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昆蟲脂肪酸及其脫飽和酶與耐寒性的關(guān)系概述

2015-03-20 21:43:58易杰群鄒志文張古忍
環(huán)境昆蟲學(xué)報 2015年1期
關(guān)鍵詞:耐寒性越冬昆蟲

易杰群,鄒志文*,張古忍

(1.南昌大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,南昌 330031;2.中山大學(xué)有害生物控制與資源利用國家重點實驗室/昆蟲研究所,廣州 510275)

昆蟲耐寒性已被廣泛研究,大量的報道圍繞抗凍保護劑、抗凍蛋白和熱激蛋白等幾類物質(zhì)來解釋其機理(Graether et al.,2000;Yocum,2001;Fuller,2004),但Miyazaki 等人(2006)卻證實蔥蠅Delia antique(Meigen)的耐寒性與抗凍保護劑無關(guān),顯然,昆蟲耐寒性體系是一個多抗寒物質(zhì)系統(tǒng)(Clark and Worland,2008),有必要更全面地進行研究和探討。

脂肪作為構(gòu)成生物的三大基礎(chǔ)物質(zhì)之一,對生物體有極重要的作用。它不僅是機體重要的組成成分,廣泛分布于各個組織中,也是重要的貯能、供能物質(zhì),還具有一些其它功能,如保溫、保水等。在昆蟲中,它不僅可以作為供能物質(zhì),還可以保護其它組織,同時在耐寒性上也起到了非常重要的作用,如供能(Canavoso et al.,2001)、影響過冷卻點和冰點(張瑞和馬紀(jì),2013)以及結(jié)合自由水(常志光等,2007)等,此前已有眾多文獻(xiàn)報道了昆蟲耐寒性與脂肪含量之間的關(guān)系(Steinbauer,1998;陳永杰等,2005;Bemani et al.,2012;Behroozi et al.,2012;Lehmann et al.,2012;Rousseau et al.,2012)。而作為脂肪合成的底物,脂肪酸也影響昆蟲耐寒性,生物一般通過提高不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比例,以此增加低溫下細(xì)胞膜的流動性(Ko?tál et al.,2003;Michaud and Denlinger,2006;Khani et al.,2007),而不飽和脂肪酸的合成是通過脂肪酸脫飽和酶催化完成的,其與昆蟲耐寒性也有著緊密的聯(lián)系。

1 脂肪含量變化及耐寒性的關(guān)系

昆蟲耐寒性與其脂肪含量有著緊密的聯(lián)系,通常通過增加脂肪含量以提高其耐寒性。如黑足黑守瓜Aulacophora nigripennis(Motschulsky)等在短光照下飼養(yǎng)脂肪積累要比長光照下多,在越冬初期(9月至10月初)急劇上升(Watanabe and Tanaka,1998);在桑螟 Diaphania pyloalis(Walke)越冬幼蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)結(jié)合脂肪的含量越冬期高于越冬初期(陳永杰等,2005);楊大榮等(1988)指出蟲草蝠蛾 Thitarodes armoricanus(Oberthür)幼蟲越冬初期體內(nèi)脂肪增加;筆者研究團隊也發(fā)現(xiàn)西藏野外生長的蒲氏鉤蝠蛾Thitarodes pui(Zhang et al.)幼蟲脂肪總量隨著土壤溫度的升高而降低(鄒志文,2009),在低溫培養(yǎng)下的劍川無鉤蝠蛾Ahamus jianchuanensis(Yang)幼蟲體內(nèi)脂肪含量顯著高于較高溫度培養(yǎng)的個體(Zou et al.,2010)。這些報道均證實了昆蟲通過增加脂肪含量抵抗寒冷。有趣的是,越冬昆蟲體內(nèi)的脂肪也存在不同的響應(yīng),如Arimania comaroffi(Ragonot)與粗角螟Ocneria terebinthina Strg.越冬期間由于分解脂肪獲得能量,從而導(dǎo)致含量顯著下 降(Bemani et al.,2012;Behroozi et al.,2012),在紅翅大小蠹Dendroctonus rufipennis Kirby成蟲體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)脂肪含量從9月份到1月份持續(xù)下降(Rousseau et al.,2012)。

