寄生蜂是害虫生物防治体系中的关键控害因子,充分发挥寄生蜂的野外控害效果,依赖于对寄生蜂基础生物学及其与寄主互作机制的深刻解析。寄生蜂幼虫期完全依赖寄主完成发育,在此过程中,寄生蜂既要克服寄主的免疫反应保证子代存活,又要有效调控寄主营养代谢,满足子代蜂的营养需求,以此实现成功寄生。由于子代蜂已从寄主体内获得充足的营养储备,一般推测,寄生蜂成虫期逐步丧失了合成脂质等营养物质的能力,但该假说尚缺乏足够的实例支撑。在寄生蜂-寄主互作体系中,学界对寄生蜂如何调控寄主免疫反应关注较多,而对寄生蜂如何精确调控寄主营养代谢仍鲜有涉及。本研究以桑园优势寄生蜂斑痣悬茧蜂Meteorus pulchricornis及其寄主斜纹夜蛾Spodoptera litura为研究对象,从探究斑痣悬茧蜂成虫期脂质合成规律入手,继而解析寄生蜂调控寄主斜纹夜蛾免疫反应的分子机制,并从调控寄主脂肪酸代谢和海藻糖代谢两个角度,阐明脂肪酸合成酶基因(Fatty acid synthesis,FAS)和海藻糖酶基因(Trehalase,Tre)两个营养代谢关键基因在上述营养调控中的作用机制,从而深入揭示斑痣悬茧蜂调控寄主免疫及营养代谢的分子机制,为全面阐明斑痣悬茧蜂与斜纹夜蛾的互作关系奠定坚实基础。全文主要研究结果如下:(1)以内寄生性斑痣悬茧蜂为研究对象,使用同位素~(13)C标记葡萄糖饲喂法检测斑痣悬茧蜂成虫期脂质合成能力;同时利用气相色谱法测定FAS在斑痣悬茧蜂四种常见脂肪酸合成中的作用。结果表明,短时间(3 d)饲喂~(13)C标记的葡萄糖后,在斑痣悬茧蜂成虫中未检测到被~(13)C标记的棕榈酸和硬脂酸信号;而长时间(15 d)饲喂~(13)C标记的葡萄糖后,在斑痣悬茧蜂成虫中检测到被~(13)C标记的棕榈酸和硬脂酸信号。从课题组前期研究中鉴定得到两个在斑痣悬茧蜂成虫期高表达的MpFASs基因(MpFAS1和MpFAS2)。利用RNAi方法成功沉默MpFAS1后,斑痣悬茧蜂成虫中的棕榈酸、油酸、亚油酸和α-亚麻酸的含量均显著降低。以外寄生性桑蟥聚瘤姬蜂Iseropus kuwanae成虫为参考系,从桑蟥聚瘤姬蜂成虫转录组数据库中鉴定得到两个IKFASs基因(IKFAS1和IKFAS2)。qRT-PCR结果显示,IKFAS1在取食寄主后的桑蟥聚瘤姬蜂中的表达量最高,而IKFAS2的表达量则相对较低。RNAi试验表明,沉默IKFAS1后,桑蟥聚瘤姬蜂体内甘油三酯含量显著降低。同时发现,沉默IKFAS1后,与卵巢发育相关的卵黄原蛋白基因(Vitellogenin,Vg)的表达量显著降低。上述结果表明,斑痣悬茧蜂成虫具有脂质合成的能力,但需要经过长时间方能完成。FASs在内寄生性和外寄生性寄生蜂的脂质合成过程中均发挥了关键作用,且FASs可能在寄生蜂生殖系统的发育中也发挥重要作用。(2)在斑痣悬茧蜂-斜纹夜蛾体系中,构建了斜纹夜蛾幼虫响应斑痣悬茧蜂寄生的差异转录组数据库,并从中筛选出5446个差异表达基因(Differentially Expressed Genes,DEGs),其中2585个DEGs上调表达,2861个DEGs下调表达。在这些DEGs中,鉴定得到82个免疫相关基因和27个脂质代谢相关基因。从免疫相关的DEGs中鉴定到1个斜纹夜蛾β-1,3-葡聚糖结合蛋白基因(Taurine配制β-1,3-glucan binding protein,SlβGBP),qRT-PCR结果显示,SlβGBP在斜纹夜蛾被寄生蜂寄生1 d后表达量最高。