松墨天牛保护酶系统对高温胁迫的响应
文献综述
1.项目的立项依据
1.1 研究背景及意义
松墨天牛Monochamus alternatus不仅是我国松林的一种重要蛀干害虫，更是松材线虫病(pine wilt disease, PWD)的媒介昆虫[1]。松材线虫病是由松材线虫Bursaphelenchus xylophilus引起的一种毁灭性的森林病害[2]。我国是松材线虫病在亚洲地区危害最为严重的国家，病害已经在我国18个省区造成了大面积松树死亡，现有6000万公顷松林正面临着松材线虫病大流行的威胁[3]。在我国的福建、江西、广东、重庆、江苏等地，由于气候变暖，增加了极端高温的出现频率，夏季的高温可达近40℃，温度是影响昆虫生长、发育、繁殖及存活的重要影响因子，对昆虫生命活动中化学反应的速率和蛋白质的空间构象具有重要影响[4]。极端高温胁迫对昆虫的生长发育、存活、繁殖会产生不良影响。一方面，受到不良影响，发育滞后，代谢紊乱，能量合成受阻等；另一方面，昆虫会对高温胁迫作出响应[5]。
当昆虫受到高温胁迫之后，会诱发体内多余的活性氧(reactive oxygen species,ROS)的产生，活性氧( ROS)是生物体在氧化代谢过程中产生的代谢物。这些ROS自由基具有很强的氧化能力，能引起脂质过氧化反应(lipid peroxidation, LPO)，破坏蛋白质、核酸、糖类等生物大分子结构，使细胞、组织功能受到威胁, 从而造成氧化胁迫[6]。面对这种由于胁迫造成的氧化系统的破坏，机体存在复杂的抗氧化系统进行应对。抗氧化系统启动抗氧化反应，清除体内过量的氧自由基，维持生理活动的正常。本项研究在评估亚致死高温胁迫后松墨天牛幼虫体内脂质过氧化程度基础上，测定其保护酶系统对高温胁迫的响应。同时，通过荧光定量PCR的方法，检测编码保护酶基因在转录水平的变化，进一步阐明保护酶系统在松墨天牛抵御高温胁迫中的作用，为阐明松墨天牛在我国南方地区广为发生危害的内在原因提供理论基础。
1.2 国内外研究现状及问题分析
1.2.1 松墨天牛的研究概况
- 松墨天牛的危害及生活史
松墨天牛Monochamus alternatus属鞘翅目Coleoptera天牛科Cerambycidae沟腔天牛亚科Lamiinae墨天牛属Monochamus，别名松褐天牛，是重要的松科植物蛀干害虫。其寄主范围很广，危害松属、冷杉属、云杉属、雪松属和落叶松属共 70 多种针叶树种；其中，马尾松、湿地松、卡锡松为3种天牛危害最为严重的树种[7]。在我国，松墨天牛分布非常广泛，主要在东南部地区，种群密度大，危害严重，而往西北方向逐渐减少[7]。松墨天牛这种分布情况与各地区的气候条件有关，温度是主要因素[8]。松墨天牛如此广受关注的原因不仅仅是因为它是对针叶树种危害严重的蛀干害虫，更重要的松材线虫（Bursaphelenchus xylophilus）的主要传播媒介。
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