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中华甲虫蒲螨对草地贪夜蛾的寄生效应及致死机制研究

批准号:
32060637
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
刘健锋
依托单位:
学科分类:
生物防治
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘健锋

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
中华甲虫蒲螨是一种寄生鳞翅目、鞘翅目和同翅目等群居和隐蔽性害虫的外寄生螨,具有繁殖快、毒力强、雌雄比极高和容易饲养等特点。草地贪夜蛾是一种跨境迁飞性重大农业害虫,于2019年1月入侵我国,严重威胁我国粮食作物安全。生物防治是草地贪夜蛾长期有效控制策略之一,而我国缺乏其自然天敌资源,因此很有必要筛选我国本土天敌资源。我们前期研究发现中华甲虫蒲螨能寄生致死草地贪夜蛾所有虫态,蒲螨寄生致死寄主可能通过干扰寄主发育和抑制其免疫反应。本项目拟深入研究中华甲虫蒲螨对草地贪夜蛾的寄生选择性、致死效应以及中华甲虫蒲螨寄生对草地贪夜蛾的免疫抑制作用和对草地贪夜蛾转录组水平的影响等内容。研究结果对明确中华甲虫蒲螨对草地贪夜蛾的寄生效应,获得与寄生致死草地贪夜蛾相关的发育和免疫关键基因,揭示中华甲虫蒲螨寄生草地贪夜蛾的致死机制等方面具有重要的科学意义,同时也为利用中华甲虫蒲螨高效防控草地贪夜蛾提供理论基础。
英文摘要
Pyemotes zhonghuajia Yu, Zhang & He (Prostigmata: Pyemotidae) is an ectoparasitic mite with great potential for use in controlling Lepidoptera, Coleoptera and Homoptera. This ectoparasitic mite has the characteristics of fast reproduction, strong virulence, high female sex ratio and easy breeding. The fall armyworm (FAW), Spodoptera frugiperda Smith (Lepidoptera: Noctuidae), is a transboundary migratory insect pest of agricultural importance. In early 2019, FAW was reported in Jiangcheng County, Yunnan Province, China, and it could seriously threaten the security of China's food crops. Biological control is one of the long-term effective control strategies for FAW. It is necessary to evaluate local natural enemies due to the absence of its natural biological control agents in our country. P. zhonghuajia can parasitize all stages of FAW, which may cause the death of host by interfering host development and suppressing its immune response. This project will conduct experiments on the parasitic selectivity of P. zhonghuajia against FAW, the lethal effects of P. zhonghuajia on FAW, immunosuppressive effects of P. zhonghuajia on FAW, and effects of P. zhonghuajia parasitism on the transcription level of FAW. The results of this project will provide great scientific insights in clarifying the parasitic effect of P. zhonghuajia on FAW, acquire the key genes of development and immune response of FAW related with the parasitic lethality of P. zhonghuajia, and reveal the lethal mechanism of P. zhonghuajia on FAW. These findings will provide scientific basis for preventing and controlling FAW in China.
中华甲虫蒲螨(Pyemotes zhonghuajia)是一种我国本土的外寄生性天敌螨,具有毒力强、繁殖快、雌雄比例高等特点,能迅速麻痹并致死鳞翅目、鞘翅目和膜翅目等多种重要农林害虫。而草地贪夜蛾作为跨境迁飞的重大农业害虫,严重威胁我国粮食作物安全。本项目针对中华甲虫蒲螨对草地贪夜蛾的寄生效应开展研究,探讨其通过生殖诱导与非生殖诱导两种方式对宿主致死效应和免疫抑制的调控机制,并进一步筛选出相关的差异表达基因和蛋白。主要研究结果如下:. 1、中华甲虫蒲螨对草地贪夜蛾蛹的选择系数最高,其次偏好5、6龄幼虫;同时,蒲螨的寄生分布具有明显的部位特异性,4龄幼虫主要集中在腹部前后五腹节的下部,而蛹则以胸部下部为主。此外,蒲螨对草地贪夜蛾不同虫态的功能反应存在差异,单个蒲螨的寄生量和寄生作用率随自身密度的增加而降低。. 2、40头中华甲虫蒲螨在48小时内可通过生殖诱导100%致死5龄幼虫;而5和10头蒲螨则能显著延长草地贪夜蛾的未成熟期、降低产卵量,并减少亲代及子代的内禀增长率和周限增长率,同时延长世代历期,显示出明显的非生殖诱导效应。. 3、经中华甲虫蒲螨寄生后,草地贪夜蛾的血细胞总数在短期内显著增加,但细胞延展率、吞噬率、包囊率及黑化率均受到抑制,同时血细胞凋亡率逐时上升;此外,酚氧化酶活性在2~12小时内逐渐上升,表明蒲螨寄生破坏了宿主的免疫屏障。. 4、在草地贪夜蛾5龄幼虫中,分别在非生殖和生殖诱导条件下筛选出1,287个和1,774个差异表达基因,其中有138个基因在两组中均响应,涉及发育、免疫和代谢调控;上调基因主要富集于药物及谷胱甘肽代谢通路,下调基因则与脂质运输和合成相关。同时,通过蛋白质组分析共鉴定4,341个蛋白,在非生殖组和生殖组中分别筛出74个和247个差异蛋白,这些蛋白涉及卵母细胞减数、内吞、过氧化物酶体功能及色氨酸代谢等关键生物过程。. 本项目系统研究了中华甲虫蒲螨对草地贪夜蛾的致死机制,其研究结果为利用中华甲虫蒲螨高效防控草地贪夜蛾提供了理论基础。
靶向草地贪夜蛾的中华甲虫蒲螨杀虫蛋白结构及其作用靶标鉴定
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    33万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    刘健锋
  • 依托单位:
国内基金
海外基金