摘要
棉蚜AphisgossypiiGlover是棉花上的主要害虫之一，以刺吸式口器在棉叶背面或嫩头吸食汁液，受害叶片向背面卷缩，叶表有蚜虫排泄的蜜露，并往往滋生霉菌导致棉花减产。湿度变化对人类农业生产带来的影响备受关注。从我国长江流域棉区到湿度较低的新疆产棉区，棉蚜的为害均十分严重，因此探索棉蚜在不同湿度条件下抗性的内在机制很有必要。 本论文以棉蚜为研究对象，通过设置不同的湿度（RH分别是10％、40％和70％）,记录和分析棉蚜在不同湿度下的生长发育状况、生理代谢物质的活性，明确不同湿度对棉蚜生长发育和生理代谢的影响。再通过荧光定量PCR技术分析低湿度环境下（RH=10％）和对照组湿度环境下（RH=70％）棉蚜的抗氧化酶等基因的表达水平及差异。具体结果如下: （1）不同湿度条件下棉蚜生长发育、繁殖和种群动态相关指标发现，在RH=10％处理下，棉蚜的总若虫期最长（5.87天），与RH=40％处理（4.83天）相比有极显著差异;与RH=70％处理（4.77天）相比，存在极显著差异;RH=40％与RH=70％处理下，棉蚜总若虫期无显著性差异。在RH=10％处理下，棉蚜的繁殖期最短（2.53天），与RH=40％处理（18.83）相比存在显著差异;与RH=70％（19.57天）处理相比也存在显著差异。RH=40％与RH=70％处理下，棉蚜的繁殖期无显著差异。在RH=10％处理下，棉蚜的总寿命最短（22.00天），与RH=40％处理（29.80天）和RH=70％处理（31.20天）相比均存在极显著差异。在RH=10％处理下，棉蚜的产仔量最低（37.11头），与RH=40％处理（53.33头）、RH=70％处理（61.53头）相比均存在极显著差异。同时,RH=40％与RH=70％处理下，棉蚜的产仔量之间存在极显著差异。 在RH=10％处理下，棉蚜的平均世代周期为11.093天，与RH=40％处理（10.750天）、RH=70％处理（11.116天）相比均无显著差异。净生殖率R0随湿度降低而降低，在RH=10％处理下，棉蚜的净生殖率最低（33.399）,与RH=40％和RH=70％处理相比均存在极显著性差异。棉蚜的内禀增长率rm随湿度降低而降低，在RH=10％处理下，棉蚜的内禀增长率最低（0.316）,与RH=40％处理（0.358）相比存在显著性差异;与RH=70％处理（0.364）存在极显著性差异。周限增长率λ随湿度降低而降低，在RH=10％处理下，棉蚜的周限增长率最低（1.372）,与RH=40％和RH=70％处理相比均有显著性差异。以上结果说明低湿度条件（RH=10％）可抑制棉蚜的生长发育与繁殖，不利于其种群的发展。 (2)通过分析不同湿度条件下棉蚜的抗氧化酶活性和相关物质含量发现，随着相对湿度的降低，棉蚜体内超氧化物歧化酶活性增加，在RH=10％处理下为最高值(516.56μmol·mg-1),与RH=40％处理(455.14μmol·mg-1)相比无显著性差异;与RH=70％处理(339.09μmol·mg-1)相比存在显著性差异。棉蚜体内过氧化氢酶活性增加，在RH=10％处理下为最高值(9.74μmol·mg-1),与RH=40％处理(6.46μmol·mg-1)相比有极显著性差异;与RH=70％处理(6.25μmol·mg-1)相比存在显著性差异。棉蚜体内过氧化物酶活性增加，在RH=10％处理下最高(668.78μmol·mg-1),与RH=40％处理(366.24μmol·mg-1)相比有极显著性差异;与RH=70％处理(196.68μmol·mg-1)相比存在显著性差异。棉蚜体内谷胱甘肽-S-转移酶活性增加，在RH=10％处理下为最高值(2.3μmol·mg-1),与RH=40％处理(0.86μmol·mg-1)RH=70％处理(0.84μmol·mg-1)相比均有显著性差异。棉蚜总抗氧化能力提升，在RH=10％处理下为最高值(7.56μmol·mg-1),与RH=40％处理(4.91μmol·mg-1)、RH=70％处理(3.01μmol·mg-1)相比存在显著性差异。棉蚜体内丙二醛含量增加，在RH=10％处理下为最高值(11.39nmol·mg-1),与RH=40％处理(4.32nmol·mg-1)相比有显著性差异;与RH=70％处理(3.36μmol·mg-1)相比存在极显著性差异。以上结果说明低湿度条件下(RH=10％)棉蚜可通过提高体内氧化酶活性和增加丙二醛等相关物质含量抵御干旱。 (3)通过RT-qPCR技术对低湿度环境下(RH=10％)和对照组湿度环境下(RH=70％)棉蚜的抗氧化酶基因的表达水平及差异测定分析发现，超氧化物歧化酶基因SOD-1(EVM0011582)相对表达量在RH=10％和RH=70％条件下量差异显著。过氧化氢酶基因CAT-1(EVM0004140)相对表达量在RH=10％和RH=70％条件下也差异显著。谷胱甘肽-S-转移酶基因GST-14(EVM0008293)相对表达量在RH=10％和RH=70％条件下差异极显著。RH=10％处理下和RH=70％处理下，过氧化物酶基因POD-13(EVM0013764)相对表达量存在显著性差异;过氧化物酶基因POD-21(EVM0011073)相对表达量存在显著性差异;过氧化物酶基因POD-19(EVM0004404)相对表达量存在显著性差异;过氧化物酶基因POD-22(EVM0004258)相对表达量存在显著性差异。以上结果说明棉蚜在低湿度条件(RH=10％)下这些基因很可能在棉蚜的抗性解毒代谢中发挥作用。
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