舞毒蛾是重要的林业害虫,雌蛾飞行能力是鉴定其是否属于亚洲型舞毒蛾和是否需要对其所属国船舶进行检疫的唯一标准。目前有关亚洲型舞毒蛾在不同地理种群间的飞行能力的差异及其相关生理生化机制还未见报道。鉴于此,该项目拟以采自俄罗斯、日本和中国三个地理种群的亚洲型舞毒蛾为研究对象,采用ISSR技术,通过不同地理种群间和种群内舞毒蛾的基因组DNA多态性,明确其遗传差异。利用昆虫飞行信息系统,明确不同地理种群间亚洲型舞毒蛾雌成虫的飞行潜力和飞翔行为差异,了解补充营养或交配与否与飞行能力的关系。同时,通过解析不同地理种群间舞毒蛾雌成虫飞行肌的结构差异,分析飞行过程中能源物质的消耗及相关酶的活性动态变化,探讨保幼激素滴度的变化趋势,阐明影响亚洲型舞毒蛾不同地理种群间雌成虫的飞翔生物学及其生理代谢机制,为我国舞毒蛾的防控工作提供新思路,并为应对北美对我国的非关税贸易技术壁垒提供重要理论依据。
Asian gypsy moth;flight;enzyme activity;genetic diversity;haplotype
舞毒蛾是重要的林业害虫,由于雌成虫飞行能力强和寄主范围广,国际上普遍认为亚洲型舞毒蛾比欧洲型舞毒蛾风险性更高。本课题系统开展了以下相关研究 1.气相色谱测定舞毒蛾卵滞育过程中海藻糖、葡萄糖和小分子多元醇含量变化表明滞育期肌醇含量一直升高,而其他5种化学物质含量都先升高后下降,说明滞育期卵内仍进行活跃的代谢活动;卵内化学物质含量变化不能作为卵滞育开始或解除的标准。 2.舞毒蛾雌成虫飞行能力方面,1日龄成虫的飞行能力最强,之后随着日龄的增加呈下降趋势。未交配舞毒蛾的飞行能力强于交配的舞毒蛾。在最大飞行速度上,贵州种群雌成虫的飞行速度最快,内蒙和江苏种群明显小于其他种群。在飞行时间上,贵州种群的累计飞行时间最长,其他种群无显著差异。在飞行距离上,贵州和辽宁种群的累计飞行距离最远, 而内蒙种群的舞毒蛾在平均最大飞行速度和平均飞行距离上均小于其他种群。 3. 透射电镜技术对亚洲型舞毒蛾飞行肌研究结果表明舞毒蛾飞行肌的肌节长度约2.6-3.3μm。肌原纤维之间充满着线粒体,线粒体约占肌纤维体积的25%, 舞毒蛾飞行肌不具有善于飞行的结构,长距离飞行能力不强,随着日龄的增加,亚洲型舞毒蛾雌成虫的肌节长度变长,肌原纤维直径变小,同时其飞行能力随之减弱。 4. 在亚洲型舞毒蛾雌蛾吊飞过程中,GAPDH,HOAD,LDH,GDH四种酶活性都急剧上升,五分钟内均到达峰值,随后下降,说明亚洲型舞毒蛾雌蛾在飞行初期飞行肌内代谢最旺盛,飞行能力也最强。 GAPDH:HOAD的值都大于1.0小于100,说明舞毒蛾飞行时物质利用类型属于混合型,碳水化合物是其整个飞行过程的主要能源物质。 5. ISSR对中国八地理种群遗传多样性分析结果显示中国亚洲型舞毒蛾表现出较高的遗传多样性,H=0.2357,中国不同地理种群亚洲型舞毒蛾遗传多样性差异明显,居群间的遗传分化系数Gst=0.2543, Nm=1.8673>1, 表明居群间基因交流频繁,遗传漂变不是引起种群遗传分化的主要原因。 6.DNA barcode对中国舞毒蛾COⅠ基因种源鉴定结果显示亚洲型和欧洲型间的基因离散率为各自内部值的三倍;本研究报道了9种新的基因型;55%中国个体为同一基因型,中国一些个体基因型与西伯利亚基因型接近,意味着中国可能有新的亚种或早期有人为引进。 本课题为我国舞毒蛾的分化和风险评估提供了重要理论依据。