本文選題：嗅覺系統(tǒng)　切入點(diǎn)：行為調(diào)控　出處：《南京農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：腐食酪螨(Tyrophagus putrescenie Schrank)是世界性分布的糧儲(chǔ)害螨,寄主范圍廣,該螨還攜帶并傳播病原菌,造成儲(chǔ)藏物霉變,引起人類過敏性皮炎、肺螨病、腸螨病等。腐食酪螨也是食用菌栽培的重要害蟲之一,為害食用菌菌絲和子實(shí)體,通常從栽培袋袋口或出菇孔處侵入,鉆蛀到基質(zhì)內(nèi)取食為害,噴施的藥劑很難殺滅基質(zhì)內(nèi)的螨蟲。國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)腐食酪螨的寄主范圍、生物學(xué)、生態(tài)學(xué)等方面進(jìn)行了研究,但我們發(fā)現(xiàn)腐食酪螨對(duì)食用菌寄主選擇存在偏嗜現(xiàn)象,但這種現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制的研究甚少。本論文主要開展9種食用菌寄主,香菇[Lentinula edodes (Berk.) Pegler]、糙皮側(cè)耳(Pleurotus ostreatus Kumn)、白靈側(cè)耳(P.eryngii var.tuoliensis Mou.)、肺形側(cè)耳[P.pulmonarius (Fr.) Quel.]、靈芝[Gaooderma lucidum (Leyss. ex Fr.) Karst.]、金針菇(Flammulina velutipes Sing.)、雙孢蘑菇(Agaricus bisporus Lange)、茶樹菇[Agrocybbe cylindracea (Dc. ex Fr.) R Mairel]和毛木耳[Auriculariapolytricha (Mont.) Sacc.]對(duì)腐食酪螨主要生物學(xué)特性的影響、腐食酪螨對(duì)9種寄主的偏好選擇性、嗜好寄主揮發(fā)物在腐食酪螨嗅覺行為反應(yīng)中的作用及腐食酪螨對(duì)嗜好寄主選擇的化學(xué)通訊機(jī)制進(jìn)行了全面研究,為探討腐食酪螨偏嗜現(xiàn)象形成的化學(xué)通訊機(jī)制,合理有效利用寄主揮發(fā)物應(yīng)用于害蟲的生物防治提供理論依據(jù)。重要研究結(jié)果如下:1.研究16～34℃、80%RH下,9種食用菌品種對(duì)腐食酪螨生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖力和種群增長(zhǎng)指數(shù)的影響。研究表明,溫度和寄主雙因子共同作用對(duì)腐食酪螨各蟲態(tài)發(fā)育的影響極顯著(P0.0001)。除香菇寄主外,腐食酪螨的在其它8個(gè)寄主上各蟲態(tài)的發(fā)育速率和溫度呈線性關(guān)系,當(dāng)溫度上升到34℃,發(fā)育緩慢,總歷期延長(zhǎng)。在同一溫度下,食用菌寄主對(duì)腐食酪螨的生長(zhǎng)發(fā)育歷期、雌螨壽命和繁殖力影響明顯不同,存在顯著性差異。各蟲態(tài)對(duì)溫度的敏感因寄主的不同而不同,卵期和幼螨期對(duì)溫度的變化反映較敏感。腐食酪螨在金針菇上發(fā)育總歷期最短,白靈側(cè)耳、雙孢蘑菇、糙皮側(cè)耳、肺形側(cè)耳、毛木耳和茶樹菇次之,靈芝和香菇上發(fā)育總歷期最長(zhǎng);3℃是腐食酪螨發(fā)育的最適溫度,總發(fā)育歷期在7.0±0.2d(金針菇寄主)～12.3±0.1d(靈芝寄主);腐食酪螨各蟲態(tài)發(fā)育起點(diǎn)溫度在7.5℃～14.1℃;腐食酪螨在金針菇上有最大的繁殖力(212.9±74.8/雌),其次為毛木耳;在金針菇和毛木耳上有最高的種群內(nèi)稟增長(zhǎng)率(rm=3.4,3.2),靈芝和香菇則最低(rm=2.0)。