捕食螨作为一类天敌产品已被广泛用于果树、蔬菜、花卉等植物上防治各种害螨与害虫。然而在实际应用中,捕食螨往往受到多种逆境条件共同胁迫。在夏季,高温和低湿胁迫往往相伴发生,随着温度的升高,叶片表面相对湿度降低,并且当植物受到干旱胁迫或者周围环境多风时,叶表面湿度近似于大气湿度,而夏季一天温度最高的数小时中,大气相对湿度往往低于50%。相对于害螨而言,捕食螨对高温和低湿胁迫更为敏感,因此捕食螨在夏季对害螨的防控效率低下,往往导致害螨的爆发危害。然而以往的研究多从单一逆境来衡量捕食螨所受胁迫程度,在多逆境条件下,逆境因子对生物体的影响多为“协同”方式,表明多逆境条件下生物体所受到的胁迫程度往往大于单一逆境胁迫之和。因此在夏季高温低湿胁迫共存条件下,捕食螨所受的逆境胁迫程度可能被低估,从而研究高温低湿共胁迫对捕食螨影响十分必要。已有研究表明,逆境锻炼或驯化可以提高捕食螨对逆境的耐受力或适应性,但之前的研究多针对单一逆境胁迫,如何提高捕食螨高温低湿共胁迫下的适应性仍不清楚。巴氏新小绥螨作为一种已商品化捕食螨已被广泛应用于农业上防治各种害螨与害虫,因此该螨被选作本实验的实验对象。为了提高巴氏新小绥螨高温低湿下的适应性,本学位论文通过测定巴氏新小绥螨雌成螨在不同温湿度下存活情况,明确了雌成螨在不同温湿度条件下适应性规律,并发现了雌成螨在夏季常见高温低湿共胁迫下存活时间过短的问题;为了延长雌成螨在高温低湿条件下的存活时间,实验通过不同逆境锻炼,筛选了能有效提高雌成螨高温低湿胁迫下耐受力的锻炼方式;并在该种锻炼方式下,结合转录组分析、糖类等物质含量分析、基因表达模式解析等方法综合分析巴氏新小绥螨雌成螨抵御高温低湿胁迫的生理代谢机制;利用该机制,探索了通过饲喂糖类物质提高雌成螨高温低湿条件下耐受力的方法,主要结果如下:1高温低湿共胁迫对巴氏新小绥螨存活和水分代谢的影响将巴氏新小绥螨雌成螨置于不同温度（25、38、41、43、45℃）与不同湿度（50%、70%、90%、100%RH）两两组合条件下,观测其存活情况,并计算雌成螨在不同温湿度条件下50%个体死亡时间(TH₅₀)以及95%个体死亡时间(TH₉₅)。并测定了雌成螨不同温湿度下的水分蒸发情况。由于空气饱和差（Vapor pressure deficit）比相对湿度能更好的反映空气的“干燥能力”,因此分析时将相对湿度值转换成空气饱和差值。结果表明,随着温度和空气饱和差的升高,巴氏新小绥螨雌成螨的存活时间显著缩短,并且两者具有显著的交互作用,表明高温低湿共胁迫对降低雌成螨存活时间具有“协同”效应。雌成螨的水分蒸发速率也随温度和空气饱和差的升高而显著上升,并且温度、空气饱和差、水分蒸发速率与雌成螨存活时间的回归分析中发现,水分蒸发速率与存活时间的决定系数最大,表明水分蒸发是导致雌成螨高温低湿下死亡的重要原因。在所有温湿度组合中,25℃,90%RH与25℃,100%RH下巴氏新小绥螨雌成螨下具有最高的存活时间,TH₅₀分别为403.6 h和328.6 h,TH₉₅分别为604.6 h和512.6h。