禾谷缢管蚜(Rhopalosiphum padi)是我国麦类作物上的优势种群,主要危害小麦的穗部和旗叶,导致小麦减产,并且在其远距离迁移中,能够传播病毒,影响小麦的光合呼吸作用,致作物受害。蚜虫的翅型分化是为了适应环境的变化,但与之相关机制的研究仍需进一步拓展。对禾谷缢管蚜翅型分化机理的研究,不仅能从分子水平上了解它的迁移机制,为精准测报和综合防治提供理论基础,同时对其他昆虫翅型的分化研究提供参考。本研究通过设置不同的外界环境条件来研究禾谷缢管蚜翅型分化的生态学;用酶联免疫分析法研究保幼激素、胰岛素等滴度的变化;用RT-qpcr技术研究胰岛素信号通路等基因表达水平以及差异分析。具体结果如下:1、外界环境因子对禾谷缢管蚜翅型分化的影响通过设定不同温度(10℃、20℃、25℃、30℃)、不同光周期(L/D=8 h/16、L/D=10h/14h、L/D=12h/12h、L/D=14h/10h)、不同拥挤度(5 头/皿、10头/皿、20头/皿、40头/皿、60头/皿)、不同饥饿胁迫(0h、24h、48 h、72 h)以及两种外源激素浓度(0%、1%、10%、100%)等条件,研究环境因子对禾谷缢管蚜翅型分化的影响。结果表明:在10℃、30℃胁迫条件下,有蚜翅率分别为34.0%和41.1%,与20℃、25℃二个处理间均存在显著差异;较长光照(L/D=10h/4h)和较短光照(L/D=8h/16h)均有利于有翅蚜的形成,在光周期为L/D=8 h/16 h以及L/D=10 h/14 h处理下,有翅蚜率分别达到21.6%和 25.3%,L/D=8h/16 h 与 L/D=10 h/14h,L/D=12h/12h与L/D=14h/10 h 处理间差异不显著,而L/D=8 h/16 h和L/D=10 h/14 h处理均与L/D=12 h/12 h、L/D=14h/10h处理之间差异极显著;对于初产若蚜,如果其拥挤度大,则有助于有翅个体的形成,如60头/皿处理,有翅蚜率达44.5%。5/皿与1 0/皿处理之间差异不显著,5头/皿和10头/皿与其他处理之间差异极显著,20头/皿、40头/皿和60头/皿之间差异也显著;饥饿处理后,不仅对当代若蚜的表型产生影响,同时还影响第二代蚜虫的表性变化。如饥饿处理24 h,母代蚜虫有翅率仅11.3%,有翅成蚜二代的有翅率为56.3%,无翅成蚜二代的有翅率达79.6%,饥饿处理48 h,母代蚜虫有翅率为7.4%,有翅成蚜二代的有翅率为74.0%,无翅成蚜二代的有翅率为41.5%。外源激素保幼激素类似物(ZR515)和蜕皮激素类似物(20E)都对禾谷缢管蚜翅型分化有着明显的抑制作用。2、禾谷缢管蚜不同翅型体内激素滴度的变化通过酶联免疫分析法测定了有翅蚜和无翅蚜体内不同激素滴RepSox度的差异PS-341采购。结果表明,有翅蚜虫和无翅蚜虫体内的保幼激素、蜕皮激素和胰岛素滴度差异显著。如有翅成蚜体内保幼激素滴度为76.0897 ng/mg,无翅成蚜体内保幼激素滴度为88.9103 ng/mg,二者间差异显著;有翅成蚜体内蜕皮激素滴度为7.5402 ng/mg,无翅成蚜体内蜕皮激素滴度为11.0772 ng/mg,二者间差异显著;有翅成蚜体内胰岛素滴度仅为12.1028 Hepatitis B chronicng/mg,无翅成蚜体内胰岛素滴度达27.5234 ng/mg,二者间差异也很显著。由此推断,禾谷缢管蚜翅型分化可能与保幼激素、蜕皮激素以及胰岛素信号通路有关。3、激素信号通路相关基因的表达分析通过RT-qpcr技术对禾谷缢管蚜有翅蚜和无翅蚜相关激素通路相关基因进行相关表达量测定分析,8个保幼激素通路相关基因相对表达量均有不同,其中基因FTase在禾谷缢管蚜有翅蚜和无翅蚜中的相对表达量差异显著,且基因FNTA、IDS、JHAMT1、JHAMT2在禾谷缢管蚜有翅蚜和无翅蚜中的相对表达量差异极显著;6个蜕皮激素通路相关基因相对表达量均有不同,其中基因Hr39和CBWD表达量在有翅蚜和无翅蚜中差异显著,基因lola2、CYP450和lola3表达量在有翅蚜和无翅蚜中差异极显著;6个胰岛素激素通路相关基因相对表达量均有不同,因KCNN和FOX2在有翅蚜和无翅蚜中的相对表达量差异显著,基因FOXD1和FOXD3在有翅蚜和无翅蚜中的相对表达量差异极显著。可见禾谷缢管蚜的翅型分化与蚜虫体内的激素变化以及相关基因的参与有关。