取食对台湾乳白蚁抗真菌侵染能力的影响机制研究

论文摘要

台湾乳白蚁Coptotermes formosanus,是国际公认的世界性的五大害虫之一,由于白蚁生活史的特殊性,在进化过程中形成了独特的防御机制来抵抗病原体的入侵和外界环境的变化。白蚁的防御机制包括群体与个体双重的免疫机制。外界环境温度、遗传、激素和营养等因素都会对白蚁免疫防御功能产生一定的影响,然而到目前为止,人们对于白蚁营养和免疫之间联系知之甚少。本研究使用生物学测定、行为学观察、组织病理学观察以及分子生物学等分析方法,探究不同的取食对白蚁抗真菌免疫力的影响。为揭示白蚁的食物与免疫防御之间的关联提供理论基础。本研究结果如下:1.不同喂食处理对于白蚁抵抗真菌的效果比较白蚁在取食添加了 0.5%的木质素、5%蔗糖、0.5%蛋白胨和等体积蒸馏水湿润滤纸15 d后,组间并无取食量的显著差异,但是两两对比发现,蔗糖组的取食量显著小于其他三组。将不同取食处理的白蚁使用高浓度白僵菌和绿僵菌侵染后,观察成对白蚁在染菌后的梳理行为,结果表明,乳白蚁被感染了 3 × 107个孢子/mL绿僵菌后,成对白蚁梳理的总时长显著大于吐温80对照组和白僵菌组。而使用浓度为3 × 106个孢子/mL白僵菌感染乳白蚁后,梳理时间和吐温80对照组相比无显著差异;由同一真菌感染不同取食组白蚁,互相梳理时长和频率差异并不显著。不同取食组单头白蚁在感染了白僵菌后的40 h～64 h之间,组间校正死亡率差异并不显著。在染菌后64 h,两两对比发现,蛋白胨取食组死亡率显著小于蒸馏组,其余取食组之间并无显著差异;群体白蚁在感染白僵菌后9d,四个取食组死亡率均无差异,而染菌的12 d～15 d,木质素取食组的死亡率显著高于其他三组(P<0.05)。单头白蚁在感染白僵菌和绿僵菌3 d～4 d后,致死率可达到100%,其KT50为48 h～65 h(白僵菌KT50蛋白胨组>蒸馏水组>木质素组=蔗糖组,绿僵菌KT50蔗糖组>蛋白胨组>蒸馏水组>木质素组),而群体白蚁在感染白僵菌后的20 d以上时,白蚁死亡率才会达到80%以上,其KT50为11 d～18 d(KT50蛋白胨>蒸馏水>蔗糖>木质素)。以上结果表明,群体免疫力对于真菌抗性显著高于个体免疫力。2.不同取食组白蚁被真菌侵染后免疫基因表达量的变化台湾乳白蚁经过不同取食处理15 d后,使用3 × 106个孢子/mL白僵菌对四个取食组的台湾乳白蚁进行个体感染实验,并在死亡周期前期和16 h和中后期48 h对白蚁体内的两个免疫基因的相对表达量进行qPCR分析,结果显示,和对照组相比,不同取食组的白蚁的溶菌酶基因lys的相对表达量在感染后16h均下降,但组间并无显著差异。在感染后48 h木质素取食组的相对表达量明显增加,其余三组和对照组相比并无显著差异。蒸馏水组的转铁蛋白基因tsf相对表达量在感染前期增加,其余三组并未增加且无显著差异;但是与对照相比,感染的后期四个取食组的转铁蛋白基因tsf相对表达量均下降,但组间差异并不显著。3.不同喂食处理的白蚁在抵抗真菌过程中组织学的变化对于个体感染实验,组织学观察发现在感染前期,行动自如的白蚁在感染白僵菌和绿僵菌后16 h组织学基本完整,但可以观察到白蚁体内会有包囊的产生来抵抗孢子的侵入。感染后48 h,在不同取食组的白蚁体内均观察到体壁细胞的解体,细胞之间出现空泡结构,以及表皮和下皮层的分离。对于群体感染实验,在感染24 h时,可以观察到白蚁吞噬到消化道的孢子,说明群体的梳理可以去除部分孢子在白蚁体表的附着。白蚁死亡后1d,其体内长出大量菌丝,其中肛门和头胸部之间的节间褶是菌丝大量生长的部位。不同取食处理的白蚁在染菌后的组织学变化并无显著差异。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
•   1.1 台湾乳白蚁的生物学特征
•   1.2 白蚁防治研究进展
•     1.2.1 物理防治和化学防治
•     1.2.2 生物防治
•   1.3 昆虫免疫反应研究进展
•   1.4 白蚁对抗病原物的研究进展
•   1.5 白蚁的取食研究进展
•   1.6 本研究的目的和意义
• 第2章 不同喂食处理下白蚁对真菌侵染效果的研究
•   2.1 材料与方法
•     2.1.1 供试昆虫与菌种
•     2.1.2 实验仪器与材料
•     2.1.3 不同喂食处理下台湾乳白蚁取食量的比较
•     2.1.4 各取食组白蚁对抗真菌侵染的卫生行为的比较
•     2.1.5 各取食组白蚁个体和群体在防御状态下对抗真菌效果比较
•     2.1.6 数据处理
•   2.2 研究结果与分析
•     2.2.1 不同喂食处理下台湾乳白蚁取食量的比较
•     2.2.2 各取食组白蚁对抗真菌侵染的卫生行为的比较
•     2.2.3 各取食组白蚁个体和群体在防御状态下对抗真菌效果比较
•   2.3 讨论
• 第3章 不同取食组白蚁被真菌侵染后免疫基因表达量的变化
•   3.1 材料与方法
•     3.1.1 供试昆虫
•     3.1.2 供试菌种
•     3.1.3 实验仪器与材料
•     3.1.4 白蚁总RNA的提取
•     3.1.5 逆转录
•     3.1.6 荧光定量PCR
•     3.1.7 数据处理
•   3.2 研究结果与分析
•     3.2.1 不同喂食条件下单头白蚁感染白僵菌后lys表达量的差异
•     3.2.2 不同喂食条件下单头白蚁感染白僵菌后tsf表达量的差异
•   3.3 讨论
• 第4章 不同喂食处理下白蚁对抗真菌侵染的组织学变化
•   4.1 材料与方法
•     4.1.1 供试昆虫
•     4.1.2 供试菌种
•     4.1.3 实验仪器与材料
•     4.1.4 白蚁切片制备和染色
•   4.2 研究结果与分析
•     4.2.1 木质素取食组感染真菌后的组织病理学变化
•     4.2.2 蔗糖取食组感染真菌后的组织病理学变化
•     4.2.3 蛋白胨取食组感染真菌后的组织病理学变化
•     4.2.4 蒸馏水取食组感染真菌后的组织病理学变化
•   4.3 讨论
• 第5章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 吴思佳

导师: 尤平,李志强

关键词: 台湾乳白蚁,取食,真菌感染,群体免疫,个体免疫

来源: 陕西师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 陕西师范大学

分类号: Q969

DOI: 10.27292/d.cnki.gsxfu.2019.001153

总页数: 73

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