雌成螨在以上条件下能保持体内水分平衡,推测25℃及湿度大于90%RH为雌成螨适宜存活条件。在38℃及以上温度下,雌成螨均不同程度失水,虽然雌成螨在38℃,90%RH和100%RH下能从空气中吸收水分体重增加,但是分别在以上条件24 h和39 h后,雌成螨体重分别降低26.8%和23.2%,暗示雌成螨在高温条件下不能较长时间维持体内水分代谢平衡。在夏季常见高温和低湿条件下（38℃,50%RH）,雌成螨TH₅₀和TH₉₅分别仅为4.1 h和6.1 h。高温也在一定程度上缩短了雌成螨存活时间,在相同湿度条件下,相对于41℃,在43℃和45℃下,雌成螨的TH₅₀降低倍数大于水分蒸发速率增加倍数,暗示高温胁迫降低了雌成螨存活时间。因此,高温和低湿胁迫主要通过增加雌成螨水分蒸发速率降低雌成螨存活时间,两者在降低存活时间上具有“协同”效应。夏季38℃高温天气下,每日数小时高温低湿条件容易导致雌成螨大量死亡。2逆境锻炼对巴氏新小绥螨高温低湿下耐受力的影响为了明确何种逆境锻炼方法能提高雌成螨在高温低湿胁迫下的耐受力,延长其存活时间,实验将雌成螨置于高温（38℃,100%RH;41℃,100%RH）、常温低湿（25℃,50%RH;25℃,0%RH）、高温低湿（38℃,50%RH;41℃,50%RH）下锻炼,并在25℃,100%RH下恢复8 h后在高温低湿胁迫下（38℃,50%RH;41℃,50%RH）比较死亡率,筛选能有效提高雌成螨高温低湿胁迫下存活率的锻炼方式。结果表明,高温锻炼（Heat hardening）显著增加了雌成螨高温低湿下死亡率,随着锻炼温度的升高及锻炼时间的延长,雌成螨在高温低湿下的死亡率显著上升。常温失水锻炼（Desiccation hardening）以及高温失水锻炼（Heat×desiccation hardening）均显著降低雌成螨在高温低湿胁迫下的死亡率。雌成螨高温低湿下死亡率的高低与锻炼中的温度和雌成螨水分蒸发速率均无显著相关性,但与锻炼时雌成螨的水分蒸发量呈显著的线性相关关系。失水锻炼（条件为25℃,0%RH）后,雌成螨体重显著升高,其在高温低湿共胁迫下的水分蒸发速率显著降低。以上结果表明,失水锻炼并恢复的雌成螨通过增加自身体重,以及降低在高温低湿条件下的水分蒸发速率来降低其在高温低湿共胁迫下的死亡率。在适当的失水范围内,雌成螨在失水锻炼中失水量越大,其在高温低湿条件下的耐受力越强。3巴氏新小绥螨抵御高温低湿胁迫的生理代谢机制3.1失水锻炼中雌成螨转录组分析为了明确失水锻炼提高雌成螨高温低湿下耐受力的生理代谢机制,将雌成螨在25℃,0%RH条件下锻炼0 h,4 h,6 h,之后进行转录组分析。测序过滤后得到Clean reads在3×10⁷至8×10⁷之间,GC含量在50%-52%之间,Q30均大于94%,因此认为本次测序质量可靠。通过趋势分析及KEGG富集分析发现,上调表达基因多富集到糖类和脂肪酸等大分子物质的降解代谢、糖异生途径、氧化磷酸化等通路;下调表达基因多富集到信号转导、糖酵解、多聚糖合成、脂肪酸碳链延长、次生代谢物质合成及氧化磷酸化等代谢通路。