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双尾新小绥螨冷驯化响应的分子机制及其低温耐受性调控研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月13日 来源:Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics 2.2
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本研究针对捕食螨Neoseiulus bicaudus在低温环境中的适应机制,通过多组学分析揭示了冷驯化(6-h/24-h/7-day)通过协调能量代谢(FAO/TCA/OXPHOS)和细胞保护通路(HSP70/90、蛋白稳态)显著提升其-6°C生存率。RNAi验证了HSPs的关键作用,为天敌昆虫低温储存及生态适应性研究提供理论依据。
在新疆等昼夜温差显著的地区,低温是制约天敌昆虫应用的关键因素。作为重要的捕食性螨类,双尾新小绥螨(Neoseiulus bicaudus)对叶螨等害虫具有显著控制潜力,但其低温适应机制尚不明确。现有研究多集中于昆虫,而蛛形纲动物的冷适应策略缺乏系统解析。理解这一机制不仅能揭示节肢动物环境适应的共性规律,还可优化天敌储存技术,对生物防治实践具有重要价值。
新疆生产建设兵团的研究团队通过整合转录组、蛋白质组和RNA干扰技术,系统分析了N. bicaudus在3°C(6-h/24-h)和9°C(7-day)冷驯化后的分子响应。实验样本来自实验室连续培养9年的种群,采用-6°C急性低温胁迫评估生存率,并通过多组学关联分析挖掘关键通路。
主要研究结果
冷驯化显著提升低温生存能力
7天驯化使螨虫在-6°C下的存活时间延长至24小时,生存率达42%,而未经驯化个体6小时内全部死亡。这表明长期冷驯化能诱导更持久的低温保护效应。
能量代谢重编程
组学数据显示:冷驯化抑制脂肪酸合成和糖酵解等耗能途径,同时上调脂肪酸氧化(FAO)、三羧酸循环(TCA)和氧化磷酸化(OXPHOS)相关蛋白表达。这种"开源节流"策略有效维持了能量稳态。
蛋白质量控制体系激活
mRNA加工、翻译调控及蛋白折叠(如HSP70/HSP90)通路显著增强。RNAi实验证实,沉默NbHSP70和NbHSP90会显著降低螨虫低温存活率,凸显分子伴侣在冷适应中的核心作用。
结论与意义
该研究首次揭示N. bicaudus通过"代谢优化-蛋白保护"双通路协同适应低温的分子机制,其中HSPs家族是关键调控靶点。成果发表于《Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics》,不仅为天敌昆虫规模化储存提供理论支持,也为节肢动物环境适应机制的进化研究提供了新视角。研究建立的冷驯化模型(特别是7-day方案)可直接应用于生物防治实践,提升天敌昆虫在早春/晚秋低温环境中的控害效能。
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