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Position: Home > Articles > 营养对褐飞虱生长和繁殖信号通路的影响 Acta Entomologica Sinica 2021 (12) 1377-1387

营养对褐飞虱生长和繁殖信号通路的影响

作  者：
康奎;蔡永进;张道伟;龚俊;张文庆
单  位：
有害生物控制与资源利用国家重点实验室;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
关键词：
褐飞虱;IIS/TOR通路;AMPK;ROS;蜕皮激素;保幼激素;
摘  要：
【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。

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