暗示经历失水锻炼的雌成螨体内可能有糖类等小分子物质积累以及呼吸代谢速率的降低。而以上两种途径是昆虫抵御失水胁迫的重要方法。3.2雌成螨主要可溶性代谢物含量变化分析为了明确在25℃,0%RH条件下失水锻炼的雌成螨体内是否有糖类等物质积累,实验对雌成螨体内可溶性物质种类和含量进行分析,结果表明鲨肌醇、葡萄糖、肌肉肌醇为主要检测到的物质。其中鲨肌醇含量最高,占65.91%,葡萄糖含量次之,占19.12%,肌肉肌醇含量最少,占14.96%。对以上物质在失水胁迫、恢复失水及高温低湿下的含量变化动态分析发现:在失水胁迫过程中,葡萄糖的含量随胁迫时间延长而逐渐降低;在恢复失水后,葡萄糖含量又开始上升,并且随着胁迫时间的延长,含量呈上升趋势;经历了失水锻炼的雌成螨在高温低湿胁迫下同样具有更高含量的葡萄糖,葡萄糖含量变化规律同雌成螨高温低湿下存活率规律一致。鲨肌醇在雌成螨恢复失水后含量无显著差异,在高温低湿共胁迫下,经历失水锻炼与未经过失水锻炼的雌成螨鲨肌醇含量也无显著性差异。经历失水锻炼的雌成螨,其在高温低湿胁迫下肌肉肌醇含量显著低于未经历锻炼雌成螨的,与高温低湿下雌成螨存活率规律相反。以上结果表明,葡萄糖的积累可能是雌成螨高温低湿共胁迫下水分蒸发速率降低以及耐受力提高的重要原因之一。3.3葡萄糖功能验证及糖代谢相关基因表达模式解析本节内容通过饲喂葡萄糖以及葡萄糖代谢相关基因表达模式解析综合分析葡萄在雌成螨应对高温低湿共胁迫中的作用。与失水锻炼的结果一致,饲喂20%的葡萄糖能显著降低雌成螨高温低湿下的死亡率和水分蒸发速率。从葡萄糖代谢相关基因表达模式来看,在失水锻炼及恢复过程中,糖异生途径葡萄糖-6-磷酸酶基因NbG6Pase均显著上调表达;而磷酸戊糖途径葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因NbG6PD、糖酵解途径己糖激酶基因NbHK1在失水锻炼过程中均显著下调表达,仅在恢复失水过程中NbG6PD、NbHK1、NbHK2基因上调表达。暗示雌成螨通过加强糖异生途径和抑制糖酵解和磷酸戊糖途径提高了体内葡萄糖含量。在高温低湿共胁迫（38℃,50%RH）下2 h时,经历失水锻炼的雌成螨体内NbG6PD、NbHK1、NbHK2基因表达量均较未经历失水锻炼的雌成螨的表达量低;但在3 h时,经历失水锻炼的雌成螨NbG6Pase、NbG6PD、NbHK1、NbHK2表达量开始上升,而未经历失水锻炼的雌成螨以上基因表达量反而降低,该结果也印证了失水锻炼的雌成螨在高温低湿胁迫下具有更强的耐受力。以上结果表明雌成螨体内葡萄糖含量的升高有利于其抵御高温低湿共胁迫;失水锻炼中雌成螨体内葡萄糖的积累可能是通过加强糖异生途径同时抑制糖酵解和磷酸戊糖途径来实现的。3.4失水锻炼对雌成螨呼吸速率的影响由于昆虫等节肢动物呼吸失水量与呼吸速率往往呈正相关关系,为了验证失水锻炼的雌成螨在高温低湿条件下是否具有更低的呼吸速率和呼吸失水,实验将失水锻炼与未经历锻炼的雌成螨在高温低湿条件下（38℃,50%RH）比较呼吸速率,结果表明在38℃,50%RH条件下,失水锻炼雌成螨与未经历失水锻炼雌成螨呼吸速率差异不显著,暗示失水锻炼降低雌成螨高温低湿胁迫下水分蒸发速率可能并非由呼吸失水差异引起的。