【摘要】：禾谷縊管蚜Rhopalosiphum padi(L.)屬半翅目(Hemiptera)蚜科(Aphididae),是重要的麥類作物害蟲之一,在世界范圍內(nèi)廣泛分布。該蟲在不同的氣候條件下具有不同的生活史類型,光周期是影響影響其生活史的主要因素。視覺是生物獲得外界信息的最直接的來源之一,復眼是昆蟲最重要的視覺器官,其體積大小和小眼數(shù)量在一定程度上反映了昆蟲視覺能力的強弱。視蛋白作為視覺感知的功能性分子,是光信號轉(zhuǎn)導途徑的必要成分,其基因的表達受到內(nèi)源和外源多種因素的影響。本論文首先利用掃描電鏡技術(shù)觀察比較了五種蚜型間和兩種生活史間禾谷縊管蚜復眼外部形態(tài);克隆了禾谷縊管蚜7個視蛋白基因序列,研究了7個視蛋白基因在五種蚜型、不同發(fā)育時期、兩種生活史、不同翅型和不同飼養(yǎng)條件下的禾谷縊管蚜中的表達模式;同時模擬秋季條件,探究了7個視蛋白基因在兩種生活史禾谷縊管蚜對低溫短日照響應(yīng)的表達模式差異。本研究結(jié)果對于進一步揭示視蛋白在不同生活史禾谷縊管蚜響應(yīng)光周期等外界環(huán)境因子變化中的作用提供基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果述如下:一、禾谷縊管蚜復眼外部形態(tài)本研究結(jié)果顯示,禾谷縊管蚜復眼著生于頭部觸角基部,呈卵圓形,小眼間無感覺毛。全周期型禾谷縊管蚜的五種蚜型成蚜復眼在復眼大小、小眼數(shù)量、小眼直徑上有顯著性差異。綜合各項指標,推測五種蚜型的視覺能力由大到小是:雄蚜有翅孤雌蚜產(chǎn)雌性母無翅孤雌蚜雌性蚜。全周期型和不全周期型禾谷縊管蚜無翅孤雌蚜在復眼參數(shù)的比較上未出現(xiàn)顯著差異。二、禾谷縊管蚜視蛋白基因的克隆及序列分析本研究成功從禾谷縊管蚜中得到7個禾谷縊管蚜視蛋白基因(Rp-lwo、Rp-uvo1、Rp-uvo2、Rp-uvo3、Rp-uvo4、Rp-rho、Rp-Co),氨基酸序列分析顯示,7個視蛋白氨基酸序列均具有7個跨膜螺旋結(jié)構(gòu)域,包含G蛋白耦聯(lián)受體家族標簽,除Rp-RHO和Rp-CO外,均具有視網(wǎng)膜結(jié)合位點。序列相似性分析顯示,7個禾谷縊管蚜視蛋白與豌豆蚜、桃蚜對應(yīng)視蛋白的氨基酸序列一致性較高。系統(tǒng)進化樹顯示,Rp-LWO、Rp-UVO1、Rp-UVO2與其他昆蟲視覺感光功能視蛋白聚在一類,另外四個視蛋白與其他昆蟲非視覺感光功能視蛋白聚在一類。三、視蛋白基因在禾谷縊管蚜不同蚜型、發(fā)育階段、生活史類型、翅型和飼養(yǎng)條件下的相對表達量分析禾谷縊管蚜7個視蛋白基因在不同蚜型、不同生長發(fā)育階段、兩種生活史類型中、不同翅型中和不同飼養(yǎng)條件下均有表達,但表達量有差異。全周期型禾谷縊管蚜五種蚜型中,7個視蛋白基因均在雌性蚜中的相對表達量最低,在雄蚜中的相對表達量最高。全周期型禾谷縊管蚜的不同發(fā)育階段中,Rp-lwo、Rp-uvo1、Rp-uvo2、Rp-rho均在4齡若蚜中的表達量最低,在1齡若蚜中的表達量最高;Rp-uvo3和Rp-uvo4均在1齡若蚜中的表達量最低,在無翅成蚜中的表達量最高;Rp-Co在2齡若蚜中的表達量最高。Rp-lwo、Rp-uvo3、Rp-uvo4和Rp-Co在全周期型禾谷縊管蚜無翅孤雌蚜和有翅孤雌蚜的表達模式與不全周期型禾谷縊管蚜中無翅孤雌蚜和有翅孤雌蚜的表達模式不同。Rp-uvo1、Rp-uvo2均在兩種生活史禾谷縊管蚜有翅孤雌蚜中的表達量高于無翅孤雌蚜中的表達量。長期飼養(yǎng)條件下,單從光周期方面看,Rp-lwo、Rp-uvo1、Rp-uvo2、Rp-rho、Rp-Co在短日照條件下飼養(yǎng)的不全周期型無翅孤雌蚜中的表達量高于長日照條件下飼養(yǎng)的不全周期型無翅孤雌蚜,而Rp-uvo3的表達模式與之相反;單從溫度方面看,Rp-lwo、Rp-uvo1、Rp-uvo2、Rp-uvo4在低溫條件下飼養(yǎng)的不全周期型無翅孤雌蚜中的表達量低于常溫條件下飼養(yǎng)的不全周期型無翅孤雌蚜,而Rp-uvo3、Rp-rho和Rp-Co在兩種條件下飼養(yǎng)的不全周期型無翅孤雌蚜中的表達量無顯著差異。由此表明,禾谷縊管蚜視蛋白基因表達量與性別、發(fā)育時期、生活史類型、翅型相關(guān),受光周期和溫度的影響。四、低溫短日照條件誘導處理對不同生活史禾谷縊管蚜視蛋白基因表達量的影響本研究模仿秋季條件,在低溫短日照(12℃,8L:16D)條件下飼養(yǎng)全周期型和不全周期型禾谷縊管蚜三代,全周期型禾谷縊管蚜無翅孤雌蚜中Rp-lwo、Rp-uvo1、Rp-rho、Rp-Co在誘導條件下表達量上升,Rp-uvo3在誘導條件下表達量顯著下降,Rp-uvo2和Rp-uvo4在誘導條件下表達量無變化;不全周期型禾谷縊管蚜無翅孤雌蚜中Rp-uvo1、Rp-uvo3、Rp-Co在誘導條件下表達量下降,其余四個視蛋白基因在誘導后表達量無變化。在低溫短日照條件下兩種生活史禾谷縊管蚜中視蛋白基因表達模式存在差異。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S433.39

【參考文獻】

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本文編號：2655687