论文部分内容阅读
全球气候变暖已经成为不容忽视的国际性问题,大气CO2浓度升高不仅是气候变暖的主要原因,也会对人类社会和农林生态系统造成很大影响。气候委员会指出近年大气CO2浓度已经达到历史之最,并且会持续升高。本文依据政府间气候变化专门委员会(IPCC)评估报告当前大气以及预测未来CO2浓度升高趋势设置3个CO2浓度,分别为 397μL/L、550μL/L 和 750μL/L。将舞毒蛾卵置于 CO2 浓度(397μL/L、550μL/L、750μL/L)下饲养至3龄幼虫,LdNPV(LC20=1.1×10PIB/μL)感染舞毒蛾3龄幼虫24h后放置大气(CO2浓度为397μL/L)条件下饲养,测定舞毒蛾3-4龄历期、体重累计增长率、累计死亡率,同时测定舞毒蛾体内保护酶、解毒酶活性,测定不同CO2浓度条件下 LdNPV 致死中浓度(LC50)。不同 CO2 浓度(397μL/L、550μL/L、750μL/L)下饲养的3龄幼虫,经LdNPV(LC20=1.1×10PIB/μL)和正常饲料饲喂后,利用高通量测序技术分别构建幼虫转录组文库,比较分析差异基因表达及主要信号通路;筛选2个舞毒蛾OBP家族基因,进行原位杂交组织定位。主要研究结果如下:1、不同CO2浓度(397μL/L、550μL/L和750μL/L)下饲养的舞毒蛾3龄幼虫对LdNPV 致死中浓度(LC50)分别为 7.54×102PIB/μL、4.85×102PIB/μL 和3.03×102PIB/μL。LdNPV 胁迫导致不同 CO2浓度(397μL/L、550μL/L 和 750μL/L)条件下饲养的舞毒蛾3龄幼虫体重累计增长率分别比对照组增加81.27%、71.63%和68.41%;随着CO2浓度升高幼虫感染LdNPV后死亡率增加,750μL/L高浓度处理组死亡率最大,为27.09%。高浓度CO2条件下生长至3龄的舞毒蛾幼虫会增加食物的利用率和转化率来维持生长发育,使虫体内LdNPV大量繁殖并减缓自身的生长发育,这可能导致LdNPV在高浓度CO2处理的舞毒蛾幼虫体内潜伏期长、致死率高。2、高CO2浓度(750μL/L)胁迫下,舞毒蛾3龄幼虫体内解毒酶CarE和AChE活性随着CO2浓度升高而诱导增加,ALP活性随CO2浓度升高抑制下降;保护酶CAT活性随着CO2浓度升高抑制减少,而SOD活性随着CO2浓度升高诱导增加。高CO2浓度条件下生长的舞毒蛾3龄幼虫接种LdNPV后,随着CO2浓度升高体内CarE、ALP、AChE和CAT活性被抑制,而SOD活性表现为诱导增加。舞毒蛾3龄幼虫体内CarE、AChE、ALP、CAT活性随着CO2浓度升高而降低,舞毒蛾免疫防御系统受到破坏可能会引起舞毒蛾种群减少3、分别构建不同CO2浓度(397μL/L、550μL/L、750μL/L)饲养至3龄幼虫,经LdNPV(LC20=1.1×10PIB/μL)和正常饲料饲喂后幼虫转录组文库,获得80.65 Gb数据,Q30碱基百分比为92%以上。生物信息学分析后共获得33895个Unigene,功能注释到 Nr、SwissProt、KOG、KEGG、GO 和 InterPro 数据库 Unigene 分别为 19286 条、12694条、12189条、13986条、4205条和13776条。差异表达基因集中,响应所有处理组共32个基因,其中富集差异基因最多的是Humandiseases的二级通路Influenza A上(4 个),其次是 Metabolic pathways 的二级通路 Global and overview maps(2 个)、Carbohydrate metabolism(2个)。32个差异表达基因中有4个属于胰蛋白酶家族,经荧光定量RT-PCR分析,胰蛋白酶(CL922.Contig4_GMI)作为免疫防御相关基因,在各处理组(550CK、750CK、397NPV、550NPV、750NPV)中均下调。4、原位杂交表达分析表明舞毒蛾LdOBP1基因在舞毒蛾成虫雌性触角中分布比雄性触角中多;LdOBP2基因在舞毒蛾成虫雄性触角中分布比雌性触角中多。在舞毒蛾雄性成虫触角中,LdOBP1基因分布低于LdOBP2基因。相反在舞毒蛾雌性成虫触角中,LdOBP1基因分布高于LdOBP2基因。