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白眉野草螟的生境适应及病原细菌的分离鉴定和致病机制研究

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目录

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符号说明

1 前 言

1.1 白眉野草螟概述

1.1.1 白眉野草螟的分类地位及形态特征

1.1.2 白眉野草螟的分布

1.1.3 白眉野草螟的寄主范围

1.1.4 白眉野草螟的主要发生规律

1.1.5 白眉野草螟研究现状

1.2 温度和食物对昆虫的影响

1.2.1 温度对昆虫的影响

1.2.2 食物对昆虫的影响

1.2.3 温度和寄主植物的交互作用

1.3 粘质沙雷氏菌

1.3.1 粘质沙雷氏菌的分布

1.3.2 粘质沙雷氏菌的毒性

1.3.3 粘质沙雷氏菌的应用

1.3.4 粘质沙雷氏菌对宿主昆虫致病机理

1.4 转录组测序技术在昆虫研究中的应用

1.5 研究目的及意义

2 材料与方法

2.1 基于温度的白眉野草螟的种群统计特征

2.1.1 试验材料

2.1.2 试验方法

2.1.3 数据分析

2.2 白眉野草螟对食物的选择偏好

2.2.2 试验方法

2.2.3 数据分析

2.3 白眉野草螟病原菌的分离鉴定

2.3.1 试验材料

2.3.2 试验方法

2.3.3 数据分析

2.4 粘质沙雷氏菌JY9对白眉野草螟的致病力

2.4.1 粘质沙雷氏菌JY9杀虫活性成分分析

2.4.3 数据分析

2.5 粘质沙雷氏菌JY9对白眉野草螟的致病机制

2.5.1 试验材料

2.5.2 试验方法及数据分析

3 结果与分析

3.1 基于温度的白眉野草螟的种群统计特征

3.1.1 发育历期及寿命

3.1.2 存活率及繁殖力

3.1.3 生命表参数

3.1.4 寿命期望及繁殖值

3.1.5 龄期数目

3.1.6 发育始点和有效积温

3.2 白眉野草螟对食物的选择性

3.2.1 初孵幼虫对小麦及玉米取食选择

3.2.2 白眉野草螟5~6龄幼虫对小麦及玉米取食选择

3.2.3 不同温度条件下白眉野草螟对不同食物的利用

3.3 白眉野草螟病原菌分离鉴定

3.3.1 分离纯化

3.3.2 分子鉴定

3.3.3 病原菌的回复感染试验

3.3.4 白眉野草螟病原菌JY9同源性分析及生理生化特性

3.4 粘质沙雷氏菌JY9对白眉野草螟的致病力

3.4.1 粘质沙雷氏菌JY9杀虫活性成分分析

3.4.2 粘质沙雷氏菌JY9对白眉野草螟生长发育的影响及其毒力测定

3.5 粘质沙雷氏菌JY9对白眉野草螟的致病机制

3.5.1 白眉野草螟幼虫RNA的提取

3.5.2 转录组测序

3.5.3 Unigene功能注释

3.5.4 Unigene的CDS预测、TF编码能力预测及SSR检测

3.5.5 基因表达量计算及差异表达基因检测

3.5.6 差异表达基因聚类分析

3.5.7 荧光定量PCR验证

3.5.8 差异表达基因GO功能及富集分析

3.5.9 差异表达基因Pathway功能分析

3.5.10 粘质沙雷氏菌侵染改变白眉野草螟核酸代谢相关基因的表达

3.5.11 粘质沙雷氏菌侵染改变白眉野草螟寿命调节相关基因的表达

4 讨论

4.1 温度对白眉野草螟生长发育繁殖的影响

4.2 白眉野草螟对食物的选择偏好

4.3 白眉野草螟病原菌的分离鉴定

4.4 粘质沙雷氏菌JY9对白眉野草螟致病性

4.5 粘质沙雷氏菌JY9对白眉野草螟幼虫的致病机制

5 结论

创新点

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表论文情况

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摘要

