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热应激下不同气候区胡蜂(Polistes spp.)的热休克反应差异及其生态适应意义
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月11日 来源:Journal of Thermal Biology 2.9
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这篇研究揭示了胡蜂(Polistes spp.)成体在热应激下热休克蛋白(HSP70、HSP83、HSC70)的表达差异及其与气候适应的关联。通过对比阿尔卑斯、温带和地中海气候区的三个近缘种(P. biglumis、P. dominula、P. gallicus),发现地中海种群P. gallicus基础表达最高,且HSP70和HSP83对热应激响应显著。研究为昆虫应对气候变暖的生理机制(如HSR通路)提供了新见解,并强调了物种特异性适应策略的生态重要性。
亮点
热休克蛋白的表达与热应激的关系
在全球变暖背景下,昆虫耐受热应激的能力至关重要。胡蜂属(Polistes)广泛分布于不同气候区,本研究揭示了其适应多样热环境的生理机制。
我们发现,HSP83和HSP70的表达在热应激后显著上调,但44°C的严重应激下上调程度低于42°C的适度应激。这表明高温可能导致细胞损伤,抑制了蛋白合成能力。HSC70(组成型表达伴侣蛋白)在44°C下表达降低,进一步支持这一假设。
热应激耐受性与热休克蛋白表达的关联
不同谱系(种群)的热耐受性存在显著差异:阿尔卑斯种P. biglumisAT基础耐受性最高,而地中海种P. gallicusIT经热驯化后耐受性提升最显著。这种差异可能与HSPs的差异化使用有关——例如P. gallicusIT基础HSP70表达最高,可能预适应了其原生环境的高温波动。
不同气候区近缘种的HSR策略差异
研究表明,胡蜂成体通过调节HSR(热休克反应)的强度与速度来适应本地气候。地中海种群倾向于"预防性"高基础表达,而阿尔卑斯种群则依赖应激诱导的快速响应。这种多功能性可能是该属广布不同热环境的关键生理特征。
结论
本研究证实胡蜂成体的HSP70和HSP83表达对热应激高度敏感,且不同谱系的初始可塑性响应存在差异。结果揭示了温度、细胞应激机制与损伤修复间的复杂关系,为理解昆虫气候适应性提供了新视角。
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