二烯丙基三硫醚对麦蛾几丁质结构化学及其合成酶A的影响

作     者：Sakhawat Shah 

作者单位：华中农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨凤连

授予年度：2020年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

主      题：麦蛾 二烯丙基三硫醚 几丁质合成酶A 几丁质 产卵量下降 生理形态学 几丁质合成抑制剂 

摘      要：麦蛾是世界上危害较严重的储粮害虫之一,主要危害小麦,水稻和玉米。尽管当前的广谱性杀虫剂对于储粮害虫的防治效果较好,但因其不合理的使用,导致害虫抗药性、环境污染、危害人类健康以及气候变化等问题发生严重。因此,寻求一种可替代传统化学农药的产品非常迫切。前期研究我们发现,大蒜精油主要活性物质—二烯丙基三硫醚(DAT)在亚致死浓度(LC=0.015μL/L)条件下,熏蒸处理麦蛾成虫,最终会降低其产卵量。同时,处理后的麦蛾转录组数据亦表明DAT也能降低几丁质合成酶基因A(CHSA)的表达。因此,为了深入了解麦蛾生殖与几丁质合成酶基因的关系,我们探究了DAT和CHSA基因对麦蛾成虫形态、生理和产卵的影响。同时,为了明确麦蛾几丁质类型,分析其化学构成元素、热稳定性、结晶度以及外观形态,本论文主要采用傅里叶变换红光光谱(FTIR),热重分析(TGA),X射线衍射(XRD),差示扫描量热法(DSC),和扫描电镜分析(SEM)等方法,检测和评估了DAT对麦蛾成虫几丁质的含量和化学结构的影响。主要结果如下:1)麦蛾几丁质合成酶基因(Scer CHSA)在成虫期体壁的表达量高于头部和脂肪体等组织;在亚致死浓度(LC=0.015μL/L)条件下,DAT熏蒸处理后会显著降低Scer CHSA基因表达并抑制其产卵量。同时,干扰Scer CHSA基因后,麦蛾的产卵量也显著下降,干扰组和对照组(注射GFP基因)的差异达极显著水平(P0.001)。以上结果初步表明Scer CHSA基因可能具有调控麦蛾生殖能力的作用。2)组织切片结果表明,与对照组相比,DAT可引起麦蛾体壁结构的改变:体壁的排列混乱、硬度变薄且有明显的破损之处;表皮层显示不连续、皱缩和半透明状,且变薄的表皮层与皮细胞层有明显分层现象;内部脂肪体组织也被破坏。值得一提的是,干扰该基因后的组织切片结果与DAT处理组的结果类似。3)对照组雌雄虫的几丁质含量占每只成虫干重的18-20%,且雌雄虫间几丁质含量无显著差异;但DAT处理会显著下降雌雄虫的几丁质含量,与对照相比,其含量可降低8-10%(P0.001)。4)麦蛾体壁的几丁质主要以a形式存在;借助傅里叶变换红光光谱(FTIR),热重分析(TGA),X射线衍射(XRD),差示扫描量热法(DSC)等方法,我们发现DAT处理麦蛾后会显著降低麦蛾几丁质的热稳定性和结晶度。总之,本研究结果表明DAT在亚致死浓度条件下(LC=0.015μL/L),能下调Scer CHSA基因的表达,引起表皮层几丁质含量下降和几丁质组织形态构造的改变,并最终抑制麦蛾的产卵。以上结果表明DAT作为一种友好的生物农药在害虫防治中具有巨大的应用潜力,为几丁质合成抑制剂替代品的研究奠定了基础。