沉默SlβGBP后,酚氧化酶原级联反应受到干扰,被寄生的斜纹夜蛾幼虫血淋巴中酚氧化酶(Phenoloxidase,寻找更多PO)的活性显著降低,寄生蜂的寄生率显著升高。上述结果表明,斑痣悬茧蜂寄生显著改变了斜纹夜蛾免疫反应和营养代谢。βGBP在斑痣悬茧蜂调控寄主免疫反应并最终确保子代蜂存活率的寄生过程中发挥关键作用。(3)从构建的斜纹夜蛾幼虫响应斑痣悬茧蜂寄生的差异转录组数据库中筛选鉴定到2个脂肪酸合成酶基因FASs基因(SlFAS1和SlFAS2)。qRT-PCR检测结果表明,SlFAS1和SlFAS2均在3龄幼虫中表达量最高,且在脂肪体中的表达量最高。利用RNAi成功沉默SlFAS1后,α-亚麻酸含量显著降低,棕榈酸、油酸和亚油酸含量未发生显著变化,斜纹夜蛾幼虫脂肪体中的脂滴显著减少,甘油三酯含量显著降低。此外,沉默SlFAS1后斜纹夜蛾成虫的畸形率显著升高。在被斑痣悬茧蜂寄生1 d后的斜纹夜蛾幼虫中SlFAS1和SlFAS2的表达量均显著升高。利用脂质代谢组学的方法检测了被斑痣悬茧蜂寄生后的斜纹夜蛾体内脂肪酸的动态变化。结果表明,在被寄生的斜纹夜蛾幼虫中检测到24种中长链脂肪酸,与健康斜纹夜蛾幼虫相比,α-亚麻酸、棕榈酸、油酸、亚油酸等19种脂肪酸的含量显著降低,十三烷酸等5种脂肪酸的含量没有明显变化。上述结果表明,FASs在斜纹夜蛾脂质合成、变态发育和响应斑痣悬茧蜂寄生中发挥了重要作用,斑痣悬茧蜂寄生显著改变了斜纹夜蛾幼虫的脂肪酸代谢。(4)从构建的斜纹夜蛾幼虫响应斑痣悬茧蜂寄生的差异转录组数据库中筛选鉴定到2个差异表达的Tre基因(SlTre1和SlTre2)。qRT-PCR检测结果表明,SlTre1和SlTre2均在被寄生后第5 d表达量最高。沉默SlTre124 h后,被寄生的斜纹夜蛾幼虫体内海藻糖含量显著降低,葡萄糖含量也显著降低。沉默SlTre1或SlTre2immediate postoperative后,海藻糖酶活性均显著降低。沉默SlTre1 96 h和108 h后,子代蜂结茧率显著降低。ds SlTre1和ds SlTre2注射组子代蜂的茧重显著低于ds GFP注射组。ds SlTre1注射组的子代蜂羽化率与对照组相比无显著差异,而ds SlTre2注射组的羽化率显著降低。同时,在ds SlTre1和ds SlTre2注射组中子代蜂的成虫畸形率显著升高。沉默SlTre1或SlTre2后,子代蜂成虫的后足胫节长度明显缩短。使用海藻糖酶抑制剂Validamycin A处理被斑痣悬茧蜂寄生的斜纹夜蛾幼虫后,SlTre1和SlTre2的表达量均显著降低。在Validamycin A处理24 h和48 h后海藻糖的含量显著增加,而在Validamycin A处理24 h时葡萄糖的含量降低。此外,Validamycin A处理后,海藻糖酶的活性显著降低。Validamycin A处理显著延缓了子代蜂的发育,子代蜂的羽化率显著降低,且畸形蜂成虫的数量明显增多,后足胫节的长度显著缩短。上述结果表明,斑痣悬茧蜂寄生显著提升斜纹夜蛾幼虫体内海藻糖代谢水平,且这种诱导作用有利于子代蜂的发育。本研究的结果表明,斑痣悬茧蜂成虫合成脂质需要经过较长时间完成,FASs在寄生蜂的脂质合成中发挥了关键作用。斑痣悬茧蜂寄生显著改变了斜纹夜蛾的免疫反应和营养代谢过程,FASs和Tres分别在斑痣悬茧蜂调控斜纹夜蛾脂肪酸代谢和海藻糖代谢中具有重要作用。本研究获得的结果为充分揭示斑痣悬茧蜂与斜纹夜蛾的互作关系提供了重要参考,也为充分发挥斑痣悬茧蜂的生防潜能提供了重要依据。