昆蟲通過增加體內(nèi)脂肪含量抵御寒冷,這主要是由于,其一,脂肪是生物重要的貯能、供能物質(zhì),在低溫條件下可以為昆蟲提供能量,為昆蟲合成抗寒物質(zhì)及適應(yīng)低溫產(chǎn)生的一系列生理反應(yīng)提供能量(Canavoso et al.,2001),大量的冬眠動物在冬季來臨之前都會在體內(nèi)貯藏豐富的脂肪,昆蟲也不例外,如越冬的苜蓿切葉蜂Megachile rotundata(F.)會積累大量的脂肪(Buckner et al.,2004)。其二,昆蟲體液過冷卻點是衡量其耐寒性的重要指標(biāo),體內(nèi)自由水含量與其過冷卻點成反比關(guān)系,因此過冬時昆蟲會減少體內(nèi)自由水的含量,增加結(jié)合水的含量(常志光等,2007),而脂肪能通過影響昆蟲體內(nèi)自由水含量(Canavoso et al.,2001),從而改變昆蟲耐寒性,如低溫下Gelonus tasmanicus(Le Guillou)和Amorbus obscuricornis(Westwood)體內(nèi)脂肪含量增加與含水量下降的現(xiàn)象證實了脂肪能夠降低自由水的含量(Steinbauer,1998),這更有利于昆蟲抵抗寒冷。其三,游離脂肪與過冷卻點有著緊密的聯(lián)系,常志光等(2007)發(fā)現(xiàn)越冬意蜂 Apis mellifera ligustica(Spinola)蟲體游離脂肪含量從十月開始積累,二月達(dá)到最高,并且證實了其過冷能力的變化與體內(nèi)游離脂肪的含量變化呈正相關(guān)。此外,作為脂肪代謝產(chǎn)物的甘油是一種重要的小分子抗寒物質(zhì),能降低昆蟲體內(nèi)液體的冰點及過冷卻點(張瑞和馬紀(jì),2013),保護昆蟲組織(Izumi et al.,2006),這一點在二化螟Chilo suppressalis Walker 以及適應(yīng)低溫的白蠟窄吉丁 Agrilus planipennis Fairmaire 中都得到了證實(Ishiguro et al.,2007;Crosthwaite et al.,2011)。

作為生物體內(nèi)三大基礎(chǔ)物質(zhì)之一,脂肪參與生物體內(nèi)各種代謝反應(yīng),直接或間接地從各個方面影響生物體生理狀態(tài)。因此昆蟲脂肪含量變化影響昆蟲耐寒性的機制也有很多種。但目前,脂肪與昆蟲耐寒性的關(guān)系尚有待進一步的研究。

2 昆蟲脂肪酸與耐寒性的研究

隨著溫度的降低,不僅生物體脂肪總量會發(fā)生改變,脂肪酸組成也隨之改變。一般情況下,當(dāng)環(huán)境溫度降低時,生物體內(nèi)的不飽和脂肪酸(unsaturated fatty acid,UFA)含量上升,飽和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)含量下降。細(xì)菌、藻類、原生動物、植物和魚類都有此現(xiàn)象(Los and Murata,2004),昆蟲也不例外。

研究發(fā)現(xiàn)蘋果蠹蛾Cydia pomonella(L.)及兩種蝽Dolycoris baccarum(L.)和Piezodorus lituratus(F.)的冬季滯育個體比活躍個體UFA 更豐富(Bashan and Cakmak,2005;Khani et al.,2007);越冬期的麥紅吸漿蟲Sitodiplosis mosellana Gehin 幼蟲UFA 含量顯著高于越冬后的幼蟲個體,而SFA含量則正好相反(Wu et al.,2001)。Eysarcoris inconspicuous(Herrich-Schaffer)成蟲的甘油三酯(Triacylglycerol,TAG)及磷脂(Phospholipid,PL)中均發(fā)現(xiàn)UFA/SFA 比值在秋季上升,隨后在溫度最低的1、2月份達(dá)到最大值(?akmak,2010);不同季節(jié)的蒲氏鉤蝠蛾幼蟲體內(nèi)PL 脂肪酸組成呈現(xiàn)波動性,但UFA/SFA 比值在溫度最高的7月最低,而低溫月份該值都高于高溫月份(鄒志文,2009);晚秋的頸利虱蠅Lipoptena cervi(L.)體內(nèi)UFA 也顯著高于8月(Nieminen et al.,2013);氣溫下降時二化螟末齡幼蟲體內(nèi)磷脂酰乙醇胺中UFA 上升到了80%,8月到10月其幼蟲體內(nèi)UFA 顯著增加(Izumi et al.,2009)。在極少數(shù)昆蟲中存在UFA 含量與上述情況相反的調(diào)節(jié),如秋季滯育的紅蝽Pyrrhocoris apterus(L.)成蟲隨溫度的降低UFA 比例下降(Hodková et al.,1999)。

低溫時UFA 的增加及SFA 的減少不僅發(fā)生在自然條件下,也存在于人工低溫馴化。5℃下快速冷馴化(1 h、2 h、3 h)及長期低溫(24 h、48 h、72 h)處理的白符跳 Folsomia candida Willem個體UFA/SFA 比值持續(xù)上升(Waagner et al.,2013);冷適應(yīng)后的果蠅Chymomyza costata Zetterstedt 脂肪體和肌肉組織中UFA 也有不同程度的提高(Ko?tál et al.,2003);在快速冷馴化的黑腹果蠅Drosophila melanogaster Meigen 細(xì)胞膜上磷脂UFA 增加(Overgaard et al.,2005)。不同溫度培養(yǎng)下的劍川無鉤蝠蛾幼蟲脂肪酸組成呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性,隨著溫度的降低,UFA/SFA 從1.13 升至1.40,UFA 與培養(yǎng)溫度呈現(xiàn)顯著地負(fù)相關(guān)關(guān)系;對跳蟲Orchesella cincta(L.)進行實驗發(fā)現(xiàn)在將15℃飼養(yǎng)的個體在低溫下5℃下飼養(yǎng)4 周后UFA/SFA 比值上升,在恒溫下(5℃和20℃)飼養(yǎng)同樣發(fā)現(xiàn)低溫下UFA 含量更高(van Dooremalen and Ellers,2010;van Dooremalen et al.,2011);類似的現(xiàn)象也發(fā)生在低溫誘導(dǎo)后的北極跳蟲Megaphorura arctica Tullberg 極性脂質(zhì)中(Purac'et al.,2011)。

