因3个基因有利于子代种群 “大个子”雄虫受雌虫青睐

据中国农业科学院(以下简称中国农科院)最新消息,该院植物保护研究所(以下简称植保所)农业入侵生物预防与监控创新团队,基于qPCR技术等,对昆虫的种群繁衍能力与其配偶选择之间的密切关系进行了研究,阐明了豚草天敌广聚萤叶甲雌虫选择大体型雄虫交配的生物学意义和调控机制。 相关研究论文在线发表于动物学和生态学国际著名期刊《动物生态学》。 论文通讯作者、中国农科院植保所研究员周忠实介绍,在动物界,雌虫选择与雄虫交配通常产生一定的“繁殖与生存效益”。 最新的这项研究发现广聚萤叶甲雌虫对配偶具有明显的选择性,在大体型雄虫和小体型雄虫同时存在的情况下,雌虫更喜欢选择大体型雄虫;雌虫选择大体型雄虫交配后,其繁殖力显著提高。

不少研究认为,雄虫的精液蛋白能给雌虫卵巢发育和卵子发生提供必要的营养。 团队研究发现,雌虫选择与大体型雄虫交配时,不仅可以繁育出更多的子代,且发育过程中的子代存活率更高,种群的内禀增长率、局限增长率和净增长率亦显著升高。

经种群发展预测,选择与大体型雄虫交配的子代种群发展趋势明显加快。 有意思的是,雌虫选择与大体型雄虫交配后,其子代大体型的成虫也显著增多。 这说明选择大体型雄虫交配不仅可以促进雌虫的生殖,且对子代种群起到了明显优化的作用。 随后,团队基于qPCR技术等筛选得到在大体型雄虫精巢和附腺中高表达的基因OcACE,OcSFP和OcCBP,通过qPCR技术分析3个基因的表达谱,发现均在初羽化雄虫的附腺和睾丸中高表达,之后表达量趋于平稳,在雌雄虫不同的组织的表达谱发现,3个基因在初交配结束雌虫的交配囊中表达量高于其他组织2倍以上。 说明上述基因均为精液蛋白基因。

通过RNAi沉默雄虫体内3个基因后,与之交配的雌虫生殖力表现出明显下降。

进一步明确了精液蛋白在成虫生殖调控与种群繁衍中发挥着非常重要的作用。