不同光周期下紅火蟻工蟻覓食節(jié)律及其與覓食基因的關(guān)系.pdf

1、紅火蟻(Solenopsis invictaBuren)原產(chǎn)于南美洲，是一種對生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、人身安全等有嚴(yán)重危害的入侵害蟲。本實(shí)驗(yàn)采用計(jì)算機(jī)觀測系統(tǒng)，觀察不同光周期下紅火蟻工蟻覓食節(jié)律，研究了光周期改變對紅火蟻覓食節(jié)律的影響；通過實(shí)時(shí)熒光定量 PCR技術(shù)，檢測紅火蟻工蟻覓食基因（Sifor）在12L:12D，24L和24D三種光周期下24h內(nèi)的相對表達(dá)水平；探究紅火蟻工蟻覓食日節(jié)律與覓食基因表達(dá)的關(guān)系。主要結(jié)果如下：
　　1.光周期

2、變化對紅火蟻工蟻覓食節(jié)律的影響
　　通過觀測得出24h工蟻流量并對其進(jìn)行余弦曲線擬合。結(jié)果表明，12L:12D光周期（對照）下，紅火蟻工蟻覓食節(jié)律是以24h為周期的單峰型，活動(dòng)高峰期出現(xiàn)在23:41，低谷期為11:41；將12L:12D光周期下處理的蟻巢轉(zhuǎn)移至24L（全光照）時(shí)，覓食節(jié)律與12L:12D相似，仍為單峰型，而且覓食高峰和低谷期也相近，分別為23:41和11:41；轉(zhuǎn)移至24D（全黑暗）時(shí)，覓食節(jié)律型未發(fā)生變化，但工蟻

3、覓食活動(dòng)的高峰提前至21:21，低谷期則前移至9:21。紅火蟻工蟻24h覓食節(jié)律不受光周期變化的影響，但會(huì)使其覓食活動(dòng)高峰和低谷發(fā)生相位位移。
　　2.三種光周期下紅火蟻覓食基因表達(dá)動(dòng)態(tài)
　　應(yīng)用熒光定量PCR技術(shù)，對紅火蟻覓食基因Sifor在12L:12D，24L，24D三種光周期下24h內(nèi)的表達(dá)動(dòng)態(tài)及節(jié)律進(jìn)行研究。結(jié)果表明，三種光周期下Sifor表達(dá)動(dòng)態(tài)均為單峰型，但表達(dá)高峰與低谷發(fā)生相位位移。其中，12L:12D下，覓

4、食基因Sifor表達(dá)量在14:00~15:00最低、在2:00~3:00最高。當(dāng)處理蟻巢由12L:12D轉(zhuǎn)移到24L，覓食基因Sifor表達(dá)量在14:00~15:00最低、在2:00~3:00最高；當(dāng)被轉(zhuǎn)移至24D，工蟻Sifor表達(dá)量在7:00~8:00達(dá)最低、在19:00~20:00達(dá)最高。
　　3.光周期變化對紅火蟻覓食基因表達(dá)動(dòng)態(tài)的影響
　　當(dāng)將蟻巢由12L:12D（對照）轉(zhuǎn)到24D條件下，工蟻Sifor表達(dá)量在0:

5、00下調(diào)，但在其余5個(gè)取樣點(diǎn)均上調(diào)；將試驗(yàn)蟻巢被轉(zhuǎn)到24L下，工蟻Sifor表達(dá)量在時(shí)間段均高于對照中相應(yīng)時(shí)間段的表達(dá)量。當(dāng)將24L或24D光周期下的工蟻24h內(nèi)6個(gè)取樣點(diǎn)覓食強(qiáng)度與Sifor表達(dá)量比較時(shí)，似乎在特定時(shí)間點(diǎn)Sifor表達(dá)量與觀測到的覓食強(qiáng)度間無明顯相關(guān)性。
　　4.紅火蟻覓食基因表達(dá)量與覓食活動(dòng)強(qiáng)度的相關(guān)性
　　在三種光周期下紅火蟻覓食基因的表達(dá)動(dòng)態(tài)節(jié)律與覓食節(jié)律的余弦曲線擬合結(jié)果分析表明，覓食活動(dòng)節(jié)律與覓食

6、基因表達(dá)動(dòng)態(tài)較吻合，為單峰型，但覓食基因表達(dá)高峰較覓食流量高峰發(fā)生相位變化，其中12L:12D條件下，這種相位后移達(dá)3h，當(dāng)轉(zhuǎn)到24L或24D，其相位后移3h或前移2h。覓食基因表達(dá)水平與覓食強(qiáng)度相關(guān)性分析表明，在三種處理光周期下，紅火蟻覓食蟻Sifor表達(dá)量高低與其覓食活動(dòng)強(qiáng)度呈顯著或極顯著正相關(guān)。推測紅火蟻工蟻的覓食活動(dòng)強(qiáng)度或節(jié)律在一定程度上受到工蟻覓食基因Sifor的調(diào)控。
　　本研究在生物學(xué)和分子水平上為紅火蟻防治提供科學(xué)