2.采用室內(nèi)行為測(cè)定和田間誘捕兩種方法分析腐食酪螨對(duì)9種食用菌寄主的選擇行為的偏好性。研究發(fā)現(xiàn),成螨對(duì)不同寄主選擇性有明顯差異,顯著偏好選擇金針菇、白靈側(cè)耳、糙皮側(cè)耳和香菇。不同寄主間組合實(shí)驗(yàn)顯示腐食酪螨選擇金針菇的概率顯著高于其它品種,極少選擇靈芝。田間試驗(yàn)也表明腐食酪螨對(duì)不同寄主的選擇性存在顯著性差異(F=15.09;df=8,26;p0.0001),金針菇上螨蟲種群數(shù)量顯著高于其它寄主,靈芝同樣是最低。3.利用固相微萃取(SPME)和GC-MS法分析嗜好寄主金針菇不同發(fā)育階段、不同培養(yǎng)方法以及螨害脅迫下寄主揮發(fā)性物質(zhì)的組成和種類變化。研究發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)方式、螨害脅迫和不同發(fā)育階段對(duì)金針菇次級(jí)揮發(fā)性產(chǎn)物有明顯影響,菌絲體階段倍半萜化合物含量最高,固體培養(yǎng)和液體培養(yǎng)所占的比例分別為84.67%,51.86%,液體菌絲體與固體菌絲體有11種揮發(fā)性物質(zhì)相同,子實(shí)體階段的揮發(fā)物與菌絲體差異較大,除了與固體菌絲都含有培養(yǎng)料中的苯乙醛外,無相同的物質(zhì)。子實(shí)體中2, 6-二叔丁基對(duì)甲酚含量最高,占39.75%;螨害脅迫后產(chǎn)生的固體菌絲體的揮發(fā)性物質(zhì)與正常條件下固體菌絲體的揮發(fā)物質(zhì)完全不同,但與液體菌絲體有2種化合物相同。行為研究發(fā)現(xiàn),寄主揮發(fā)性物質(zhì)-β-石竹烯、螨害誘導(dǎo)產(chǎn)生的揮發(fā)物質(zhì)-十三烷,非寄主揮發(fā)性物質(zhì)-苯甲醛和十五烷的趨性最強(qiáng),誘集作用最為理想;而對(duì)2種報(bào)警信息素-檸檬醛和甲酸橙花酯、螨害誘導(dǎo)產(chǎn)生-柏木腦、昆蟲引誘性息素-β-蒎烯的趨避性最強(qiáng)。不同化合物組合實(shí)驗(yàn)還表明,檸檬醛的存在會(huì)降低其它化合物的誘集率。這些結(jié)果表明,在腐食酪螨寄主選擇中,β-石竹烯、苯甲醛和十五烷的起著重要的作用。4.根據(jù)腐食酪螨成螨的轉(zhuǎn)錄組信息,利用生物信息學(xué)鑒定化學(xué)感受系統(tǒng)家族基因。共鑒定出11個(gè)氣味結(jié)合蛋白(OBPs)、2個(gè)化學(xué)感受蛋白(CSPs)、7個(gè)氣味結(jié)合蛋白(ORs)、1個(gè)味覺受體(GRs)和5個(gè)離子型受體(IRs)。分別命名為TputOBP1～11、TputCSP1～2、TputOR1～7、TputGR1～2 和 TputIR1～5。進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn),TputOBPs 被分成 4 個(gè)亞群 Class-OBPs、Plus-OBPs、Dimer-OBPs 和 ABPⅡ; 2 個(gè) TputCSPs 基因具有較高的相似性(53%),同樣有高度保守的N端的"YTTKYDN(V/I)(N/D)(L/V)DEIL"和C端“KYDP”結(jié)構(gòu)模式;化學(xué)受體包括ORs、GRs和IRs,都有5-7個(gè)跨膜結(jié)構(gòu),但保守性較低,許多化學(xué)受體基因之間無相似性而不能通過鄰接法進(jìn)行聚類分析;蜱螨亞綱的腐食酪螨和肩突硬蜱(Ixode scapularis L.)