4饲喂葡萄糖与海藻糖对巴氏新小绥螨高温低湿下耐受力的影响4.1饲喂葡萄糖与海藻糖对雌成螨高温低湿下耐受力影响差异葡萄糖在巴氏新小绥螨抵御高温低湿胁迫中发挥了重要作用,而海藻糖是昆虫抵御干燥等各种逆境条件的重要物质。为了明确饲喂海藻糖是否比饲喂葡萄糖能更大程度的提高雌成螨高温低湿下耐受力。将雌成螨分别饲喂10%、20%、40%浓度葡萄糖和海藻糖,结果表明饲喂葡萄糖和海藻糖均能降低雌成螨高温低湿下的死亡率。选取死亡率均较低的饲喂浓度（20%葡萄糖,40%海藻糖）进行比较,发现饲喂40%海藻糖的雌成螨在高温低湿下死亡率比饲喂20%葡萄糖的高。比较饲喂糖后螨体内主要可溶性代谢物含量发现,饲喂葡萄糖和海藻糖均能提高雌成螨体内葡萄糖和肌醇含量,但两种饲喂方式之间葡萄糖、鲨肌醇、肌肉肌醇含量均无显著性差异,仅在饲喂海藻糖雌成螨体内发现含量高达1.901×10-³μg/μg的海藻糖,推测该部分海藻糖对提高雌成螨高温低湿下耐受力并无直接作用;并且饲喂海藻糖的雌成螨体内水分含量更高。综上认为,饲喂海藻糖与葡萄糖均能提高雌成螨高温低湿下耐受力,但饲喂葡萄糖对提高耐受力更为高效。4.2失水锻炼后饲喂糖类物质对雌成螨高温低湿下耐受力影响为了明确失水锻炼后饲喂糖类物质是否比单一失水锻炼或单一饲喂糖类物质能更大程度提高雌成螨对高温低湿的耐受力,实验将雌成螨失水锻炼后饲喂20%葡萄糖或40%海藻糖。结果表明,相对于仅饲喂糖或仅失水锻炼的雌成螨,失水锻炼并饲喂糖的雌成螨,其在高温低湿胁迫下具有更低的死亡率,存活时间延长大约2 h。对饲喂后体重比较分析发现,失水锻炼后饲喂葡萄糖的雌成螨相对于仅饲喂葡萄糖的雌成螨体重并无显著差异,但失水锻炼后饲喂海藻糖雌成螨比仅饲喂海藻糖雌成螨体重显著增加。暗示失水锻炼后饲喂葡萄糖进一步降低死亡率主要是通过吸入了更多葡萄糖导致的,而失水锻炼后饲喂海藻糖进一步降低死亡率主要是通过吸入更多水分导致的。经历失水锻炼和饲喂糖后,雌成螨在高温低湿下存活率随饥饿时间的延长而降低,在48 h后存活率下降至失水锻炼以前水平。综上认为,失水锻炼后饲喂葡萄糖能进一步提高雌成螨高温低湿下的存活率,延长其存活时间大约2 h,该耐受力能持续大约48 h。综上所述,高温低湿共胁迫会加速巴氏新小绥螨雌成螨水分蒸发速率,降低其存活时间,在夏季高温低湿条件下容易大量死亡。而失水锻炼能通过加强糖异生途径和抑制糖酵解和磷酸戊糖途径积累葡萄糖含量,从而降低了雌成螨高温低湿下水分蒸发速率,提高其在高温低湿下存活率,延长其存活时间。饲喂葡萄糖和海藻糖均能提高雌成螨高温低湿下存活率,但饲喂葡萄糖更为高效;失水锻炼后饲喂糖能进一步提高雌成螨高温低湿下存活率,并且耐受力能保持近48 h。该研究明确了巴氏新小绥螨雌成螨在高温低湿胁迫下的适应性规律,以及提高巴氏新小绥螨雌成螨高温低湿共胁迫下耐受力的锻炼方式及机制,为提高巴氏新小绥螨高温低湿胁迫下适应性及生防效能提供了理论依据。