【摘 要】
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生殖滞育是许多昆虫躲避不利环境维持种群繁衍的环境适应策略,研究生殖滞育调控机制对于开发基于发育调控的天敌繁殖策略和害虫防控策略具有重要的指导意义。由于雌虫滞育特征明显,生殖滞育的内源调控机制研究主要在雌虫中开展,然而关于雄虫的生殖滞育特征、生理学和分子调控机制鲜有报道,昆虫雌雄虫之间是否存在保守的生殖滞育调控机制目前尚不清楚。为此,本研究以异色瓢虫雄成虫为材料,对其滞育生理特征及内源调控机制开展研究。主要结果如下:
1.滞育与非滞育异色瓢虫雄成虫的内生殖器官形态差异
比较滞育和非滞育异
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生殖滞育是许多昆虫躲避不利环境维持种群繁衍的环境适应策略,研究生殖滞育调控机制对于开发基于发育调控的天敌繁殖策略和害虫防控策略具有重要的指导意义。由于雌虫滞育特征明显,生殖滞育的内源调控机制研究主要在雌虫中开展,然而关于雄虫的生殖滞育特征、生理学和分子调控机制鲜有报道,昆虫雌雄虫之间是否存在保守的生殖滞育调控机制目前尚不清楚。为此,本研究以异色瓢虫雄成虫为材料,对其滞育生理特征及内源调控机制开展研究。主要结果如下:
1.滞育与非滞育异色瓢虫雄成虫的内生殖器官形态差异
比较滞育和非滞育异色瓢虫雄成虫内生殖器官的形态差异发现,滞育雄成虫的内生殖器官发育受到明显抑制,输精管、射精管和附腺内容物较少,管壁纤细呈透明或乳白色;非滞育雄成虫输精管和附腺发达,内容物丰富,管壁饱满,射精管末端膨大,呈乳白色或淡黄色。滞育雄成虫的输精管、射精管直径、附腺基部直径和射精管末端与前端直径比值均显著小于非滞育雄成虫。
2.短日照与长日照条件下异色瓢虫雄成虫生理状态的动态变化
比较短日照与长日照条件下异色瓢虫雄成虫羽化后0-20d的生理状态差异发现,内生殖器官发育状态、营养物质积累及取食量分别在羽化后6d、10d、13d开始分化。与长日照处理相比,短日照条件下雄成虫羽化后6-15d天大量取食,可溶性糖含量显著升高,暗示了雄成虫羽化后6-15d天为营养储备积累为主的滞育准备期;短日照条件下雄成虫羽化后12d取食量明显下降,内生殖器官发育停滞,暗示了其进入滞育起始阶段。
3.JH-Met信号在异色瓢虫雄成虫生殖滞育中的作用
研究结果显示,JH滴度指示基因Kr-h1在滞育雄成虫中的相对表达量显著低于非滞育雄成虫,暗示了滞育雄成虫体内JH滴度水平显著低于非滞育雄成虫;向注定滞育个体外源施加JHA可阻止雄成虫进入生殖滞育;在注定非滞育个体中通过干扰JH受体Met阻断JH信号可使注定非滞育个体进入滞育,这表明异色瓢虫雄成虫通过保守的JH-Met信号调控生殖滞育。
综上所述,本研究明确了滞育与非滞育异色瓢虫雄成虫的内生殖器官形态差异及滞育前和生殖成熟前生理状态的动态变化,发现异色瓢虫雄虫通过保守的JH-Met信号调控生殖滞育,为研究异色瓢虫雄虫的滞育调控机制奠定了基础,并为深入探究昆虫雌雄虫生殖滞育调控机制的异同提供了线索。
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