據中國農業科學院最新消息,該院植物保護研究所農業入侵生物預防與監控創新團隊,基于轉庫組學和qPCR技術,對昆蟲的種群繁衍能力與其配偶選擇之間的密切的關系進行了研究,闡明了豚草天敵廣聚螢葉甲雌蟲選擇大體型雄蟲交配的生物學意義和調控機制。相關研究論文在線發表于動物學和生態學國際著名期刊《動物生態學(Journal of Animal Ecology)》。
論文通訊作者、中國農科院植保所研究員周忠實介紹,在動物界,雌蟲選擇與雄蟲交配通常產生一定的“繁殖與生存效益”。最新的這項研究發現廣聚螢葉甲雌蟲對配偶具有明顯的選擇性,在大體型雄蟲和小體型雄蟲同時存在的情況下,雌蟲更喜歡選擇大體型雄蟲;雌蟲選擇個體大的雄蟲交配后,其繁殖力顯著提高。不少研究認為,雄蟲的精液蛋白能給雌蟲卵巢發育和卵子發生提供必要的營養。
團隊研究發現,雌蟲選擇與大體型雄蟲交配時,不僅可以繁育出更多的子代,且發育過程中的子代存活率更高,種群的內稟增長率、局限增長率和凈增長率亦顯著升高。經種群發展預測,選擇與大體型雄蟲交配的子代種群發展趨勢明顯加快。有意思的是,雌蟲選擇與大體型雄蟲交配后,其子代大體型的成蟲也顯著增多。這說明選擇大體型雄蟲交配不僅可以促進雌蟲的生殖,且對子代種群起到了明顯優化的作用。隨后,團隊基于轉庫組學與qPCR技術篩選得到在大體型雄蟲精巢和附腺中高表達的基因OcACE,OcSFP和OcCBP,通過qPCR技術分析三個基因的表達譜,發現均在初羽化雄蟲的附腺和睪丸中高表達,之后表達量趨于平穩,在雌雄蟲不同的組織的表達譜發現,3個基因在初交配結束雌蟲的交配囊中表達量高于其他組織2倍以上。說明上述基因均為精液蛋白基因。通過RNAi沉默雄蟲體內三個基因后,與之交配的雌蟲生殖力表現出明顯下降。進一步明確了精液蛋白在成蟲生殖調控與種群繁衍中發揮著非常重要的作用。