菜蛾绒茧蜂滞育诱导过程中的母代效应

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1、菜蛾绒茧蜂滞育诱导过程中的母代效应菜蛾绒茧蜂 Cotesia vestalis (Haliday)是小菜蛾 Plutella xylostella(Linnaeus) 幼虫期的主要内寄生蜂 , 该蜂经历不同光周期会显著影响子代的滞育。对菜蛾绒茧蜂滞育诱导过程中的母代效应进行深入研究, 对于提高该蜂的滞育诱导技术 , 进一步利用滞育特性 , 解决实际应用过程中面临的长期储藏等问题有着重要的现实意义。鉴于此 , 本文对饲养于 2518L：16D、12L：12D和 16L：8D 三种光周期下(G0) 以及子代 (G1) 饲养于 13 8L：16D 下的菜蛾绒茧蜂物质代谢进行研究, 结果如下：一、光周

2、期对菜蛾绒茧蜂形态发生、个体大小及发育的影响菜蛾绒茧蜂的生活史分为卵、幼虫、蛹和成虫4 个虫态 , 在幼虫的末期存在一个形态上明显可区别于幼虫早期的发育阶段( 预蛹 ) 。光周期对各发育阶段的发育历期无显著影响,在 25 1 , 三种光周期下 , 菜蛾绒茧蜂胚胎发育期、 1 龄、 2 龄和 3 龄幼虫期、预蛹期以及蛹期均分别为 36h、36h、 84h、12h、24h 和 108h, 但光周期显著影响虫体大小。胚胎体积随发育时间逐渐增大 , 胚胎发育在 16h 至 32h期间 , 其体积在三种不同光照下存在不规则差异 , 但到孵化时三种光周期下的胚胎体积无显著差异。 1龄幼虫及其尾针长、 宽

3、8h 短光照下的均大于16h 长光照下的 , 但大多数发育时间差异并不显著。2 龄幼虫长、宽 8h 短光照下的大于 16h长光照下的 , 在 96h,108h,120h 和 144h发育时间点 , 尾囊长、宽均显著大于长光照下的。3 龄幼虫及其尾囊长、宽8h 短光照下的与 16h 长光照下的无显著差异。G,代滞育预蛹的体积显著大于Go代非滞育预蛹的体积。 180h 的预蛹及茧的体积均以饲养于8h 短光照下的显著大于16h 长光照下的 , 尾囊长、宽则均以 16h长光照下的最大。192h 的预蛹体积在 8h 和 16h 光周期下无显著的差异。羽化前一天,8h 短光照下的蛹长、前胸背板宽以及腹宽均

4、大于16h 长光照下的。羽化后 , 雌成虫长、前胸背板宽和翅展及其腹部体积均随饲养光周期的延长而减小。三种光周期下饲养获得的成虫所怀的卵( 产出前 ) 和产出后的子代卵体积均以 8h 短光照下饲养的最大。二、光周期对菜蛾绒茧蜂重量及含水量的影响G1代滞育预蛹的鲜重 , 干重均显著重于 G0代的非滞育预蛹。 Go代预蛹和雌成虫的鲜重和干重均随饲养光照的延长而下降。含水量 G1代滞育预蛹与 G0代的非滞育预蛹无显著差异。G0代预蛹和雌成虫含水量均随饲养光周期的延长而升高。结合水含量 G1代滞育预蛹显著高于Go代的非滞育预蛹。 8h 和 12h 光照下的预蛹结合水含量显著高于16h 光照下的。雌成虫

5、结合水含量随饲养光照的延长而下降。三、菜蛾绒茧蜂滞育诱导过程中过氧化氢代谢的母代效应过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)含量在 G0代预蛹期和成虫期均随饲养光周期的延长而升高,8h 短光照饲养的 Go代预蛹与 G1代滞育预蛹无显著差异 , 但 G1代卵在产出前和产出后均以饲养于8h 短光照下的最高。过氧化物歧化酶 (superoxide dismutase, SOD)和过氧化物酶 (peroxidase,POD)活性在 G0代预蛹期 , 成虫期及 G1代卵在产出前和产出后均随饲养光周期的延长而上升 , 而过氧化氢酶 (catalase, CAT)活性则随饲养光周期的延长显著

