亞洲小車蝗食物適應(yīng)機(jī)制研究.pdf

1、植物作為重要的生態(tài)因子和食物資源，顯著影響昆蟲的發(fā)生與分布。亞洲小車蝗Oedaleus asiaticus Bey-Bienko是我國(guó)北方草原重要害蟲，具有特定的食物結(jié)構(gòu)和適應(yīng)性，其發(fā)生與植物密切相關(guān)。目前，食物驅(qū)動(dòng)的種群遷移與成災(zāi)機(jī)制尚不明確。為此，本文通過化學(xué)生態(tài)學(xué)和分子生態(tài)學(xué)方法研究了其食物適應(yīng)性，明確了其解毒、營(yíng)養(yǎng)、能量“折中優(yōu)選”機(jī)制，揭示了植物介導(dǎo)類胰島素信號(hào)途徑(ILP)調(diào)控其食物適應(yīng)的進(jìn)化關(guān)系。結(jié)果如下:
　　1.

2、生態(tài)適應(yīng)導(dǎo)致了亞洲小車蝗發(fā)生與分布差異。亞洲小車蝗發(fā)生密度與羊草生物量顯著負(fù)相關(guān)，與針茅生物量、植被總生物量顯著正相關(guān)，在針茅草地存活率、生長(zhǎng)速率最高。針茅飼喂的亞洲小車蝗取食量、消化率、利用率、轉(zhuǎn)化率、發(fā)育速率最高，隱子草、羊草次之，取食冷蒿、小葉錦雞兒不能完成生活史。對(duì)食物的生態(tài)適應(yīng)差異發(fā)揮了“推—拉”作用，驅(qū)動(dòng)了亞洲小車蝗的種群遷移、聚集為害。
　　2.生理適應(yīng)導(dǎo)致了解毒、營(yíng)養(yǎng)“折中優(yōu)選”機(jī)制的形成。針茅糖類、脂肪、蛋白質(zhì)含

3、量高，黃酮、萜類、生物堿、酚類、單寧含量低，亞洲小車蝗取食后消化相關(guān)的酶活性顯著升高，ROS濃度、解毒酶、保護(hù)酶活性顯著降低，表明其為優(yōu)質(zhì)食物資源;羊草、冷蒿則相反。亞洲小車蝗種群遷移與聚集為害的本質(zhì)是其食物和棲境的選擇遵循最高營(yíng)養(yǎng)攝入和最低解毒代謝的“折中優(yōu)選”規(guī)律。
　　3.基因適應(yīng)是生理適應(yīng)的本質(zhì)。針茅飼喂的亞洲小車蝗腸道中糖類、脂類、蛋白質(zhì)消化與利用代謝通路88個(gè)基因上調(diào)表達(dá)。冷蒿飼喂的蟲體中表皮生長(zhǎng)、DNA復(fù)制、能量代謝

4、通路等相關(guān)基因166個(gè)下調(diào)表達(dá);解毒、抗逆、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路等相關(guān)基因133個(gè)上調(diào)表達(dá)。相關(guān)差異基因構(gòu)成了亞洲小車蝗食物適應(yīng)的分子基礎(chǔ)。
　　4.植物介導(dǎo)ILP途徑調(diào)控亞洲小車蝗發(fā)育。植物營(yíng)養(yǎng)、苷元等解毒代謝產(chǎn)物可介導(dǎo)類胰島素信號(hào)途徑(ILP)，影響昆蟲生長(zhǎng)發(fā)育。作為最優(yōu)食物資源，針茅調(diào)控ILP途徑中INSR、IRS、PI3K、AKT基因轉(zhuǎn)錄和蛋白磷酸化水平上調(diào)表達(dá)，加速發(fā)育，羊草、冷蒿則相反，表明亞洲小車蝗進(jìn)化出了主動(dòng)適應(yīng)機(jī)制，可利