大量的研究指出,昆蟲低溫耐受與膜脂組成成分變化有關(guān)(Ko?tál et al.,2003;Tomcala et al.,2006),這是由于細(xì)胞膜從液相變?yōu)槟z相的轉(zhuǎn)變是未結(jié)冰條件下造成凍傷的重要原因(Michaud and Denlinger,2006)。而UFA 的增加對低溫下維持細(xì)胞膜液相具有重要作用。為了維持流動性,磷脂膜中的脂肪酸需要進一步不飽和,幫助維持細(xì)胞膜的動態(tài)特性(Teets and Denlinger,2013)。膜脂成分的這種改變是冷血變溫動物為了適應(yīng)環(huán)境溫度而做出的一種適應(yīng)性調(diào)節(jié)(Ko?tál,2010),其細(xì)微改變足夠引起膜物理特性以及相伴的機體耐寒性的極大改變(Hazel,1995)。上述昆蟲中磷脂UFA 含量的增加,對于提高其低溫環(huán)境下細(xì)胞膜的流動性,增強耐寒性有著極其重要的作用。

膜脂的組成對于細(xì)胞的生物功能有著至關(guān)重要的作用(Ko?tál,2010),如C16∶1、C18∶1、C18∶2 等,它們在昆蟲氣溫響應(yīng)中起到非常重要的作用,在脂肪酸組成中占有非常大的比重。25℃下未滯育紅尾肉蠅Sarcophaga crassipalpis Macquart的磷脂中C16∶1、C18∶1 和C18∶2 的含量甚至占脂肪酸總量的50% 以上(Michaud and Denlinger,2006),而生活在青藏高原的蒲氏鉤蝠蛾體內(nèi)甘油三脂中此三者含量占脂肪酸總量的近70%,在磷脂中也占60%左右。作為不飽和脂肪酸,C16∶1?;湹碾p鍵存在于鏈的中心部位,這對單個雙鍵來說是最大限度地提高鏈末端橫向位移的最好位置,有助于提高膜流動性(Overgaard et al.,2005),當(dāng)溫度降低時,在黑腹果蠅、蔥蠅等昆蟲體內(nèi)都會發(fā)現(xiàn)C16∶1 含量增加(Overgaard et al.,2006;Kayukawa et al.,2007)。與C16∶1 作用類似,C18∶1 不僅可以提高昆蟲低溫下細(xì)胞膜的流動性,還可以為膜關(guān)鍵蛋白(膜ATPases)提供適宜的環(huán)境,當(dāng)C18∶1 存在于膜中時,這種酶可以達(dá)到最佳反應(yīng)環(huán)境(Starling et al.,1993)。因此,許多昆蟲會在低溫下增加C18∶1 含量,4℃快速馴化8 h 時的紅尾肉蠅中C18∶1的比例從30%上升到47%(Michaud and Denlinger,2006);在寒冷季節(jié)金針癭蚊Eurosta solidaginis(Fitch)幼蟲中也發(fā)現(xiàn)了C18∶1 含量顯著增加(Joanisse and Storey,1996);寒冷季節(jié)二化螟末齡幼蟲體內(nèi)UFA 含量的提高主要是由C18∶1 增加引起的(Izumi et al.,2009)。作為細(xì)胞膜的組分之一,C18∶2 的主要功能就是降低相變溫度(Overgaard et al.,2005),維持膜的正常流動性與滲透性(Khani et al.,2007),如越冬前的蘋果蠹蛾Cydia pomonella 體內(nèi)C18∶2 含量從夏季的16.1%上升到29.9%。這類報道也出現(xiàn)在冷適應(yīng)的果蠅C.costata 幼蟲及冷馴化后的黑腹果蠅中(Ko?tál et al.,2003)。

此外,脂肪酸鏈的長度對膜脂的流動性也有影響:隨著脂肪酸鏈的增長,鏈尾相互作用的機會增多,易于凝集(相變溫度增高),流動性下降。脂肪酸在長期低溫下的變化與短期低溫適應(yīng)中的變化不一樣:長期低溫適應(yīng)會影響脂肪酸鏈的長度,而短期內(nèi)的適應(yīng)只會增加脂肪酸的不飽和程 度(Hodková et al.,1999;Ohtsu et al.,1998)。如在果蠅體內(nèi)存在冷耐受性增強后就存在C18 脂肪酸減少而C16 脂肪酸增加的情況(Ohtsu et al.,1998)。

3 脂肪酸脫飽和酶與耐寒性的關(guān)系

3.1 昆蟲脂肪酸脫飽和酶的種類及基本結(jié)構(gòu)

脂肪酸脫飽和酶(fatty acid desaturase,F(xiàn)AD)是一類在脂肪酸鏈上將碳碳單鍵轉(zhuǎn)化為碳碳雙鍵的酶。FAD 分布廣泛,幾乎存在于所有的生物中(曾碩士等,2008)。昆蟲中FAD種類非常多,除常見的FAD9(Δ9 脂肪酸脫飽和酶)外,Cripps等人(1986)還發(fā)現(xiàn)家蟋等14種昆蟲中均存在FAD12。此外,Stanley 等(2000)年發(fā)現(xiàn)家蟋有能力從頭合成花生四稀酸,這表明家蟋體內(nèi)有Δ9、Δ12、Δ6、Δ5 等FAD 的存在。目前在大多數(shù)昆蟲中發(fā)現(xiàn)的FAD 都屬于FAD9 或FAD11,而在少數(shù)昆蟲中則還存在出一些不常見的FAD,如Δ10、Δ14、Δ12、Δ15 等(Hao et al.,2002;Roelofs et al.,2002)。這些FAD 分別催化脂肪酸鏈在不同的位置形成雙鍵。

