黑腹果蝇对高盐的产卵避性反应及其生物学意义

作者：高露; 李钊; 赫晓媛; 甘颖; 金虹云; 闫琴; 白芃^*; 刘威^*

来源：昆虫学报, 2019, 62(01): 73-81.

DOI：10.16380/j.kcxb.2019.01.008

• 黑腹果蝇
• 高盐
• 产卵避性
• 味觉系统
• 发育历期
• 存活率

【目的】研究黑腹果蝇Drosophila melanogaster对高盐的产卵避性,并通过高盐下后代生存率和发育历期的变化来揭示这一现象的生物学意义。【方法】应用产卵双选择装置,检测黑腹果蝇和雅库巴果蝇D. yakuba雌成虫分别对含有0. 25和1 mol/L NaCl的培养基的产卵选择性;利用产卵装置,检测黑腹果蝇对1 mol/L NaCl的位置效应;通过强迫产卵实验检测钠盐胁迫下黑腹果蝇的产卵能力;通过毛细管摄食法和观察口器延伸,检测钠盐胁迫下黑腹果蝇的摄食行为。利用黑暗条件和突变体Orco2分别探究视觉和嗅觉对高盐的产卵选择性。通过外科手术法摘除黑腹果蝇前足部分味觉感受器,并使用咸味突变体Ionotropic Receptor 76b (IR76b),研究介导该行为的感觉系统。在含有不同浓度NaCl (0,0. 25,0. 50,0. 75和1 mol/L)的培养基上培养黑腹果蝇,探究NaCl对黑腹果蝇后代的发育历期和存活率的影响。【结果】雌性黑腹果蝇产卵对高盐产生避性反应,对0. 25和1 mol/L NaCl的产卵偏嗜指数分别为-0. 45和-0. 59;雅库巴果蝇对高盐的反应与黑腹果蝇相同,对0. 25和1 mol/L NaCl的产卵偏嗜指数分别为-0. 78和-0. 99;并且两种果蝇均对0. 25和1 mol/L KCl和CaCl2产生产卵避性反应。黑腹果蝇避开含0. 25和1 mol/L NaCl培养基,位置指数分别为-0. 74和-0. 88。高盐不影响黑腹果蝇的生育能力,其对0,0. 25和1 mol/L NaCl的产卵指数分别为5. 59,6. 63和5. 41。黑腹果蝇对0. 25和1 mol/L NaCl摄食产生明显排斥反应,摄食指数分别为-0. 37和-0. 41,且随浓度增大食欲越低。同时在黑暗条件下,黑腹果蝇对0. 25和1 mol/L NaCl仍产生了显著的避性反应,产卵偏嗜指数分别为-0. 49和-0. 59,摘除前足的黑腹果蝇对0. 25 mol/L NaCl的产卵偏嗜指数为-0. 05,IR76b突变体对高盐的产卵避性反应消失,对0. 25和1 mol/L NaCl的产卵偏嗜指数分别为0. 46和0. 39。0. 25 mol/L NaCl明显延长了后代成蛹时间0. 40 d,后代幼虫存活率降低了16. 5%,而在1 mol/L NaCl上后代卵完全不能形成蛹和成虫。【结论】黑腹果蝇雌成虫通过咸味感觉器官感知高盐而产生产卵避性反应,以促进后代的生长发育和提高后代的幼虫存活率。

• 单位
  山西医科大学汾阳学院