松材线虫交配行为及性信息素研究

松材线虫病是世界性的检疫性病害，在我国发生严重。线虫在树体内的快速繁殖是该病害严重发生的一个重要原因，而高效频繁的交配行为是松材线虫快速繁殖的基础。揭示松材线虫交配行为规律、确定性信息素的生理功能是当前松材线虫病研究亟待解决的问题之一。项目组前期研究发现，雌雄松材线虫在交配过程中有明显的信息交流，且处女雌虫释放的信息化学物质起主导作用。本项目拟在前期研究的基础上，进一步观察松材线虫的交配行为，系统分析影响松材线虫交配的理化因子，明确其交配行为规律；分离确定松材线虫性信息素，分析其化学结构，并测定其诱集效果。本研究结果将可以获得松材线虫交配行为等基础数据，揭示其在树体内的繁殖规律和种群动态，明确松材线虫性信息素及其诱集效果，填补我国在松材线虫交配行为理论研究方面的不足，搭建松材线虫行为学及性信息素研究平台。同时，也可以为我们探索特异性、针对性的防治措施提供一种新的思路。

松材线虫病是世界性的检疫性病害，在我国发生严重。线虫在树体内的快速繁殖是该病害严重发生的一个重要原因，而高效频繁的交配行为是松材线虫快速繁殖的基础。在该项目的资助下，我们开展了松材线虫交配行为、松材线虫性信息素以及线虫的光遗传学研究。具体研究结果如下：.1、松材线虫的交配行为过程可以分为4个阶段，即即搜寻、接触、交尾和逗留，四个阶段的时长分别为 21.8±2.0min, 28.0±1.9min, 23.6±0.7min 和 7.2±0.5min，具体包括11个动作，即即逡巡、靠近、相遇、触摸、卷曲、定位、固定、射精、解尾、静止和徘徊，进一步观察发现，松材线虫在交配过程中存在着明显的性吸引；另外，同性之间存在着一定的性内竞争，雄性之间的竞争较为激烈，而雌性间的竞争行为相对较弱。.2、项目测定了20%亚致死浓度下甲维盐等四种药剂对松材线虫的种群增长、产卵数量和卵孵化率等7个定量指标的影响。结果发现，甲维盐处理后松材线虫的种群数量、产卵量、幼虫成功发育率分别为411, 3.5和49.63%，明显低于对照的20850，24.33和61.43%，而卵和幼虫的死亡率则分别从对照的12.47%和13.70%上升到51.37%和75.30%。尽管阿维菌素和米尔贝霉素对松材线虫的产卵数量和卵孵化率没有显著的影响，但能够显著地引起幼虫死亡，并降低幼虫的发育速度。除了能够抑制幼虫发育进度之外，噻虫啉对松材线虫的繁殖和发育没有其它显著的影响。.3、项目研究发现，松材线虫的雌虫能够分泌水溶性信息物质，以400头处女雌虫每ml水溶液提取3个小时，可以收集到足量的样品用于高效液相色普分析。通过与秀丽杆线虫HPLC二级质谱进行比对分，确定松材线虫性信息素包括5个主要组分，分别为分子量为276.33、246.37、393.4和304.39的4种蛔苷类物质和分子量为445.52的含有吲哚基团的茴苷类物质。.4、蓝色光照处理后松材线虫和秀丽隐杆线虫卵的孵化率均降低到0，这表明蓝光可能是通过抑制胚胎发育来实现对线虫种群增长的抑制，为进一步深入开展线虫的光遗传学研究提供了理论依据。转录组测序及相应的生物信息学分析结果显示，vha-5、lim-9、unc-36和pkc-2等10个基因在两种线虫中呈现高度相似的过量共同表达，但这些共表达基因的功能与控制途径尚有待于进一步研究。