現(xiàn)有研究表明,大部分昆蟲FAD 都是膜結(jié)合蛋白,序列在兩端保守性低,但中間部分存在兩個相對保守的疏水區(qū),富含3個極保守的組氨酸基序和4 次跨膜結(jié)構(gòu)域,這3個極保守的組氨酸基序與酶活性中心的形成相關(guān),主要是螯合金屬離子,結(jié)合氧(Nakamura and Nara,2004)。不同種類FAD 之間結(jié)構(gòu)稍有差異。除了有3個保守的組氨酸富含區(qū)外,動物中的?;?COA 脫飽和酶、植物及真菌中的?;?脂肪酸去飽和酶都還存在一個細(xì)胞色素b5 的區(qū)域,主要是作為電子供體,而酰基-ACP 脫飽和酶則無該結(jié)構(gòu)(Pereira et al.,2003)。

3.2 昆蟲脂肪酸脫飽和酶及其基因與耐寒性的關(guān)系

FAD 作為合成不飽和脂肪酸的關(guān)鍵酶,對動植物耐寒性有極重要的影響。在藍(lán)藻、黃瓜、油菜和馬鈴薯等許多植物中都存在FAD 及其基因的研究(范妙華等,2007)。Amiri 等(2010)指出轉(zhuǎn)入了FAD12 基因的馬鈴薯株系在-7℃實驗條件下,損傷指數(shù)最高為44.22%,這個結(jié)果顯著小于對照組的66.96%。動物中也存在著大量相應(yīng)的報道,Zerai 等(2010)發(fā)現(xiàn)12℃-14℃飼養(yǎng)7 d 的羅非魚Oreochromis niloticus 肌肉組織及鰓組織中的FAD9 基因表達(dá)量分別比照組高了16 倍和2 倍。此外,Tiku 等(1996)也指出在鯉魚肝臟對于寒冷的適應(yīng)中,F(xiàn)AD9 基因表達(dá)量上增加了10 倍。在遮目魚及草魚(Hsieh and Kuo,2005)等其它動物中也存在有類似的現(xiàn)象。而在昆蟲中,這類報道同樣存在,譬如,在從室溫降到15℃時,家蟋Acheta domesticus(L.)體內(nèi)的FAD12 活性顯著提高(Batcabe et al.,2000)。

在昆蟲FAD 基因研究方面,自1997年首次從果蠅中克隆得到了FAD 基因desat1 以來,F(xiàn)AD9 及其基因已在許多昆蟲中報道出來。迄今為止,大部分的昆蟲FAD9 基因都是從雙翅目(Dallerac et al.,2000)和鱗翅目(Knipple et al.,1998)中克隆得到的。研究表明該類基因在昆蟲中的同源性十分高(陳麗君等,2011)。盡管FAD9 基因與耐寒性的關(guān)系已在各種生物中被報道,但是此前在昆蟲中卻并未有此類報道。直到2007年FAD9 與耐寒性的關(guān)系才首次在蔥蠅D.antique 中被證實(Kayukawa et al.,2007)。目前,這個結(jié)論也僅在白紋伊蚊Aedes albopictus 及紅尾肉蠅S.crassipalpis 等幾種昆蟲中被證實(Rinehart et al.,2010;Reynolds et al.,2012)。在這些昆蟲中,此類FAD 經(jīng)鑒定均為FAD9。

Kayukawa et al.(2007)報道了在蔥蠅體內(nèi)FAD9 基因與耐寒性相關(guān),這也是在昆蟲中首個證實該基因與昆蟲耐寒性相關(guān)的報道,他們發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度降低時,在蔥蠅大腦、馬氏管、中腸等組織中該基因表達(dá)量上升了2-10 倍,這表明了昆蟲的耐寒性與 FAD9 的正相關(guān)性關(guān)系。此后,Rinehart 等(2010)利用抑制性消減雜交技術(shù)對紅尾肉蠅滯育相關(guān)基因進行分析,同樣發(fā)現(xiàn)了FAD9基因表達(dá)量上升,這也證實了該基因與耐寒性相關(guān)。2012年Reynolds 等利用實時熒光定量PCR 技術(shù)對滯育白紋伊蚊的21個基因進行分析,發(fā)現(xiàn)在低溫下滯育6 d 的白紋伊蚊Δ9 脫飽和酶基因表達(dá)量是未滯育的1.8 倍;Waagner 等(2013)在對彈尾目跳蟲耐寒性的研究中發(fā)現(xiàn),5℃下48 h 后,F(xiàn)AD9 基因d9des 表達(dá)量上升了5 倍,這些均表明昆蟲可以通過增加FAD9 基因的表達(dá)量來提高其耐寒性。

