影响
　　 超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)三种保护酶活性在低温和高温胁迫下都有不同程度的升高，但在45℃高温时，3种酶活性都有明显降低，甚至低于对照。不同光周期与西藏飞蝗体内活性氧的产生和清除没有显著联系，表现为其体内3种抗氧化酶活性随着光照时数的改变无明显变化。Uva、uvb在24h和72h对虫体体内SOD活性的影响大于可见光，3种波长处理下的虫体体内POD和CAT活性随着光照时间的增加而增加，其中uvb对两种酶活性影响大于uva和可见光，表现为uvb处理组＞uva处理组＞可见光处理组。试验证明，随着温度和紫外线胁迫程度的增加，体内的抗氧化酶类做着相应的变化，在它们的协同作用下抵御了活性氧含量的增加可能对机体造成的损伤。
　　 3.环境胁迫对西藏飞蝗成虫可溶性蛋白含量的影响
　　 温度胁迫处理后的西藏飞蝗体内可溶性蛋白的总含量与对照间差异显著，除雌虫消化道在45℃高温处理下有最大值120.51mg·g-1外，雌虫体壁、雄虫体壁和雄虫消化道均在5℃低温胁迫条件下有最大值170.54、158.21和115.55mg·g-1;在光周期胁迫下，与对照相比西藏飞蝗成虫体内的可溶性蛋白含量并未有明显的变化；紫外线能极显著的增加西藏飞蝗成虫体内的可溶性蛋白含量，并与照射时间有关。试验表明，逆境胁迫造成西藏飞蝗成虫体内产生大量逆境蛋白。
　　 4.环境胁迫对西藏飞蝗成虫丙二醛含量的影响
　　 西藏飞蝗成虫体内丙二醛(MDA)含量在低温和高温胁迫下都比对照有不同程度的上升，雌虫体壁、雌虫消化道、雄虫体壁和雄虫消化道的MDA含量均在5℃低温处理达到最大值，分别为0.63、0.58、0.60和0.55nmol·g-1FW;光周期胁迫中，LD（长光周期）和SD（短光周期）处理下西藏飞蝗的MDA含量显著高于MD(12L:12D)处理；光波长胁迫表明uva、uvb能导致虫体体壁MDA含量明显升高，且对脂质过氧化作用的诱导存在时间效应，雌虫体壁、雌虫消化道、雄虫体壁和雄虫消化道的MDA含量分别在uvb72h、uva72h、uva72h和uvb72h条件下有最大值0.72、0.88、0.66和0.94nmol/min/mgPr。结果表明环境胁迫能诱导西藏飞蝗成虫的脂质过氧化反应且存在程度效应和时间效应，虽然有抗氧化系统的保护作用，但是仍然能造成部分氧化损伤。

目录

文摘

英文文摘

前言

第一章 文献综述

1 环境胁迫在生物中的研究概况

1.1 环境胁迫与生物体的紧密关系

1.2 生物体在环境胁迫中的生理、生化反应

1.3 生物体对环境胁迫的应对机制

2 环境胁迫在昆虫研究中的进展

2.1 环境胁迫对昆虫取食行为的影响

2.2 环境胁迫对昆虫体内抗氧化酶系统的影响

2.3 环境胁迫对昆虫脂质过氧化的影响

2.4 环境胁迫对昆虫逆境诱导蛋白的影响

3 西藏飞蝗研究概况

3.1 西藏飞蝗分类地位及形态特征

3.2 西藏飞蝗的发生历史及现状

3.3 西藏飞蝗的研究概况

4 本研究的立题依据及目的意义

第二章 环境胁迫对西藏飞蝗取食生长的影响

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.2 试验方法

1.3 数据处理

2 结果与分析

2.1 温度胁迫对西藏飞蝗成虫取食和生长的影响

2.2 光周期胁迫对西藏飞蝗成虫取食和生长的影响

2.3 光波长胁迫对西藏飞蝗成虫取食和生长的影响

3 小结与讨论

第三章 环境胁迫对西藏飞蝗体内保护酶活性的影响

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.2 试验方法

1.3 数据处理

2 结果与分析

2.1 温度胁迫对西藏飞蝗成虫体内保护酶活性的影响

2.2 光周期胁迫对西藏飞蝗成虫体内保护酶活性的影响

2.3 光波长胁迫对西藏飞蝗成虫体内保护酶活性的影响

第四章 环境胁迫对西藏飞蝗可溶性蛋白和MDA含量的影响

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.2 试验方法

2 结果与分析

2.1 环境胁迫对西藏飞蝗成虫可溶性蛋白含量的影响

2.2 环境胁迫对西藏飞蝗成虫体内MDA含量的影响

3 讨论

3.1 环境胁迫对西藏飞蝗成虫可溶性蛋白含量的影响

3.2 环境胁迫对西藏飞蝗成虫体内MDA含量的影响

第五章 结论与展望

1 研究结论

2 创新点

3 研究展望

参考文献

致谢