摘要: 昆虫作为地球上数量最多的动物类群，不断与周边环境相互作用，作出有利于自身适合度的适应性选择，此即昆虫生态学的主要研究内容。作为易被忽视却无处不在的非生物因素——磁场，其不仅可为生物提供定向信息(如地磁场，Geomagnetic field，GMF)，亦可... 展开 昆虫作为地球上数量最多的动物类群，不断与周边环境相互作用，作出有利于自身适合度的适应性选择，此即昆虫生态学的主要研究内容。作为易被忽视却无处不在的非生物因素——磁场，其不仅可为生物提供定向信息(如地磁场，Geomagnetic field，GMF)，亦可对生物产生特定磁生物学效应（如磁场强度变化），因此日益引起人们的广泛关注。利用可模拟地磁强度衰减和外太空磁场的近零磁场(Near-zero magnetic field，NZMF)，开展其对生物的磁生物学效应研究，对揭示生物磁感受机制及磁场与生物进化间的潜在关系具有重要意义。 本文以灰飞虱为模式昆虫，以磁场强度变化(NZMF vs.GMF)为环境影响因子，开展了灰飞虱生长发育、内参基因稳定性及转录组对磁场强度变化(NZMF vs.GMF)的响应研究，主要研究结果如下: 1.近零磁场(NZMF)对灰飞虱生长发育的影响 以灰飞虱为研究对象，研究NZMF(vs.GMF)对灰飞虱生长发育的生物学效应，以探索灰飞虱对近零磁场的适应性策略。实验结果表明:与对照GMF相比，NZMF对卵期影响不显著，但显著延长了若虫发育历期，此外，NZMF导致初羽化成虫体重降低，且可显著缩短雌成虫寿命，同时显著延长雄成虫寿命。 2.近零磁场(NZMF)下灰飞虱内参基因稳定性评价 以灰飞虱初羽化1日龄短翅雌雄成虫为研究对象，评价NZMF(vs.GMF)对灰飞虱内参基因稳定性的影响，筛选用于后续实时定量PCR(Quantitative Real-time PCR，qRT-PCR)实验可稳定表达的内参基因，为近零磁场下灰飞虱磁响应的转录组学分析提供保障。实验结果表明，在NZMF(vs.GMF)下:EF-1α和RPL9在初羽化1日龄灰飞虱雌成虫中表达最稳定;而灰飞虱雄虫中，α2-tubulin和RPL9表达最稳定。 3.灰飞虱对近零磁场(NZMF)响应的转录组学分析 以灰飞虱为研究对象，利用转录组测序手段研究了灰飞虱初羽化雌虫转录组对NZMF(vs.GMF)的磁响应。分析结果显示，NZMF处理组(0BF)/GMF对照组(BF)有498个差异基因（下调基因246个，上调基因252个）。对于选取的12个差异基因进行qRT-PCR定量验证，证实了转录组差异基因分析结果的可靠性。对差异基因进行GO功能富集分析发现，雄性交配行为、内质网、脂质粒等条目显著富集。对差异基因进行pathway功能富集分析发现，轴突导向、AMPK信号通路、细胞粘附分子、脂肪酸代谢和肌动蛋白骨架调控等通路均显著富集，表明磁场强度变化可能影响灰飞虱神经系统、能量代谢、细胞间信息交流及细胞形态构造维持。本研究首次利用转录组测序探究迁飞昆虫对磁场强度的响应机制，为后续生物磁感受相关基因的功能验证提供了有力借鉴。 收起