FAD9 基因能影響昆蟲耐寒性的主要原因是,F(xiàn)AD9 是UFA 合成通路中的首個酶,它對C18∶1及C18∶2 的合成有重要作用。這兩種UFA 對生物膜流動性有重要作用(Miyazaki et al.,2006;Khani et al.,2007)。因此FAD9 在UFA/SFA 比值增加、脂肪酸代謝以及調(diào)整細(xì)胞流動性方面起到關(guān)鍵性作用,在生物適應(yīng)低溫中起到非常重要的作用。當(dāng)溫度降低時膜脂流動性減少,以此為信號激活FAD9 合成UFA,用以增加昆蟲耐寒性。FAD9 在低溫下的調(diào)節(jié)機制有兩種(Tiku et al.,1996):在初步降溫時,F(xiàn)AD 活性增加,但表達(dá)量不變,這可以說是機體內(nèi)已有的FAD9 活性的激活;第二種機制就是當(dāng)溫度降至更低時,F(xiàn)AD9 基因表達(dá)量增加,酶活性的進一步增加。當(dāng)溫度進一步從17℃降到10℃時,酶活性不能再激活,但SFA 還在減少,可能有另一種機制參與(Hazel et al.,1987)。此外FAD9 不僅與耐寒性相關(guān),研究發(fā)現(xiàn)饑餓時,在家蟋體內(nèi)FAD9 活性下降(Batcabe et al.,2000);在鯉魚體內(nèi)發(fā)現(xiàn)兩種FAD9 基因,其相似度達(dá)91%,編碼兩種FAD,與低溫相關(guān)的只有一種(Cds2),而另一種(Cds1)在低溫下卻消失不見,已證實與饑餓有關(guān)(Trueman et al.,2000);跳蟲亦存在2種FAD9(z9des 和d9des),前者在低溫下表達(dá)量差異不顯著,后者則上升了5 倍;在冬蟲夏草寄主蒲氏鉤蝠蛾體內(nèi)同樣存在2種FAD9 基因TpdesatA 和TpdesatB,前者隨氣溫的降低而升高,而后者在季節(jié)變化過程中卻存在一個相反的趨勢(Zou et al.,2011),出現(xiàn)上述情況有可能是2種基因可能催化不同的底物(Dallerac et al.,2000)。FAD9 不僅與溫度、饑餓相關(guān),還有報道指出FAD9 基因還在蛾類性信息素腺體中廣泛表達(dá)(Knipple et al.,1998),與昆蟲信息素合成相關(guān)。

FAD12 是另一種重要的FAD,主要作用是將雙鍵引入C18∶1,合成C18∶2,這種脂肪酸的主要功能是降低細(xì)胞膜相變溫度(Overgaard et al.,2005),因此FAD12 對生物耐寒性有著重要的作用。FAD12 的存在在早期家蟋等14種昆蟲中就得到了證實(Batcabe et al.,2000)。Overgaard(2005)也證實C18∶2 不僅可以來自于食物中,在黑腹果蠅中C18∶2 也可以自身合成。然而,有關(guān)FAD12 基因的研究卻少之又少,直到2008年,Zhou 才首次在家蟋和赤擬谷盜Tribolium castaneum Herbst 中證實FAD12 基因的存在,這也是昆蟲中僅有的有關(guān)FAD12 基因的報道,但是該基因與昆蟲耐寒性關(guān)系的研究尚未開展;該報道還發(fā)現(xiàn)家蟋的FAD12 基因AdD12Des 可能來源于原始的FAD9 基因(Zhou et al.,2008)。然而這些都是基于現(xiàn)象的分析,并未給出更深層次的解釋,詳細(xì)情況還有待更深入的工作。

4 展望

昆蟲脂肪酸脫飽和酶可促進不飽和脂肪酸形成,在低溫下維持細(xì)胞膜的流動性,增強昆蟲適應(yīng)低溫環(huán)境能力。因此該類酶及基因可用于基因工程,如通過增強益蟲體內(nèi)的誘導(dǎo)及表達(dá),提高其適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力,同時亦可用生物制劑等阻斷害蟲體內(nèi)該類酶的催化或表達(dá)過程,降低其耐寒能力,達(dá)到調(diào)控害蟲的目的。這為資源昆蟲的保護和利用、害蟲的防控提供新的思路,在今后應(yīng)用中具有廣泛的前景。

References)

Amiri RM,Yur'eva NO,Shimshilashvili KR,et al.Expression of Acyl-lipid Δ12-desaturase gene in prokaryotic and eukaryotic cells and its effect on cold stress tolerance of potato[J].Journal of Integrative Plant Biology,2010,52(3):289-297.

Bashan M,Cakmak O.Changes in composition of phospholipid and triacylglycerol fatty acids prepared from prediapausing and diapausing individuals of Dolycoris baccarum and Piezodorus lituratus(Heteroptera:Pentatomidae)[J].Annals of the Entomological Society of America,2005,98(4):575-579.

Batcabe JP,Howell JD,Blomquist GJ,et al.Effects of developmental age,ambient temperature,and dietary alterations on Δ12 desaturase activity in the house cricket,Acheta domesticus[J].Archives of Insect Biochemistry and Physiology,2000,44(3):112-119.

Behroozi E,Izadi H,Samih MA,et al.Physiological strategy in overwintering larvae of pistachio white leaf borer,Ocneria terebinthina Strg.(Lepidoptera:Lymantriidae)in Rafsanjan,Iran[J].Italian Journal of Zoology,2012,79(1):44-49.

