异色瓢虫低温胁迫下过冷却点变化及抗寒基因表达分析

摘要：

[目的]异色瓢虫(Harmonia axyridis)是一种重要的捕食性天敌昆虫资源,在东北地区以成虫越冬,具有非常强的抗寒能力.以过冷却点和抗寒基因的mRNA水平变化作为瓢虫抗寒性能指标,探索低温胁迫提高瓢虫抗寒的作用.[方法]将野外采集到的异色瓢虫通过0、5和1 0℃3种不同温度,进行2、12和24h3种时间的低温胁迫处理,测定过冷却点的变化,得到最佳低温胁迫条件.以室内饲养的异色瓢虫作为对照组,分别在5℃低温条件下储存1 0、20和30 d,测定过冷却点变化和存活情况.根据转录组和数字表达谱(digital gene expression,DGE)数据分析确定6个重要抗寒基因,选择18S作为内参基因,采用实时荧光定量PCR检测异色瓢虫6个重要抗寒基因在低温胁迫和保存时mRNA水平上的相对表达量,分析其在抗寒过程中所起的作用.[结果]5℃低温胁迫12 h能够显著降低异色瓢虫的过冷却点.在低温保存过程中,低温胁迫组异色瓢虫过冷却点和存活率低于未进行低温胁迫组.实时荧光定量PCR检测发现HSP21.4、trehalase、transketolase、ATP-grasp fold domain protein和dopa decarboxylase在低温胁迫过程中表达量上调,而erythrocyte binding protein的表达量下调.且在低温保存过程中HSP21.4一直处于高表达状态,显著高于未进行低温胁迫组,其余5个基因在低温保存过程中处于低表达状态,显著低于未进行低温胁迫组.[结论]低温胁迫能够降低异色瓢虫的过冷却点,但不一定能够提高夏季野外耐高温异色瓢虫的存活能力.HSP21.4和erythrocyte binding protein分别通过高表达和低表达来提高异色瓢虫的抗寒能力,而trehalase、transketolase、ATP-grasp fold domain protein和dopadecarboxylase通过在低温胁迫过程中高表达,保护异色瓢虫抵御寒冷环境.

关键词：异色瓢虫、低温胁迫、抗寒基因、定量表达、低温储存

所属期刊栏目：49

分类号：S634.3;Q786;Q943.2

资助基金：国家自然科学基金;杭州市科技局项目;国家级大学生创新创业训练计划项目;浙江省大学生科技创新活动计划新苗人才计划

在线出版日期：2016-06-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：677-685