溫度脅迫對不同體色棉蚜的影響及體色與HSPs的關(guān)系.pdf

1、棉蚜Aphis gossypii Glover屬同翅目Homoptera，蚜科Aphididae，寄主廣泛，是世界范圍分布的重要農(nóng)業(yè)害蟲，每年造成棉花、瓜果損失達嚴重。危害之所以廣泛與其種下分化有密切關(guān)系。僅體色蚜蟲就有多種分化，如棉蚜有黃色型、綠色型和中間型之別?；诿扪恋捏w色分化，國內(nèi)外學(xué)者從生態(tài)學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)等不同的方面做了大量的研究工作，得出了許多重要結(jié)論。但棉蚜體色變化在蛋白質(zhì)水平上表現(xiàn)如何，它與熱休克蛋白(Heat

2、Shock Proteins，HSPs)又有何關(guān)系還未見研究報道。同時，趙惠燕等研究表明隨著溫度改變，體色的轉(zhuǎn)變并非瞬間而是多代逐漸完成的，那么棉蚜如何在溫度脅迫條件下幸存并適應(yīng)，其對變溫產(chǎn)生的耐受性與體內(nèi)抗氧化酶活性及HSPs有什么關(guān)系，目前仍不清楚。 為了探明溫度脅迫對不同體色棉蚜的影響及體色與HSPs的關(guān)系，本研究以黃色和綠色兩種體色的棉蚜作為實驗材料，在室內(nèi)人工氣候箱內(nèi)分別對其進行變溫應(yīng)激處理，從其生物學(xué)參數(shù)、耐受性、總

3、蛋白質(zhì)含量、抗氧化酶活性和HSPs等應(yīng)激反應(yīng)的具體指標進行研究，結(jié)果表明： 1.溫度脅迫處理后，同體色棉蚜之間凈生殖率R<,0>與各自的對照相比差異不顯著；脅迫條件越激烈，平均世代歷期T越大，內(nèi)稟增長率r<,m>越小，35℃ 1d時，黃色和綠色兩種體色型棉蚜均表現(xiàn)出最大T，分別為7.256和8.192d；最小r<,m>分別為0.3581和0.3426。同一脅迫條件下，兩種體色型棉蚜之間的R<,0>和T差異顯著，黃色型棉蚜的R<,

4、0>和T明顯低于綠色型棉蚜，其R<,0>分別為13.059±0.56和16.135±0.44，T分別為7.0765±0.22和7.8525±0.35，但這兩種體色型棉蚜之間r<,m>差異不顯著。棉蚜的存活率L<,x>與脅迫溫度及時間有顯著關(guān)系，溫度脅迫后，黃色型和綠色型棉蚜在15℃ 1d和10℃ 1d條件下存活率最高，分別為98.72％和97.48％，但同一脅迫條件下，兩種體色型之間相比L<,x>差異不顯著。同一脅迫條件下，兩色型棉蚜在

5、r<,m>和L<,x>上差異不顯著，說明它們之間不存在生態(tài)遺傳作用力上的差異。 2.溫度脅迫處理后的棉蚜體內(nèi)總蛋白含量與對照間差異顯著，黃色和綠色型棉蚜分別在10℃ 30min和30℃ 30min條件下有最大值109.99和108.46 μg.mg<'-1>，但同一脅迫條件下，兩種體色型之間相比總蛋白含量差異不顯著。 3.溫度脅迫處理對棉蚜體內(nèi)抗氧化酶活的影響與對照差異顯著。三種抗氧化酶活均隨著脅迫溫度強度呈上升趨勢；隨

6、著處理時間的延長，SOD和CAT活性增強，在30min～1h之間表現(xiàn)出最大上升趨勢，POD活性先上升后下降，但在相同脅迫條件下，兩種體色型棉蚜之間相比抗氧化酶活差異不顯著。 4.熱休克蛋白分析表明：黃色型棉蚜比綠色型棉蚜少一條約35KD的蛋白條帶，表現(xiàn)為基因沉默。同時，兩種色型棉蚜體內(nèi)均存在一條約41.1KD的蛋白條帶不受溫度脅迫的影響。脅迫條件越激烈，正常蛋白條帶越細，顏色越淺，Hsp60條帶越粗，顏色越深，但兩種色型棉蚜之間

7、相比差異不顯著，且在相同的脅迫條件下，黃色型棉蚜體內(nèi)正常蛋白的抑制程度大于綠色型。棉蚜體色變化是同種基因的兩種不同表現(xiàn)型，體色隨環(huán)境變化而變化的蚜蟲屬于基因型在不同環(huán)境中的反應(yīng)范圍(即反應(yīng)規(guī)范)，它是表現(xiàn)型多態(tài)性的表現(xiàn)，表明環(huán)境是造成體色表現(xiàn)型多樣性的條件。 綜上所述，本研究首先將熱休克蛋白用于棉蚜生態(tài)學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)了溫度脅迫條件下蛋白質(zhì)大分子變化規(guī)律，建立了確定性的總蛋白變化模型，得出棉蚜體色變化與Hsp60無關(guān)重要結(jié)論，為后人