遷飛性害蟲褐飛虱地磁定向的始發機制研究

《遷飛性害蟲褐飛虱地磁定向的始發機制研究》是依託中國科學院電工研究所，由潘衛東擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：遷飛性害蟲褐飛虱地磁定向的始發機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：潘衛東
• 依託單位：中國科學院電工研究所

項目摘要

本項目以遷飛性害蟲褐飛虱為研究對象，重點開展其地磁定向機理研究，以發現不同翅型、性別和發育歷期褐飛虱產生磁性物質的始發機制，在明確褐飛虱體內地磁定向物質基礎上，盛希構建基於模型和實驗相結合的遷飛磁定向的唯象理論。具體研究內容包括付淋寒己：（1）通過蔗糖沉降技術純化蟲體腹部磁性物質，利用能量分散X-射線微分析、超導量子干涉磁強計、電子順磁共振分析等，表征磁性物質的物化特性，開展磁定向的始發機制研究；（2）通過外加磁場和共聚焦雷射掃描技術，研究磁性物質在磁場作用下的粒徑變化和回響幅度；利用鈣離子螢光探針及微管和微絲合成抑制劑，研究胞內鈣離子的含量變化，闡明磁信號的傳遞和識別機制；（3）通過積分軌跡模型計算褐飛虱的遷飛軌跡，將結果疊加在地磁分布圖上；結合實際地磁參數和相應蟲情分析報告研究遷飛過程中的磁定向機制，建立相應的唯象理論。為明確褐飛虱遷飛定向盛說虹提供直接的試驗依據，並服務於褐飛虱的預測預報及其害蟲治理。

結題摘要

本項目以遷飛性害蟲褐飛虱為研究對象，重點開展其地磁定向機理研究，以發現不同翅型、性別和發育歷期褐飛虱產生磁性物朽厚局滲質的始頌雅廈發機制，疊牛海在明確褐飛虱體內地磁定向物質基礎上，構建基於模型和實驗相結合的遷飛磁定向的唯象理論。主要研究內容包括磁定向的始發機制研究，主要是內源性磁性物質的表征與分析；磁信號的傳遞和識別機制研究，主要包括外磁場對昆蟲表觀生物學效應和磁感受信號分子的表達傳遞及機制；磁定向的唯象理論研究，主要是在遷飛磁定向的始發機制研究基礎上，結合遷飛軌跡模型，建立相應的唯象理論。重要結果：首次證實在褐飛虱腹部存在內源性納米磁顆粒（粒徑50-450nm；主要成分為Fe3O4）。該磁顆粒在若蟲及長、短翅型成蟲體內均有發現，且長翅型雌成蟲體內磁顆粒含量最高。圍繞近零磁場對三種稻飛虱生長、發育和生殖的表型影響，以及對褐飛虱隱花色素基因的克隆與時空表達分析等取得了一系列原創性成果，並首次提出了白背飛虱體內潛在的隱花色素（“自由基對”假說中的磁受體）介導的激素信號轉導磁生物學效應機制。為解析遷飛性害蟲的地磁定向本質及規律提供了重要依據，灶祖跨為今後開展其他遷飛性害蟲地磁場介導的遷飛、定向行為及進化生物學研究指明了方向。