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巴氏新小绥螨Neoseiulus barkeri Hughes(Acari:Phytoseiidae)是我国目前已商业化生产的本土植绥螨种类,因其繁殖力高、扩散能力强等优点在农业害虫害螨绿色防控中发挥了重要的作用。为提高巴氏新小绥螨N.barkeri田间的适应能力,目前本课题组已筛选出能在35°C中等高温环境中正常生长发育和繁殖的巴氏新小绥螨N.barkeri高温品系,已有的研究已表明其对高温胁迫的承受能力显著增强。然而,生物并不是在单一环境因子的影响下生存的。近年来,臭氧层遭到严重破坏,使到达地面的UV-B辐射显著增强,UV-B辐射能够直接影响昆虫的行为、生长发育和种群,同时高温环境通常也伴随着更高的紫外胁迫。为了探究巴氏新小绥螨N.barkeri两种温度品系对UV-B辐射的适应性差异,本研究对UV-B胁迫下两种温度品系雌成螨存活情况、卵孵化率以及捕食能力进行了研究;测定了UV-B胁迫下SOD、POD和CAT三种抗氧化酶活性;筛选克隆获得了5条抗氧化酶基因并解析了抗氧化酶基因的mRNA表达模式。本研究所获得的主要研究结果如下:1紫外线UV-B胁迫对巴氏新小绥螨生物学特性的影响以实验室现有的巴氏新小绥螨N.barkeri两种温度品系为研究对象,测定与比较了其高温品系与常温品系的紫外敏感性进行了测定与比较。在遭受UV-B胁迫后,两品系雌成螨死亡率显著增加,且品系间差异显著。同时高温品系雌成螨的死亡率显著高于常温品系,表明高温品系雌成螨对紫外UV-B的耐受能力较常温品系更弱。另一方面,UV-B胁迫能够显著降低雌成螨卵的孵化率,影响巴氏新小绥螨N.barkeri后代存活。两品系间雌成螨卵的孵化率也存在显著差异,高温品系卵的孵化更容易受到UV-B胁迫的影响。为明确巴氏新小绥螨N.barkeri对二斑叶螨的捕食能力是否受UV-B胁迫的影响,对两种温度品系雌成螨对二斑叶螨若螨的捕食功能反应,结果发现巴氏新小绥螨N.barkeri两种温度品系雌成螨在遭受UV-B胁迫后对二斑叶螨若螨的捕食功能反应符合Holling II模型,但是UV-B胁迫对巴氏新小绥螨N.barkeri雌成螨的捕食能力产生负面影响。随UV-B照射强度和处理时间的增强,雌成螨捕食量呈现下降趋势,主要表现在瞬时攻击率下降,对猎物的处理时间延长。在低强度UV-B照射强度下,两品系捕食能力受紫外辐射影响较小,并且高温品系雌成螨捕食量、捕食能力均高于常温品系;而在高强度UV-B照射强度下,高温品系雌成螨对紫外辐射的耐受能力明显不如常温品系雌成螨,捕食能力显著降低。2紫外线UV-B胁迫对巴氏新小绥螨抗氧化酶活性的影响为了探究巴氏新小绥螨N.barkeri两种温度品系产生紫外敏感性差异的原因本研究测定了UV-B胁迫下三种抗氧化酶活性。UV-B胁迫能够在较短时间内诱导巴氏新小绥螨N.barkeri常温品系雌成螨体内三种抗氧化酶活性的显著上升,然而较长时间的胁迫则会产生过量的酶底物浓度或氧化损伤从而造成抗氧化酶系统的负反馈抑制作用。而高温品系经过长期高温驯化后,其雌成螨体内的三种抗氧化酶活性均显著低于常温品系,在遭受UV-B胁迫后,其体内SOD和POD活性在较短时间内显著上升,而CAT活性并未被诱导,同时较长时间的胁迫也会抑制高温品系抗氧化酶的活性。因此长时间的UV-B胁迫可能会打破巴氏新小绥螨N.barkeri体内细胞的氧化还原平衡,直接造成脂质过氧化,最终导致个体死亡。3巴氏新小绥螨抗氧化酶基因的克隆及序列分析根据巴氏新小绥螨N.barkeri转录组数据库,筛选克隆获得了5条抗氧化酶基因cDNA全长,包括3条超氧化物歧化酶和2条谷胱甘肽过氧化物酶基因,分别命名为NbSOD1,NbSOD2,NbSOD3,NbPHGPX1和NbPHGPX2。通过氨基酸序列比对发现NbSOD1和NbSOD2属于CuZnSOD,NbSOD3属于MnSOD,NbPHGPX1和NbPHGPX2属于磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶。与其他物种氨基酸序列多重比对发现5条抗氧化酶基因氨基酸序列均与西方盲走螨对应基因氨基酸序列同源性最高,一致性达70%以上。4巴氏新小绥螨抗氧化酶基因表达模式解析利用qPCR技术,对巴氏新小绥螨N.barkeri5个抗氧化酶基因在不同发育阶段的mRNA表达进行了分析,结果表明巴氏新小绥螨N.barkeri两种温度品系2条PHGPX基因中均在雄成螨期mRNA表达量最高,该类基因可能在雄成螨中发挥特殊作用;除高温品系SOD3 mRNA表达量在幼螨期最高外,巴氏新小绥螨N.barkeri两种温度品系SOD基因的mRNA表达量均在雌成螨期最高,且基本呈现随生长发育而逐渐上调表达的趋势,SOD基因可能参与生长发育调控。巴氏新小绥螨N.barkeri抗氧化酶基因的mRNA表达量普遍在成螨期表达量较高,表明成螨需要依赖这些抗氧化酶基因参与其存活与生殖等过程,另一方面成螨也具有更强的抵御外来胁迫的能力。对UV-B胁迫下巴氏新小绥螨N.barkeri抗氧化酶基因表达模式的研究结果表明5条抗氧化酶基因和抗氧化酶Unigene均能被UV-B诱导表达,但是品系间的表达模式因胁迫时间及抗氧化酶种类的不同而有所差异:常温品系抗氧化酶mRNA能够对UV-B胁迫响应迅速,处理1 h便可诱导大多数抗氧化酶基因表达量显著上调,但随着处理时间的增加,mRNA表达量下调恢复至对照水平,这一变化趋势与常温品系抗氧化酶活性变化一致;高温品系在遭受UV-B胁迫后其体内大部分抗氧化酶基因mRNA不能被诱导表达,胁迫后的mRNA表达量与对照相比无显著性差异,表明这些基因并未参与到高温品系抵御UV-B氧化胁迫的抵御过程中。