赤拟谷盗Tribolium castaneum是一种重要储粮害虫,其复杂的食性给我国粮食仓储造成了严重的经济损失。由于其对化学熏蒸剂磷化氢产生了严重的抗药性,寻找绿色安全高效的控制方法是目前及今后的重点研究方向之一。本文以赤拟谷盗的化学通讯系统的变异为出发点,首先通过观察赤拟谷盗的交配行为,明确赤拟谷盗成虫的求偶节律。然后,在交配高峰期测定不同地理种群赤拟谷盗雌雄虫之间的交配选择行为,明确信息素的释放源,筛选化学通讯行为有差异的地理种群,并进一步比较其信息素化学组成的差异。接着,对化学通讯差异显著的地理种群的肠道微生物进行16SrDNA高通量测序,结合微生物体外培养和生理生化测定,分析其肠道微生物的组成,明确肠道微生物与信息化合物组成差异的联系。最后,通过对赤拟谷盗的肠道微生物进行去除,以及特定肠道微生物的回接,验证特定肠道微生物对赤拟谷盗化学通讯的影响。结果如下:1.交配行为研究结果表明,赤拟谷盗的交配行为具有显著的日节律和时节律。赤拟谷盗羽化后第一天即有交配行为的发生,羽化后第四天交配率最高。全天不同时段中,16:00~18:00的交配率最高。在交配高峰期间,使用“Y”型嗅觉仪对六个不同地理种群的赤拟谷盗雌雄虫之间的交配选择行为进行测定。结果表明,只有雄虫对雌虫有显著的引诱作用,且不同地理种群雄虫对雌虫的引诱力存在显著差异(P<0.05)。通过动态气体收集法结合GC-MS对赤拟谷盗雄虫虫体挥发物进行分析鉴定。挥发物中的主要化学组分有甲基苯琨(Methyl-p-benzoquinone)、4,8-二甲基癸醛(4,8-Dimethyldecanal)、1-十四碳烯(1-Tetradecene)和1-十五碳烯(1-Pentadecene)。行为测定结果表明对雌虫引诱活性最强的是4,8-二甲基癸醛。定量结果表明赤拟谷盗挥发物中4,8-二甲基癸醛等组分含量在不同地理种群发生了显著变化。说明赤拟谷盗的化学通讯在不同地理种群之间存在显著差异。2.利用16SrDNA V3-V4变异区测序的方法分析化学通讯有显著差异的ZJJX(浙江嘉兴)、HBWH(湖北武汉)、HNZZ(河南郑州)3个地理种群的赤拟谷盗肠道微生物。结果显示,不同地理种群肠道微生物组成相似,丰度有显著差异,优势菌属有肠杆菌科未鉴定属、假单胞菌属和不动杆菌属,其中肠杆菌科未鉴定属丰度的变化趋势和雄虫信息素化学组分4,8-二甲基癸醛释放量的变化趋势相一致,从高到低依次是HBWH、HNZZ、ZJJX,推测赤拟谷盗化学通讯的变化可能与肠道微生物有关。利用培养基对赤拟谷盗肠道微生物进行体外培养,分离纯化得到6种具有不同形态特征的菌株。通过16SrDNA测序对这6种菌株进行鉴定,结果证明它们是大肠埃希菌Escherichia coli、弗氏柠檬酸杆菌Citrobacter freundii、肺炎克雷伯氏菌Klebsiella pneumonia、芽孢杆菌属Bacillus spp、金黄色葡萄球菌Staphylococcus sureus、粪肠球菌Enterococcus faecalis。3.应用纸片扩散法测定6种可培养微生物对10种抗生素的敏感程度。结果表明,6种可培养微生物对多种抗生素都具有敏感性,其中对环丙沙星最为敏感。运用qPCR(实时荧光定量核酸扩增检测系统)检测可培养微生物在肠道内的丰度,结果显示对赤拟谷盗喂食环丙沙星之后,其肠道内可培养微生物的丰度有了明显下降;喂食可培养微生物之后,其肠道内对应微生物的丰度有了显著升高,说明环丙沙星和肠道菌喂食处理能够有效调控特定微生物在肠道内的丰度。对抗生素处理后的赤拟谷盗回接大肠埃希菌和弗氏柠檬酸杆菌,雄虫对雌虫的引诱力和信息素及其化学组分4,8-二甲基癸醛的释放量均有显著提升。以上研究说明肠道微生物能够影响赤拟谷盗的化学通讯,并且在其中起调控作用的关键微生物可能是大肠埃希菌和弗氏柠檬酸杆菌。