【摘 要】
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寄生蜂作为一类重要的天敌资源,可有效控制或减少农业害虫种群数量,在生物防治中被应用广泛。在寄生体系中,过寄生和避免过寄生是最受关注的行为学现象之一,但相关的分子机制却鲜有报道。本文以果蝇-小环腹瘿蜂这一寄生体系为研究对象,发现小环腹瘿蜂寄生后可导致寄主产生逃逸行为,从而避免过寄生。进一步揭示寄主的逃逸行为是由其中枢神经系统内的活性氧水平的大量升高所引起。研究还发现,活性氧的诱导产生以及寄主的逃逸行
【基金项目】
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国家重点研发计划项目（2017YFD0200400）； 国家自然科学基金优青项目（31622048）； 国家自然科学基金面上项目（31772522）；
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寄生蜂作为一类重要的天敌资源,可有效控制或减少农业害虫种群数量,在生物防治中被应用广泛。在寄生体系中,过寄生和避免过寄生是最受关注的行为学现象之一,但相关的分子机制却鲜有报道。本文以果蝇-小环腹瘿蜂这一寄生体系为研究对象,发现小环腹瘿蜂寄生后可导致寄主产生逃逸行为,从而避免过寄生。进一步揭示寄主的逃逸行为是由其中枢神经系统内的活性氧水平的大量升高所引起。研究还发现,活性氧的诱导产生以及寄主的逃逸行为需要寄生蜂毒液和寄生蜂气体挥发物这两个先决条件。具体研究结果如下:1、寄生蜂毒液是引起寄主逃逸行为的关键因子。通过显微注射实验,发现寄生蜂毒液能部分引起寄主的逃逸行为。进一步利用多种组学相结合分析以及体内RNA干扰等功能验证的方法,在寄生蜂毒液中鉴定出一类含RhoGAP结构域的毒液蛋白,它们能引起寄主幼虫中枢神经系统内的活性氧水平升高,从而导致寄主出现逃逸行为。此外,研究还揭示这类RhoGAP基因在小环腹瘿蜂属寄生蜂基因组中存在大量独立复制事件,有一支RhoGAP基因特化成了毒腺特异表达基因,并获得了新功能。2、寄生蜂散发的气味亦是寄主产生逃逸行为的重要因子。研究发现寄生蜂散发的猕猴桃碱和异阿根廷蚁素能诱导被寄生后的寄主中枢神经系统内产生大量活性氧,从而使寄主逃逸。进一步揭示这两种化合物所对应的寄主幼虫的气味受体Or49a和Or67b。其中,Or49a能接收猕猴桃碱和异阿根廷蚁素气味的刺激,而Or67b仅能接收猕猴桃碱气味的刺激。因此,寄生蜂RhoGAP毒液蛋白和猕猴桃碱和异阿根廷蚁素气味能协同上调寄主中枢神经系统内的活性氧水平,进而诱发寄主产生逃逸行为。3、寄生蜂利用寄主的逃逸行为来避免过寄生。通过解剖逃逸行为的寄主和不具备逃逸行为的寄主,发现不具备逃逸行为的寄主体内有多个寄生蜂卵,说明这种逃逸行为有助于寄生蜂区分寄生与未被寄生,是寄生蜂避免种内竞争的一种策略。本研究揭示了一类小环腹瘿蜂属寄生蜂调控寄主行为的分子机制,阐述了避免过寄生与避免种内竞争这种行为在推动寄生蜂种群分化和寄主范围扩张等方面的可能理论。此外,避免过寄生的研究一方面有利于寄生蜂合理分配后代资源,提高种群繁殖;另一方面也有助于提升寄生蜂的寄生效率,提高害虫生物防治效果。
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