关键词：
光周期
蜜源
植物挥发物
性信息素
交配行为
触角电位
PBAN基因
摘要：
小菜蛾(Plutella xylostella)是危害十字花科蔬菜的重要害虫,主要以幼虫为害寄主植物的嫩叶和菜心,而成虫主要取食露水、花蜜等营养源；同时其在短暂生命中还需要完成羽化、觅食、求偶和产卵等重要生物学过程。光周期、营养源和寄主挥发性物质是重要的生态因子,探讨这些因子对小菜蛾成虫生命过程的影响具有重要科学意义。本文研究了不同光周期条件下的小菜蛾成虫的羽化节律；不同营养源对成虫寄主趋性、性信息素电生理反应和产卵节律的影响；同时探讨了暴露于植物挥发性物质条件下小菜蛾的性信息素合成、交配节律、嗅觉行为及其信息素生物合成激活肽(Pheromone biosynthesis activating neuropeptide, PBAN)基因的表达节律。主要研究成果如下。1.光周期对小菜蛾羽化节律的影响小菜蛾成虫全天均会有羽化行为,雌蛾的羽化行为主要发生在暗期,而雄蛾的羽化行为主要发生在光期。光期和暗期颠倒后,小菜蛾的羽化昼夜节律发生相应变化。2.营养源对小菜蛾成虫的嗅觉行为、触角电位反应和繁殖力的影响取食不同营养源的小菜蛾雌蛾对异硫氰酸丙烯酯的趋向数量显著提升,但不同营养源处理组间没有显著差异,同时发现补充营养不会显著影响雄虫对雌虫性信息素的触角电位(Electroantennogram, EAG)反应；取食营养的雌成虫产卵量显著高于蒸馏水对照组,其中取食蜂蜜水的平均产卵量最大(106.7粒)。从产卵节律来看,羽化后当天,各处理组小菜蛾均可产卵,其中取食蜂蜜水和蒸馏水的3日龄雌成虫产卵量达到峰值,从4日龄起产卵量逐渐降低；取食蔗糖水的3日龄雌成虫产卵量达到峰值,从4日龄起逐渐降低；取食红糖水的2日龄雌成虫产卵量达到峰值,从3日龄起逐渐降低；取食蜂蜜水、蔗糖水、红糖水和蒸馏水的小菜蛾产卵历期分别为为13d、12d、11d和7d。3.植物挥发性物质对小菜蛾交配节律与交配时长的影响小菜蛾交配具有一定的时间节律。暴露于异硫氰酸丙烯酯后,小菜蛾交配高峰期相对于对照组有所提前,除了每日21时交配率显著小于对照组外,两者在其它测定时间交配率差异不显著。异硫氰酸丙烯酯能够增加小菜蛾交配时间点,在7时和8时可观察到交配行为,而对照组6时之后未发现交配现象。小菜蛾交配日龄同样呈现一定的节律性。小菜蛾羽化当天即能交配,2日龄和3日龄小菜蛾的交配率显著大于其他日龄,其中2日龄达到高峰期,暴露于异硫氰酸丙烯酯后,小菜蛾羽化当天便达到交配高峰期,1日龄和2日龄小菜蛾的交配率显著大于其他日龄。硫氰酸丙烯酯能够影响高日龄小菜蛾交配时长。暴露于异硫氰酸丙烯酯后,5日龄交配时长显著降低,7日龄交配时长显著提高；6日龄和7日龄小菜蛾交配时长显著大于1日龄和3日龄,而对照组5日龄和6日龄的小菜蛾交配时长显著大于1日龄。4.植物挥发性物质对小菜蛾触角电位和嗅觉行为反应的影响小菜蛾雄蛾对雌蛾性信息素的EAG反应值总体上随着浓度增大而上升,但在高浓度(100μg·μL-1)时降低。分别暴露于顺-3-己烯乙酸酯和顺-3-己烯醇后,当性信息素浓度为10μg·μL-1时,雄蛾对性信息素的EAG反应值显著大于对照组；而对于其它供试浓度,处理组EAG反应值均显著小于对照组或没有显著差异。嗅觉行为反应结果表明,植物挥发性物质暴露显著提高了雄蛾对性信息素的趋向选择率。5.植物挥发性物质对小菜蛾性信息素合成的影响植物挥发物顺-3-己烯乙酸酯、顺-3-己烯醇和异硫氰酸丙烯酯对小菜蛾雌虫羽化后48h的性信息素的成分和含量都没有影响。羽化后60h内小菜蛾PBAN基因均有表达,但不同时间点PBAN基因表达量没有显著差异。暴露于顺-3-己烯醇18h时,小菜蛾P BAN基因表达量显著下调,相对于对照组下降了58.78%；暴露于异硫氰酸丙烯酯18h时,PBAN基因表达量相对于对照组下降了58.24%；暴露于异硫氰酸丙烯酯60h后,小菜蛾PBAN基因表达量相对于对照组下降了71.32%,对照组表达量约为处理组的3.49倍,两者存在显著差异。暴露于植物挥发物顺-3-己烯乙酸酯、顺-3-己烯醇和异硫氰酸丙烯酯中48h后,小菜蛾PBAN基因表达量与对照组比较均没有显著差异,这与植物挥发物对小菜蛾性信息素含量的影响结果一致。
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