6、降低。与 G1代滞育预蛹相比 ,8h 短光照下的 G0代预蛹 SOD活性显著增高 , 而 CAT活性则显著降低 ,POD活性无显著差异。在三种光周期下 G1代卵无论在产出前还是在产出后, 三种保护酶活性的变化趋势均与 G0代的预蛹期和成虫期相似。但是,POD和 CAT的活性在 G1代卵产出后显著高于卵产出前。四、菜蛾绒茧蜂滞育诱导过程中脂类代谢的母代效应总脂滴度G1代滞育预蛹与三种光周期下的G0代非滞育预蛹之间均无显著差异。G0代预蛹总脂滴度在三种光周期之间无显著差异。G0代雌成虫总脂滴度8h 短光照下显著高于16h 光照。G1代卵总脂滴度在产出前随光周期的延长而降低, 在产出后 ,8h 和

7、16h 光照之间无显著差异 , 但均显著高于 12h 光照。甘油三酯含量 G1代滞育预蛹显著高于8h 和 16h 光照下的 G0代非滞育预蛹 ,但显著低于 12h 光照下的非滞育预蛹。 G0代预蛹、雌成虫以及G1代卵产出前甘油三酯含量 8h 短光照下的显著高于16h 光照下的。G1代卵产出后在三种光周期间无显著差异。游离脂肪酸含量 G1代滞育预蛹显著低于三种光周期下的G。代非滞育预蛹。 G0代预蛹、 G,代产出前和产出后的卵游离脂肪酸含量8h 短光照下的显著低于16h 长光照下的。但 G0代雌成虫游离脂肪酸含量在三种光周期间无显著差异。五、菜蛾绒茧蜂滞育诱导过程中糖类代谢的母代效应总糖含量在8

8、h 光照下 G0代幼虫、预蛹和蛹中均显著高于16h 光照下的。三种光周期下成虫期总糖含量无显著差异。G1代卵、幼虫和预蛹内总糖含量随 G0代饲养光照的延长而降低, 且幼虫和预蛹在三种G0代饲养光周期间的差异比 G0代进一步增大。海藻糖含量 , 除 G1代幼虫饲养于 12h 光周期下的显著高于16h 光照下的外 ,其他所有测试阶段在三种光周期间均无显著差异。在 G0代 , 幼虫、预蛹、蛹和雌成虫糖原含量均随饲养光周期的延长而降低, 但雄成虫在三种光周期间无显著差异；在 G1代, 卵、幼虫与预蛹的糖原含量也均随G0代饲养光周期的延长而降低,且预蛹糖原含量在三种G0代饲养光周期间的差异比G0代进一步

9、增大。六、菜蛾绒茧蜂滞育诱导过程中糖原合成酶和糖原磷酸化酶的母代效应糖原合成酶活性除了 G0代蛹和雄成虫在饲养于8h 光照与 16h 光照间无显著差异之外,其它测试虫态均以G0代饲养于 8h 光照下的显著高于饲养于16h 光照下的。糖原磷酸化酶活性除了G0代饲养于 8h 光照下的 G1代卵期显著高于 16h 光照下的 ,G1代预蛹期显著低于16h 光照下的 , 其它测试阶段在Go代饲养于 8h 和 16h 光照下间均无显著差异。各发育阶段糖原合成酶和糖原磷酸化酶的mRNA表达量高低与活性高低相一致。糖原合成酶 mRNA表达量 G0代饲养于 8h 光照下的均明显高于16h 光照下的 ,而糖原磷酸

10、化酶mRNA表达量在大多数发育阶段G0代饲养于 8h 光照下和 16h 光照下之间均无明显的差异。七、菜蛾绒茧蜂滞育诱导过程中激素的母代效应20- 羟基蜕皮酮(20-hydroxyecdysone,20E)和保幼激素 (juvenile hormone,JH ) 在所测定的发育阶段中均有表达。 20E含量滞育预蛹显著低于非滞育预蛹, 而 JH 含量与饲养于相同光照下的非滞育预蛹无显著差异。G0代预蛹和成虫 20E含量随光周期的延长而升高。G1代卵 ( 产出前和产出后 ),20E 含量均以饲养于 8h 短光照下最低。在 G0代成虫期和 G1代卵产出后 ,JH 含量三种光周期间均无显著差异。 简言之 , 菜蛾绒茧蜂母代经历的光周期显著影响虫体的代谢变化。短光照引起 20E 含量的下降 , 在 20E 的调控下 , 糖原合成酶基因表达上调 , 使活性上升导致虫体糖原储备的上升。 雌成虫以 H2O2作为光周期的传递因子 , 将大量的 H2O2和糖原通过卵细胞质传递到子代 , 子代在其后续的发育过程中 , 对从母代继承的这种物质代谢信息和环境信息作出确认 , 并进一步强化对不利环境的反应 , 通过 20E 的持续调控 , 在糖原合成酶和磷酸化酶的作用下 , 使糖原积累的差异进一步扩大 , 最终影响子代预蛹进入滞育的比例。