棉铃虫感染HaSNPV的行为变化及多巴胺在行为变化中的作用机理研究

There are some interesting phenomenons that the normal behaviors of some insect infected by biological factors are changed in the interaction of parasitoids and host. The cotton bollworm larvae infected by HaSNPV usually climb up and die on the top of plants. The phenomenon was improved in our preliminary research in the greenhouse. In the proposal, at first we will study the behavior of cotton bollworm larvae infected by HaSNPV and build a model to study the behavior in the further experiments. We increase or decrease the amount of dopamine by injecting some stimulant or inhibitor of dopamine, and then the behavior of treated cotton bollworm will be studied using the model. We will conduct the transcriptome sequencing of infected cotton bollworm by HaNPV. Some dopamine receptor genes, the dopamine transporter genes, dopamine decarboxylase will be choosed and their function in the behavior change will be studied by RNAi. The role of dopamine in the behavior change of cotton bollworm infected by HaNPV will be clarified by the proposal. We hope the results will help to understand the interesting phenomenon based on neural transmitter.

有些寄主昆虫被外来生物寄生后行为会发生变化，这一现象广泛存在于许多寄生生物—寄主的相互关系中，被核型多角体病毒（HaSNPV）感染的棉铃虫上爬至植株上部倒挂死亡就是外来生物改变寄主行为的典型例子。本项目在温室内已经证实被病毒感染的棉铃虫具有上爬行为的基础上，继续系统研究感染病毒棉铃虫的行为变化，主要通过吊绳在室内研究这种行为，构建一种便于操作、容易观察的技术模型；再分别通过注射多巴胺兴奋剂或抑制剂上调或下调感病棉铃虫重要神经递质多巴胺滴度监测棉铃虫的行为变化；最后通过转录组测序筛选多巴胺受体、转运体、多巴胺脱羧酶等关键酶基因，用RNAi技术研究这些多巴胺代谢途径上的关键基因在行为变化中的作用，通过这些研究可以明确多巴胺在感病棉铃虫行为变化中的作用机理，从神经递质角度对这种古老的现象给予一定解释，为进一步理解这种现象提供一些基础知识。

自然界中存在很多外来寄生物操纵寄主行为。棉铃虫感染核型多角体病毒后出现上爬至植株上部倒挂死亡现象。多巴胺是生物体中重要的神经递质，参与生物多种生理功能和行为变化。多巴胺是否在感病棉铃虫行为变化中扮演重要角色，还不是很清楚。因此本文主要研究如下：.1．感染HaSNPV 棉铃虫的行为变化研究.棉铃虫感染核型多角体病毒后活动力增强，早期取食量增加，并且最终引起感病棉铃虫上爬死亡的现象。通过棉花植株，棉绳和玻璃管进行上爬实验确定上爬行为不依赖实验材料，并确定以玻璃管模型为室内实验上爬装置。.2. 多巴胺在HaSNPV 感染棉铃虫与健康棉铃虫体内的滴度研究及相关基因表达.多巴胺滴度在感病棉铃虫中显著高于健康棉铃虫，多巴胺合成，转运基因在感病棉铃虫头部表达量显著高于健康棉铃虫，而分解基因和多巴胺受体前期表达量显著降低，后期表达量升高。.3. 多巴胺在棉铃虫变态过程中的作用.多巴胺代谢通路基因在棉铃虫卵的孵化，幼虫蜕皮，化蛹过程以及成虫羽化阶段表达量较高。通过RNAi技术和抑制剂注射验证了TH，DDC参与调控棉铃虫化蛹过程，这也说明多巴胺在棉铃虫变态过程中发挥重要作用。.4. 多巴胺感病棉铃虫行为变化的相关性研究.在感病棉铃虫中，注射氯丙嗪后能显著抑制棉铃虫的取食和降低棉铃虫的体重。同样的注射氯丙嗪后也显著抑制了棉铃虫的运动能力。这些结果也可能是注射氯丙嗪后显著抑制感病棉铃虫上爬高度的原因。.5. 激素信号通路对感病棉铃虫上爬行为的影响.研究发现20E负调控HaSNPV诱导的棉铃虫上爬行为，而JH拮抗20E并促进该行为的发生。miR-8和miR-429通过调控20E和JH信号的下游关键基因BrZ2基因表达而调控上爬行为。.通过这些研究可以确定多巴胺在棉铃虫生长发育过程中扮演重要角色，在感病棉铃虫行为变化中发挥重要作用，这为进一步理解感病棉铃虫上爬现象提供理论基础。

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