Bemani M,Izadi H,Mahdian K,et al.Study on the physiology of diapause,cold hardiness and supercooling point of overwintering pupae of the pistachio fruit hull borer,Arimania comaroffi[J].Journal of Insect Physiology,2012,58(7):897-902.

Buckner JS,Kemp WP,Bosch J.Characterization of triacylglycerols from overwintering prepupae of the alfalfa pollinator Megachile rotundata(Hymenoptera:Megachilidae)[J].Archives of Insect Biochemistry and Physiology,2004,57(1):1-14.

?akmak O.Seasonal changes in fatty acid composition of Eysarcoris inconspicuous(Herrich-Schaffer,1844)(Heteroptera:Pentatomidae)adults[J].Turkiye Entomoloji Dergisi-Turkish Journal of Entomology,2010,34(1):15-27.

Canavoso LE,Jouni ZE,Karnas KJ,et al.Fat metabolism in insects[J].Annual Review of Nutrition,2001,21(1):23-46.

Chang ZG,Gao HX,Ge Y,et al.Relation between variation of water,fat,glycerol in vivo of over-wintering Apis mellifera and cold hardiness[J].Apiculture of China,2007,58(2):17.[常志光,高洪學(xué),葛英,等.越冬意蜂體內(nèi)水分,蛋白質(zhì),脂肪的變化與抗寒性的關(guān)系[J].中國蜂業(yè),2007,58(2):17-17]

Clark MS,Worland MR.How insects survive the cold:molecular mechanisms-a review[J].Journal of Comparative Physiology B,2008,178(8):917-933.

Crosthwaite JC,Sobek S,Lyons DB,et al.The overwintering physiology of the emerald ash borer,Agrilus planipennis Fairmaire(Coleoptera:Buprestidae)[J].Journal of Insect Physiology,2011,57(1):166-173.

Chen LJ,Du MF,An SH,et al.Molecular identification of Helicoverpa armigera acyl-CoA delta-9 desaturase gene[J].Journal of Henan Agricultural University,2011,45(5):552–557.[陳麗君,杜孟芳,安世恒,等.棉鈴蟲酰基輔酶A△9 去飽和酶基因的分子鑒定[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2011,45(5):552-557]

Chen YJ,Sun XG,Zhang WG,et al.Relation between variation of water,fat,glycerol in vivo of over-wintering Diaphania pyloalis Walker larvae and cold hardiness[J].Science of Sericulture,31(1):22–25.[陳永杰,孫緒艮,張衛(wèi)光,等.桑螟越冬幼蟲體內(nèi)水分,脂肪,甘油的變化與抗寒性的關(guān)系[J].蠶業(yè)科學(xué),2005,31(1):22-25]

Cripps C,Blomquist GJ,de Renobales M.De novo biosynthesis of linoleic acid in insects[J].Biochimica et Biophysica Acta(BBA)-Lipids and Lipid Metabolism,1986,876(3):572-580.

Dallerac R,Labeur C,Jallon JM,et al.A Δ9 desaturase gene with a different substrate specificity is responsible for the cuticular diene hydrocarbon polymorphism in Drosophila melanogaster[J].Proceedings of the National Academy of Sciences,2000,97(17):9449-9454.

van Dooremalen C,Ellers J.A moderate change in temperature induces changes in fatty acid composition of storage and membrane lipids in a soil arthropod[J].Journal of Insect Physiology,2010,56(2):178-184.

van Dooremalen C,Suring W,Ellers J.Fatty acid composition and extreme temperature tolerance following exposure to fluctuating temperatures in a soil arthropod[J].Journal of Insect Physiology,2011,57(9):1267-1273.

Fan MH,Li JY,F(xiàn)an ZQ.Characteristics of plants fatty acid desaturases and progress of transgenetic[J].Biotechnology Bulletin,2008,6:16-20.[范妙華,李紀(jì)元,范正琪.植物脂肪酸脫飽和酶特性及轉(zhuǎn)基因研究進展[J].生物技術(shù)通報,2008,6:16-20]

Fuller BJ.Cryoprotectants:the essential antifreezes to protect life in the frozen state[J].Cryoletters,2004,25(6):375-388.

Graether SP,Kuiper MJ,Gagné SM,et al.β-Helix structure and ice-binding properties of a hyperactive antifreeze protein from an insect[J].Nature,2000,406(6793):325-328.

Hao G,Liu W,O'Connor M,et al.Acyl-CoA Z9-and Z10-desaturase genes from a New Zealand leafroller moth species,Planotortrix octo[J].Insect Biochemistry and Molecular Biology,2002,32(9):961-966.

Hazel JR,Hagar AF,Pruitt NL.The temperature dependence of phospholipid deacylation/reacylation in isolated hepatocytes of thermally acclimated rainbow trout(Salmo gairdneri)[J].Biochimica et Biophysica Acta(BBA)-Lipids and Lipid Metabolism,1987,918(2):149-158.

Hazel JR.Thermal adaptation in biological membranes:is homeoviscous adaptation the explanation?[J].Annual Review of Physiology,1995,57(1):19-42.

