昆虫学报

作者：康奎,蔡永进,张道伟,龚俊,张文庆

单位：1. 遵义师范学院生物与农业科技学院, 贵州省赤水河流域动物资源保护与应用研究重点实验室, 贵州遵义 563002;2. 中山大学生命科学学院, 有害生物控制与资源利用国家重点实验室, 广州 510275

关键词：褐飞虱,IIS/TOR通路,AMPK,ROS,蜕皮激素,保幼激素

【目的】昆虫感知外界营养状态，在体内营养信号通过许多信号通路进行传递，进而调控昆虫的生长和繁殖。本研究旨在为营养调控褐飞虱Nilaparvata lugens生长和繁殖的分子机制作出初步探索。【方法】在不同营养条件［100%浓度饲料(全纯人工饲料D-97, 对照)、50%浓度人工饲料和25%浓度人工饲料］下饲喂褐飞虱3龄第2天若虫至成虫，统计体重、发育历期、存活率和每卵巢成熟卵量；利用荧光定量PCR检测羽化后第2天褐飞虱成虫不同组织(卵巢、脂肪体和其他组织)中IIS, TOR以及AMPK信号通路相关基因(InR1, InR2, AKT, FoxO, TOR, S6K, 4EBP, AMPKα,AMPKβ和AMPKγ)的表达量；利用Western blot方法检测羽化后第6天褐飞虱成虫卵巢和其他组织中Akt, FoxO和AMPK蛋白磷酸化水平；同时检测羽化后第6天褐飞虱成虫不同组织中的ROS水平以及不同龄期褐飞虱体内保幼激素(juvenile hormone, JH)和蜕皮激素(20-hydroxyecdysone, 20E)滴度。【结果】与饲喂100%浓度人工饲料的对照相比，用低浓度人工饲料饲喂褐飞虱至成虫导致5龄第2天至成虫体重显著降低，从3龄第2天若虫至成虫发育历期缩短，死亡率提高，每卵巢成熟卵量显著降低。取食低浓度人工饲料后，羽化后第2天成虫IIS, TOR以及AMPK信号通路相关基因InR2, TOR, 4EBP, AMPKα在卵巢、脂肪体和其他组织中, AKT, S6K和AMPKγ在脂肪体和其他组织中，以及InR1, FoxO和AMPKβ在其他组织中表达量较对照均显著下降，但卵巢中InR1, AKT, FoxO和AMPKγ的表达量相对稳定；羽化后第6天成虫卵巢和其他组织中AKT, FoxO以及AMPK的磷酸化水平显著增加。随着人工饲料饲喂浓度的降低，羽化后第6天褐飞虱成虫不同组织中的ROS水平显著增加。不同营养条件下褐飞虱4龄第2天若虫体内JH滴度无显著差异，低营养条件下5龄第2天若虫体内JH滴度较对照显著降低，而在羽化后第2天成虫体内JH滴度则较对照显著增加；低营养条件导致褐飞虱若虫以及成虫体内20E滴度均显著增加。【结论】褐飞虱在面临营养缺失的情况下，营养信号传导通路(IIS, TOR以及APMK通路)的关键基因表达均下降，而ROS水平显著上升，通过调节AKT, FoxO以及AMPK的磷酸化水平，进而影响JH以及20E的生物合成。

来源：2021年第12期

《昆虫学报》期刊编辑部

查看昆虫学报杂志2021年第12期