蓮草直胸跳甲不同地理種群響應(yīng)高溫的生態(tài)學(xué)表現(xiàn)及轉(zhuǎn)錄組分析.pdf

1、蓮草直胸跳甲（Agasicles hygrophila）是防控惡性入侵雜草空心蓮子草（Alternantheraphiloxeroides）的重要專食性天敵。該跳甲被引入我國(guó)后發(fā)現(xiàn)，在釋放地湖南長(zhǎng)沙地區(qū)的盛夏高溫季節(jié)（8月-9月）其種群數(shù)量驟降，導(dǎo)致該時(shí)段內(nèi)空心蓮子草失去天敵的控制而重新擴(kuò)散為害，而在海南萬(wàn)寧地區(qū)盛夏高溫季節(jié)依然可以發(fā)現(xiàn)蓮草直胸跳甲取食空心蓮子草。本論文針對(duì)蓮草直胸跳甲在長(zhǎng)沙地區(qū)盛夏高溫種群崩潰這一現(xiàn)象，圍繞蓮草直胸跳甲

2、在高溫脅迫下的生殖調(diào)控機(jī)制這一科學(xué)問(wèn)題，采用種群生態(tài)學(xué)和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序等方法和技術(shù)，探究了高溫脅迫對(duì)蓮草直胸跳甲雌蟲和雄蟲的影響，比較了兩個(gè)種群在周期性高溫處理下連續(xù)多代的表型生態(tài)特征及異同，利用HiSeq測(cè)序技術(shù)，對(duì)常溫和高溫下兩地理種群雌蟲卵巢進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，分析比較兩個(gè)種群的差異表達(dá)基因，揭示蓮草直胸跳甲兩個(gè)地理種群應(yīng)對(duì)高溫脅迫的分子調(diào)控機(jī)制差異。綜上，得出如下結(jié)論:
　　1.周期性高溫脅迫主要通過(guò)降低雌蟲生殖力和慢性致死降低蟲

3、體存活率來(lái)影響蓮草直胸跳甲的種群波動(dòng)。將高溫脅迫(39℃(4h)+25℃(20h))處理不同時(shí)間（4天、8天、12天、16天和20天）的蓮草直胸跳甲雌蟲和雄蟲分別和適宜變溫(30℃(4h)+25℃(20h))下的雌、雄蟲配對(duì)，設(shè)置30℃♀×30℃♂（對(duì)照）、30℃♀×39℃♂、39℃♀×30℃♂和39℃♀×39℃♂四個(gè)處理組合。分析發(fā)現(xiàn)，高溫?zé)峒わ@著降低蓮草直胸跳甲雌蟲生殖力;高溫?zé)峒?duì)雄蟲生育力的影響不顯著。高溫?zé)峒た赏ㄟ^(guò)慢性致死方式

4、顯著降低蓮草直胸跳甲的雌蟲和雄蟲的存活率;隨著高溫?zé)峒ぬ鞌?shù)的延長(zhǎng)，生殖力和存活率均顯著下降。
　　2.36℃(4h)+25℃(20h)及以上周期性高溫脅迫顯著影響蓮草直胸跳甲的生長(zhǎng)發(fā)育和生殖，高溫脅迫顯著降低兩個(gè)種群的種群發(fā)展。30℃(4h)+25℃(20h)和33℃(4h)+25℃(20h)周期性變溫處理下，湖南（長(zhǎng)沙）種群和海南（萬(wàn)寧）種群連續(xù)三代各表型生態(tài)特征指標(biāo)均無(wú)顯著差異，種群發(fā)展良好;36℃(4h)+25℃(20h)和

5、39℃(4h)+25℃(20h)周期性高溫處理下，湖南（長(zhǎng)沙）種群和海南（萬(wàn)寧）種群的單雌產(chǎn)卵量均顯著降低，各蟲態(tài)發(fā)育歷期顯著延長(zhǎng)，存活率顯著降低;39℃(4h)+25℃(20h)周期性變溫處理下，兩個(gè)種群均未能完成F2代發(fā)育。
　　3.周期性高溫?zé)峒ぬ幚硐拢Ｄ戏N群的世代繁殖能力和存活能力優(yōu)于長(zhǎng)沙種群。30℃(4h)+25℃(20h)周期性變溫處理下，海南（萬(wàn)寧）種群和湖南（長(zhǎng)沙）種群連續(xù)三個(gè)世代的繁殖力、發(fā)育歷期和存活率均無(wú)顯

6、著差異;33℃(4h)+25℃(20h)周期性變溫處理下，F(xiàn)3代，海南（萬(wàn)寧）種群的單雌產(chǎn)卵量顯著高于湖南（長(zhǎng)沙）種群;36℃(4h)+25℃(20h)和39℃(4h)+25℃(20h)周期性變溫處理下，海南（萬(wàn)寧）種群的繁殖力、雌蟲壽命、存活率均顯著高于湖南（長(zhǎng)沙）種群。
　　4.基于illuminate技術(shù)測(cè)序平臺(tái)，對(duì)蓮草直胸跳甲兩個(gè)地理種群在高溫和適溫下的卵巢轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行測(cè)序，最終獲得69328條Unigenes。至少有一個(gè)數(shù)

7、據(jù)庫(kù)注釋成功的Unigenes數(shù)是22915條。蓮草直胸跳甲卵巢基因序列與赤擬谷盜（Tribolium castaneum）的相似性較高(42.4％)。對(duì)轉(zhuǎn)錄組差異基因進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，蓮草直胸跳甲通過(guò)多種代謝方式系統(tǒng)作用于響應(yīng)高溫脅迫，湖南種群和海南種群卵巢在應(yīng)對(duì)高溫脅迫時(shí)存在不同的調(diào)控方式。
　　本研究明確了極端高溫主要通過(guò)影響蓮草直胸跳甲的雌蟲生殖和雌、雄蟲的存活來(lái)影響其種群波動(dòng)和發(fā)展，蓮草直胸跳甲海南（萬(wàn)寧）種群應(yīng)對(duì)高溫脅迫的