Hodková M,?imek P,Zahradncˇková H,et al.Seasonal changes in the phospholipid composition in thoracic muscles of a heteropteran,Pyrrhocoris apterus[J].Insect Biochemistry and Molecular Biology,1999,29(4):367-376.

Hsieh SL,Kuo CM.Stearoyl–CoA desaturase expression and fatty acid composition in milkfish(Chanos chanos)and grass carp(Ctenopharyngodon idella)during cold acclimation[J].Comparative Biochemistry and Physiology Part B,2005,141(1):95-101.

Ishiguro S,Li Y,Nakano K,et al.Seasonal changes in glycerol content and cold hardiness in two ecotypes of the rice stem borer,Chilo suppressalis,exposed to the environment in the Shonai district,Japan[J].Journal of Insect Physiology,2007,53(4):392-397.

Izumi Y,Sonoda S,Yoshida H,et al.Role of membrane transport of water and glycerol in the freeze tolerance of the rice stem borer,Chilo suppressalis Walker(Lepidoptera:Pyralidae)[J].Journal of Insect Physiology,2006,52(2):215-220.

Izumi Y,Katagiri C,Sonoda S,et al.Seasonal changes of phospholipids in last instar larvae of rice stem borer Chilo suppressalis Walker(Lepidoptera:Pyralidae)[J].Entomological Science,2009,12(4):376-381.

Joanisse DR,Storey KB.Fatty acid content and enzymes of fatty acid metabolism in overwintering cold-hardy gall insects[J].Physiological Zoology,1996,69(5):1079-1095.

Kayukawa T,Chen B,Hoshizaki S,et al.Upregulation of a desaturase is associated with the enhancement of cold hardiness in the onion maggot,Delia antique[J].Insect Biochemistry and Molecular Biology,2007,37(11):1160-1167.

Khani A,Moharramipour S,Barzegar M,et al.Comparison of fatty acid composition in total lipid of diapause and non‐ diapause larvae of Cydia pomonella(Lepidoptera:Tortricidae)[J].Insect Science,2007,14(2):125-131.

Knipple DC,Rosenfield CL,Miller SJ,et al.Cloning and functional expression of a cDNA encoding a pheromone gland-specific acyl-CoA Δ11-desaturase of the cabbage looper moth,Trichoplusia ni[J].Proceedings of the National Academy of Sciences,1998,95(26):15287-15292.

Ko?tál V,Berková P,?imek P.Remodelling of membrane phospholipids during transition to diapause and cold-acclimation in the larvae of Chymomyza costata(Drosophilidae)[J].Comparative Biochemistry and Physiology(Part B),2003,135(3):407-419.

Ko?tál V.Cell structural modifications in insects at low temperatures[J].Low Temperature Biology of Insects,2010:116-140.

Lehmann P,Lyytinen A,Sinisalo T,et al.Population dependent effects of photoperiod on diapause related physiological traits in an invasive beetle(Leptinotarsa decemlineata)[J].Journal of Insect Physiology,2012,58(8):1146-1158.

Los DA,Murata N.Membrane fluidity and its roles in the perception of environmental signals[J].Biochimica et Biophysica Acta(BBA)-Biomembranes,2004,1666(1):142-157.

Michaud MR,Denlinger DL.Oleic acid is elevated in cell membranes during rapid cold-hardening and pupal diapause in the flesh fly,Sarcophaga crassipalpis[J].Journal of Insect Physiology,2006,52(10):1073-1082.

Miyazaki S,Kayukawa T,Chen B,et al.Enhancement of cold hardiness by acclimation is stage-specific in the non-diapausing pupae of onion maggot Delia antiqua(Diptera:Anthomyiidae)[J].European Journal of Entomology,2006,103(3):691–694.

Nakamura MT,Nara TY.Structure,function,and dietary regulation of Δ6,Δ5,and Δ9 desaturases[J].Nutrition,2004,24.

Nieminen P,K?kel? R,Paakkonen T,et al.Fatty acid modifications during autumnal cold-hardening in an obligatory ectoparasite,the deer ked(Lipoptena cervi)[J].Journal of Insect Physiology,2013,59(6):631-637.

Ohtsu T,Kimura MT,Katagiri C.How Drosophila species acquire cold tolerance[J].European Journal of Biochemistry,1998,252(3):608-611.

Overgaard J,S?rensen JG,Petersen SO,et al.Changes in membrane lipid composition following rapid cold hardening in Drosophila melanogaster[J].Journal of Insect Physiology,2005,51(11):1173-1182.

Overgaard J,S?rensen JG,Petersen SO,et al.Reorganization of membrane lipids during fast and slow cold hardening in Drosophila melanogaster[J].Physiological Entomology,2006,31(4):328-335.

Pereira SL,Leonard AE,Mukerji P.Recent advances in the study of fatty acid desaturases from animals and lower eukaryotes[J].Prostaglandins,Leukotrienes and Essential Fatty Acids,2003,68(2):97-106.

Purac' J,Pond DW,Grubor-Laj?ic' G,et al.Cold hardening induces transfer of fatty acids between polar and nonpolar lipid pools in the Arctic collembollan Megaphorura arctica[J].Physiological Entomology,2011,36(2):135-140.

Reynolds JA,Poelchau MF,Rahman Z,et al.Transcript profiling reveals mechanisms for lipid conservation during diapause in the mosquito,Aedes albopictus[J].Journal of Insect Physiology,2012,58(7):966-973.