白眉野草螟Agriphila aeneociliella(Eversmann)是我国小麦的新发害虫。其幼虫昼伏夜出,咬食小麦根茎基部及叶片,对早春小麦为害尤为严重。为探明白眉野草螟灾变的生物及生态学适应机制,研发生物防治新技术,我们采用年龄龄期两性生命表技术分析了白眉野草螟生活史数据,明确了在不同温度下白眉野草螟的种群统计学特征;探究了不同阶段白眉野草螟幼虫在不同温度条件下对食物的选择性;并从其罹病虫体中分离获得致病菌粘质沙雷氏菌JY9菌株,测定了该菌株对白眉野草螟的致病力;同时基于RNA-seq测序技术,初步解析了该菌株对白眉野草螟的致病机制。主要研究结果如下: 1、白眉野草螟在18~27℃的范围内可正常完成整个世代发育,随温度升高,其幼虫发育历期显著缩短;幼虫有6或7个龄期,且随温度升高具7个龄期的幼虫所占比例呈线性升高;其由卵发育到成虫的时间在18℃最长,为147.26d,25℃最短,为119.67d;18℃下成虫前期存活率最高,达72.6%,27℃下成虫前期存活率最低,为34.9%;25℃下繁殖力最强,单雌产卵量可达495.53粒;23和25℃条件下其内禀增长率及周限增长率最高、平均世代周期最短。白眉野草螟1~3龄幼虫具有较5~6龄幼虫更低的发育始点,幼虫期有6个龄期的试虫卵期发育始点、幼虫期发育始点和有效积温分别为7.05℃、4.95℃和571.5日度;而具7个龄期的分别为7.61℃、5.06℃和651.7日度。白眉野草螟生长发育的最适温度为23~25℃;其成虫在25℃条件下拥有最大的繁殖潜力。当温度为15℃时,白眉野草螟成虫不能正常进行繁殖;温度高于32℃时不能完成世代发育。 2、白眉野草螟初孵幼虫对玉米及小麦的取食选择在18、23和27℃3个温度条件下,均表现出,前24h选择玉米取食的幼虫比例高于选择小麦取食的幼虫比例,偏向于选择取食玉米,72h后选择小麦的幼虫比例显著高于选择玉米的幼虫比例,更偏向于取食小麦;其5~6龄幼虫30min内对小麦和玉米的取食选择比例及45d后选择小麦或玉米种植区域化蛹的比例均无显著差异,没有明显偏向性。 3、自白眉野草螟罹病幼体中分离得到白眉野草螟致病菌粘质沙雷氏菌JY9Serratia marcescens JY9(CGMCC NO.15020)。粘质沙雷氏菌JY9发酵液、菌悬液及上清液对白眉野草螟幼虫均具有致病和致死效果,且发酵液及菌悬液较上清液效果更为明显。使用粘质沙雷氏菌JY9菌悬液处理白眉野草螟幼虫,当浓度为1.5×109cfu/mL时,白眉野草螟3龄幼虫的校正死亡率达73.74%,致死中浓度LC50为2.4×109cfu/mL。 4、利用BGISEQ-500测序平台进行转录组测序,共获得白眉野草螟3龄被侵染与健康的幼虫转录组数据59.97Gb。组装并去冗余后得到61238个Unigene,总长度、平均长度、N50以及GC含量分别为88686507bp、1448bp、2576bp和40.70%。与NR、NT、SwissPort、KOG、KEGG、GO、InterPro等7大功能数据库进行比对注释,最终分别有30552(49.89%)、16771(27.39%)、21878(35.73%)、21528(35.15%)、23446(38.29%)、2438(3.98%)以及22737(37.13%)个Unigene获得功能注释。使用Transdecoder检测出30316个CDS。同时还检测出5011个SSR分布于4235个Unigene中,并预测出编码转录因子的Unigene4642个。 5、粘质沙雷氏菌JY9侵染后对白眉野草螟幼虫基因表达产生了显著影响。与对照相比,白眉野草螟3龄幼虫被JY9侵染24h后,有46个基因表达水平显著变化,其中36个上调,10个下调;48h后有170个基因表达量发生显著变化其中44个上调,126个下调;白眉野草螟被粘质沙雷氏菌侵染后,其信号传导及代谢通路等受到影响,与核酸代谢及寿命调节代谢通路相关基因部分下调,其中,白眉野草螟幼虫长寿信号通路DAF-9/DAF-12途径基因的下调表达,可能是粘质沙雷氏菌对白眉野草螟致死及对其后期发育繁殖及后代生命活力产生影响的重要原因。

著录项

  • 作者

    迟宝杰;

  • 作者单位

    山东农业大学;

  • 授予单位 山东农业大学;
  • 学科 农业昆虫与害虫防治
  • 授予学位 博士
  • 导师姓名 刘勇;
  • 年度 2018
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类
  • 关键词

    野草; 生境适应; 病原细菌; 分离鉴定;

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