芳樟醇、桉叶油素取食胁迫下香樟齿喙象(鞘翅目:象甲科)幼虫的生长发育及抗性基因的转录表达

摘要

【目的】探究香樟齿喙象与香樟互作中的寄主选择和适应机制,明确香樟齿喙象幼虫对芳樟醇、桉叶油素胁迫生境下的生长发育适应性及其解毒代谢方式,以阐明香樟齿喙象专性为害香樟的潜在机制。【方法】采用人工饲料混药法,测定香樟齿喙象初孵幼虫取食不同质量分数芳樟醇和桉叶油素3天后的死亡率,明确香樟齿喙象幼虫对2种萜类物质的敏感性。分别设定10.0、19.7 mg·g^(-1)的芳樟醇及5.0、15.2 mg·g^(-1)的桉叶油素进行长期取食处理,测定香樟齿喙象幼虫阶段的存活曲线、发育历期、体重等生长发育指标,明确香樟齿喙象幼虫对2种萜类物质的生物学响应。利用qRT-PCR技术,测定香樟齿喙象4龄幼虫取食芳樟醇和桉叶油素后的解毒酶基因(细胞色素P450酶、羧酸酯酶、UDP-葡萄糖醛酸转移酶、谷胱甘肽-S-转移酶和ABC转运蛋白)和表皮蛋白基因的相对表达量变化。【结果】芳樟醇和桉叶油素在2种处理质量分数条件长期胁迫下,对香樟齿喙象幼虫的生长发育产生显著的抑制作用,并且抑制作用随质量分数增加而增强,即发育历期延长、体重降低以及死亡率提高。此外,还表现出幼虫在蜕皮期前后出现高频死亡的特征。相较于桉叶油素,香樟齿喙象幼虫对芳樟醇表现出更强的耐受性。qRT-PCR结果显示,芳樟醇胁迫能够显著地诱导香樟齿喙象幼虫体内细胞色素P450酶和表皮蛋白的基因表达,而桉叶油素取食胁迫下仅有1条UDP-葡萄糖醛酸转移酶的基因表达量显著上调。【结论】香樟齿喙象幼虫对2种寄主植物次生物质的取食胁迫产生不同生理适应性。同时,其幼虫的解毒酶相关基因和表皮蛋白基因对2种萜类物质胁迫的表达响应模式存在差异性。香樟齿喙象幼虫能够有目的地调控不同生理适应机制,以克服不同的寄主次生物质防御,以实现寄主定殖和种群暴发。