蒲氏钩蝠蛾幼虫△9脱饱和酶与耐寒性关系研究

蒲氏钩蝠蛾是名贵中药材冬虫夏草寄主之一，幼虫在冻土中越冬，具有强耐寒性，开展对其耐寒机理的研究对于丰富昆虫逆境生物学、蒲氏钩蝠蛾幼虫的繁育和种质选育具有重要意义。本项目拟采用气质联用仪、荧光定量PCR和Western Blot等方法测定自然种群和实验种群蒲氏钩蝠蛾6龄幼虫体内脂肪酸组成、△9脱饱和酶基因TpdesatA/B表达量及血淋巴中其翻译蛋白含量，结合生境温度，分析其与幼虫耐寒性的关系；利用表达载体YEpOLEX将2基因编码区导入酵母菌脱饱和酶缺乏突变株OLE1以探讨2基因功能；采用RNA干涉技术分别沉默幼虫体内HpdesatA/B基因，明确2基因在幼虫耐寒性中的功能；综合分析，明确TpdesatA/B与幼虫耐寒性的关系，为阐明蒲氏钩蝠蛾对青藏高原高寒草甸寒冷气候适应进化机理提供理论依据，并为可持续利用蒲氏钩蝠蛾提供理论指导。

蒲氏钩蝠蛾是名贵中药材冬虫夏草寄主之一，幼虫在冻土中越冬，具有强耐寒性，开展对其耐寒机理的研究对于丰富昆虫逆境生物学、蒲氏钩蝠蛾幼虫的繁育和种质选育具有重要的意义。本项目通过调查发现幼虫血淋巴中蛋白质、总糖以及脂肪等物质对于蒲氏钩蝠蛾耐寒性有着非常重要的作用，幼虫通过积累三类物质，增加血淋巴能量值，抵御青藏高原的高寒气候；幼虫体内脂肪总量全年维持在一个较高的水平，脂肪酸组成中，甘油三酯中的不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸比值相对稳定（2.20-2.61），而磷脂中的不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的变化幅度较大（1.78-3.33），呈现不饱和脂肪酸含量随温度降低而上升的规律；测序获得蝙蝠蛾科蒲氏钩蝠蛾、色季拉钩蝠蛾和湖南棒蝠蛾等三者线粒体全长，为今后进行逆境生物学研究打下理论基础；在获得基因全长的基础上，采用荧光定量PCR技术研究了蒲氏钩蝠蛾自然种群的Δ9脂肪酸脱饱和酶A、B(TpdesatA、TpdesatB)和热激蛋白(Tphsp90和Tphsp70)在1、3、5、7、8、10和12月等7个月中表达量的变化，结果表明，TpdesatA 在12月表达量最高，7月最低，Tphsp90在10、12月表达量最高，7月最低，两基因都呈现随环境温度的降低而表达量上升的趋势；而TpdesatB在较高温度的7、8、10月表达量高于其他月份，表现出与TpdesatA和Tphsp90相反的规律；Tphsp70与环境温度变化无明显的相关性，因此，TpdesatA 和Tphsp90基因在蒲氏钩蝠蛾幼虫适应高寒环境过程中可能发挥着重要作用，而TpdesatA和Tphsp90在蒲氏钩蝠蛾环境适应中的作用还有待进一步的研究；对实验种群进行短时间（1h，3h，6h，12h）和长时间（1d，2d，3d，5d，7d，10d，15d）0°C低温冷驯化发现，Tphsp70、TpdesatB以及海藻糖合成酶Tptps对短时间冷驯化响应灵敏，在12h处理时间内表达量上升迅速，而Tphsp70和TpdesatA则对长时间冷驯化响应，在处理后期表现出较高的表达量，这表明前三者在冷刺激的快速响应中起到明显的作用，而后两者对于长期的寒冷适应有着显著的作用。本项目为阐明蒲氏钩蝠蛾幼虫对青藏高原高寒草甸寒冷气候适应进化机理提供依据，并为其可持续利用提供理论指导。