Rinehart JP,Robich RM,Denlinger DL.Isolation of diapause-regulated genes from the flesh fly,Sarcophaga crassipalpis by suppressive subtractive hybridization[J].Journal of Insect Physiology,2010,56(6):603-609.

Roelofs WL,Liu W,Hao G,et al.Evolution of moth sex pheromones via ancestral genes[J].Proceedings of the National Academy of Sciences,2002,99(21):13621-13626.

Rousseau J,Bauce é,Lavallée R,et al.Winter mortality and supercooling point of the spruce beetle(Coleoptera:Curculionidae)not affected by host tree vigor in Nova Scotia,Canada[J].Journal of the Acadian Entomological Society,2012,8:1-10.

Stanley DW.Eicosanoids in Invertebrate Signal Transduction Systems[M].Princeton:Princeton University Press,2000.

Starling AP,East JM,Lee AG.Effects of phosphatidylcholine fatty acyl chain length on calcium binding and other functions of the calcium-magnesium-ATPase[J].Biochemistry,1993,32(6):1593-1600.

Steinbauer MJ.Seasonal fluctuations in bodyweight,lipid content and the starvation-longevity of Amorbus obscuricornis(Westwood)and Gelonus tasmanicus(Le Guillou)(Hemiptera:Coreidae)[J].Australian Journal of Entomology,1998,37(1):90-96.

Teets NM,Denlinger DL.Physiological mechanisms of seasonal and rapid cold-hardening in insects[J].Physiological Entomology,2013,38(2):105-116.

Tiku PE,Gracey AY,Macartney AI,et al.Cold-induced expression of Δ9-desaturase in carp by transcriptional and posttranslational mechanisms[J].Science,1996,271(5250):815-818.

Tomcala A,Tollarová M,Overgaard J,et al.Seasonal acquisition of chill tolerance and restructuring of membrane glycerophospholipids in an overwintering insect:triggering by low temperature,desiccation and diapause progression[J].Journal of Experimental Biology,2006,209(20):4102-4114.

Trueman RJ,Tiku PE,Caddick MX,et al.Thermal thresholds of lipid restructuring and delta(9)-desaturase expression in the liver of carp(Cyprinus carpio L.)[J].Journal of Experimental Biology,2000,203(3):641-650.

Waagner D,Holmstrup M,Bayley M,et al.Induced cold-tolerance mechanisms depend on duration of acclimation in the chill-sensitive Folsomia candida(Collembola)[J].The Journal of Experimental Biology,2013,216(11):1991-2000.

Watanabe M,Tanaka K,1998.Adult diapause and cold hardiness in Aulacophora nigripennis(Coleoptera:Chrysomelidae)[J].Journal of Insect Physiology,44(11):1103-1110.

Wu JX,Yuan F,Zhang YM.Changes of fatty acids in larvae of the wheat blossom midge,Sitodiplosis mosellana(Gehin)(Diptera:Cecidomyiidae)[J].Insect Science,2001,8(4):315-322.

Yang DR,Shen FR,Yang YX,et al.Study on ecology of Hepialidae III.The overwinter larva and its physiological regulation[J].Zoological Research,1988,9(S1):43-47.[楊大榮,沈發(fā)榮,楊躍雄,等.蟲草蝠蛾生態(tài)學(xué)的研究Ⅲ.幼蟲越冬與生理調(diào)節(jié)[J].動物學(xué)研究,1988,9(S1):43-47]

Yocum GD.Differential expression of two HSP70 transcripts in response to cold shock,thermoperiod,and adult diapause in the Colorado potato beetle[J].Journal of Insect Physiology,2001,47(10):1139-1145.

Zhang R,Ma J.Insect supercooling point and its influence factors[J].Tianjin Agricultural Sciences,2013,19(11):76-84.[張瑞,馬紀(jì).昆蟲過冷卻點的影響因素概述[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,19(11):76-84]

Zeng SS,Jiang LM,Yuan DJ.Research and dvelopment of fatty acid desaturase[J].Chinese Bulletin of Life Sciences,2008,20(5):816-820.[曾碩士,江黎明,元冬娟.脂肪酸去飽和酶的研究進展[J].生命科學(xué),2008,20(5):816-820]

Zerai DB,F(xiàn)itzsimmons KM,Collier RJ.Transcriptional Response of Delta-9-Desaturase Gene to Acute and Chronic Cold Stress in Nile Tilapia,Oreochromis niloticus[J].Journal of the World Aquaculture Society,2010,41(5):800-806.

Zhou XR,Horne I,Damcevski K,et al.Isolation and functional characterization of two independently-evolved fatty acid Δ12-desaturase genes from insects[J].Insect Molecular Biology,2008,17(6):667-676.

Zou ZW.On the Insects of the Genus Thitarodes in Mt.Sejila of Tibet[D].Guangzhou:Sun Yat-sen University,2009.[鄒志文.西藏色季拉山鉤蝠蛾屬Thitarodes 昆蟲研究[D].廣州:中山大學(xué),2009]

Zou ZW,Liu X,Wang JH,et al.Effects of low temperatures on the fatty acid composition of Hepialus jianchuanensis larvae[C].In:Biomedical Engineering and Informatics(BMEI),2010 3rdInternational Conference on.IEEE,2010,6:2560-2564.

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