均未鑒定到OR83b-like基因,所有預(yù)測(cè)的ORs屬于G蛋白偶聯(lián)的氣味受體(G protein-coupled receptors,GPCRs)家族;TputOR3與家蠶(Bombyx mori Linnaeus)的6個(gè)信息素受體聚在一個(gè)分支;TputIR1、3和4與肩突硬蜱的IscaIR1聚在IR8a/25a譜系中,IR8a和IR25a這兩個(gè)基因被認(rèn)為具有co-receptor特性,推測(cè)其功能可能與Orco之于ORs基因類似;TputIR2與黑腹果蠅(Drosophila melanogasterMeigen)的DmelIR84a聚在一起,該受體可通過預(yù)先存在的神經(jīng)電路的集成調(diào)節(jié)交配行為,IR84a在果蠅屬是保守的,在其它雙翅目昆蟲中也存在,IR84a表達(dá)的嗅覺神經(jīng)元可被水果氣味如苯乙酸和苯乙醛激活,這些感覺神經(jīng)元也表達(dá)雄性特異轉(zhuǎn)錄因子用于調(diào)控交配信息的合成。5.利用同源建模法構(gòu)建腐食酪螨2個(gè)化學(xué)感受蛋白(TputCSP 1和TputCSP2)的高級(jí)結(jié)構(gòu),然后進(jìn)行分子對(duì)接分析其與金針菇揮發(fā)性物質(zhì)的結(jié)合能力,預(yù)測(cè)其生理功能。兩個(gè)蛋白分子量大小為14.9kDa和12.1 kDa,等電點(diǎn)分別為7.63和8.62。其高級(jí)結(jié)構(gòu)由6個(gè)α螺旋組成,TputCSP1的3D結(jié)構(gòu)較為緊密,TputCSP2 α螺旋排布的較為松散,體積更大;選擇19種來自寄主、非寄主以及腐食酪螨的報(bào)警素作為配體進(jìn)行分子對(duì)接。結(jié)果表明:2個(gè)蛋白與揮發(fā)物的結(jié)合特性不同,TputCSP1與寄主揮發(fā)物-香樹烯、非寄主寄主揮發(fā)性物質(zhì)-2-甲基萘,螨害誘導(dǎo)產(chǎn)生的寄主揮發(fā)性物質(zhì)-環(huán)十五烷這3種化合物結(jié)合最為緊密,3個(gè)復(fù)合物在MD模擬過程中達(dá)到平衡并且已形成穩(wěn)定的復(fù)合物結(jié)構(gòu);而TputCSP2與19種化合物沒有理想的結(jié)合作用;研究結(jié)果證明CSPs基因參與腐食酪螨嗅覺行為中感受、識(shí)別、轉(zhuǎn)運(yùn)、傳導(dǎo)化學(xué)因子刺激信息的功能,同時(shí)也參與寄主識(shí)別與定位。腐食酪螨成螨在不同食用菌寄主上種群消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)和寄主選擇偏好性的明確為解析多食性腐食酪螨寄主利用模式,以及構(gòu)建腐食酪螨的環(huán)境友好型的綜合治理策略等提供了重要的理論基礎(chǔ)。同時(shí),腐食酪螨與嗜好寄主的揮發(fā)性物質(zhì)嗅覺行為反應(yīng)及其化學(xué)通訊機(jī)制的研究為全面解析腐食酪螨與其寄主植物的互作關(guān)系,闡明其寄主定位內(nèi)在機(jī)制,研發(fā)腐食酪螨的行為調(diào)控措施提供了重要的理論依據(jù)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S436.46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1669097