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斑痣悬茧蜂对农药的敏感性及其调控斜纹夜蛾miRNAs表达的研究

张晓瑞  
【摘要】:斑痣悬茧蜂,一种内寄生容性寄生蜂,是斜纹夜蛾、棉铃虫、舞毒蛾等鳞翅目农业重大害虫的寄生性天敌。但在桑园生态系统中,斑痣悬茧蜂暴露常用农药后的生活史特征尚不明确,本研究旨在阐明斜纹夜蛾响应斑痣悬茧蜂寄生的免疫反应调控过程,探究了斑痣悬茧蜂暴露于辛硫磷和氯氰菊酯两种桑园常用杀虫剂后的适合度特征以及解毒机制,从miRNAs调控寄主免疫反应的角度揭示斜纹夜蛾响应斑痣悬茧蜂寄生的生理变化机制,分析了寄生蜂响应农药胁迫及调控寄主生理过程的分子机制。为今后桑园害虫综合防控中充分发挥斑痣悬茧蜂的自然控害潜能提供重要参考,主要结论如下:(1)点滴法毒力测定结果表明,辛硫磷和氯氰菊酯对斑痣悬茧蜂成虫24 h的LC_(50)值分别为4.608和8.570 mg/L。LC_(50)剂量的辛硫磷显著降低斑痣悬茧蜂子代出茧数、茧重、羽化率和后足胫节长度,LC_(30)剂量的辛硫磷显著降低子代出茧数、茧重和寿命;LC_(30)和LC_(50)剂量的氯氰菊酯显著延长寄生蜂子代茧至成虫的发育时间,而对其它适合度指标无显著影响,表明辛硫磷对斑痣悬茧蜂成虫的毒性更大;(2)从斑痣悬茧蜂体躯转录组中共鉴定获得17个谷胱甘肽S-转移酶基因(Mpul GSTs),包括:15个胞液型GSTs和2个微粒体型GSTs,其中,胞液型GST包括7个Sigma亚家族GSTs、4个Delta亚家族GSTs、3个Omega亚家族GSTs和1个Zeta亚家族GSTs;LC_(30)剂量的辛硫磷和氯氰菊酯均显著影响寄生蜂体内解毒酶活性;q RT-PCR结果表明,在亚致死剂量的辛硫磷和氯氰菊酯胁迫时,斑痣悬茧蜂体内分别有7个和11个Mpul GSTs上调表达,推测这些Mpul GSTs可能参与斑痣悬茧蜂对有机磷类和拟除虫菊酯类杀虫剂的解毒作用;(3)构建了斜纹夜蛾被斑痣悬茧蜂寄生前后的small RNA文库,并从中鉴定得到133条miRNAs,包括:80条已知miRNAs和53条新miRNAs,预测得到这些miRNA的靶基因并进行注释。2个s RNA文库中存在66条差异表达的miRNAs,其中,36条miRNAs显著上调表达,30条miRNAs显著下调表达,表明斑痣悬茧蜂寄生引起寄主斜纹夜蛾miRNAs的表达变化;(4)斑痣悬茧蜂寄生诱导斜纹夜蛾29条miRNAs在寄生后不同时期显著上调表达。随机选取免疫相关的Sli-miR-2a-3p、Sli-miR-10464-5p及Sli-miR-34-5p进行后续靶标验证,q RT-PCR和双荧光素酶报告验证结果表明,这些miRNAs分别与靶基因抗菌肽的CDS序列、Atlastin和Ftz-F1的3'UTR序列结合并调控其表达。被寄生后上调Sli-miR-34-5p的表达可以使寄生蜂结茧率升高,寿命延长,而下调Sli-miR-34-5p的表达可以降低寄生蜂结茧率。表明斑痣悬茧蜂寄生可以调控斜纹夜蛾Sli-miR-34-5p的表达,以利于子代实现更高的适合度。


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