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多巴脱羧酶对异色瓢虫生殖力的调控机制

2022-02-15田仁斌徐庆宣臧连生

昆虫学报 2022年1期

陈 旭, 田仁斌, 徐庆宣, 李 姝, 王 甦, 臧连生, 肖 达,*

(1.北京市农林科学院植物保护环境保护研究所, 北京 100097;2.贵州大学, 绿色农药与农业生物工程教育部重点实验室, 贵阳 550025)

异色瓢虫Harmoniaaxyridis属于鞘翅目(Coleoptera)瓢虫科(Coccinellinae),是农业和林业上一种重要的捕食性天敌昆虫,对蚜虫、叶螨、介壳虫等重要害虫具有很强的捕食能力(Koch,2003; 王甦等, 2007; 唐斌等, 2014)。异色瓢虫也是典型的多型性物种,其成虫鞘翅表型变化丰富,由黑色[黑底型(melanic)]或淡黄色[黄底型(succinic)]作为底色,镶嵌以红色或黑色圆点状色块(Bezzeridesetal., 2007)。据不完全统计,异色瓢虫鞘翅色斑有200多种(Andoetal., 2018)。近年来,围绕异色瓢虫色型多样性形成机制的研究逐渐增多,谈家桢先生认为异色瓢虫鞘翅表型的变异是黑色素与非黑色素(类胡萝卜素衍生物)的分布范围与布局的更动引起的,这与其鞘翅黑化过程中鞘翅内部体液中的酶有相关性(庚镇城和谈家桢, 1980);True(2003)研究认为异色瓢虫鞘翅颜色的变异可能是昆虫表皮的黑化现象;Chen等(2019)研究证明多巴胺黑色素是异色瓢虫鞘翅黑色素的主要成分,且在实验中发现干扰了编码黑色素合成过程中的关键酶——多巴脱羧酶(DOPA decarboxylase, DDC, EC 4.1.1.28)的基因表达后,异色瓢虫雌虫的生殖力明显下降。但目前,多巴脱羧酶对于异色瓢虫生殖的具体调控机制还未见报道。

多巴脱羧酶(DDC)是黑色素合成过程中关键转化酶(Hiruma and Riddiford, 2009),除了参与昆虫表皮的黑色素合成过程,还与昆虫胚胎发育、幼虫蜕皮、表皮骨化等有关(Arakaneetal., 2009; Wang Setal., 2013; Sterkeletal., 2019)。多巴脱羧酶主要存在于昆虫的表皮、神经系……

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