赤拟谷盗是重要的储粮害虫之一,目前主要依靠化学药剂进行防治,但长时间高剂量地使用化学药剂导致赤拟谷盗产生不同程度的抗药性,因此迫切需要研发新型绿色环保杀虫剂。植物精油由于具有杀虫活性高、作用方式多样、低毒和对环境友好等优点,已经被广泛用于防治储粮害虫。植物精油对储粮害虫不仅具有熏蒸、驱避、触杀、拒食作用,还能抑制其生长发育。课题组前期研究发现茶树精油主要活性成分4-松油醇对储粮害虫熏蒸效果显著,基于此本论文探究了4-松油醇对赤拟谷盗幼虫化蛹和蛹羽化的影响,利用代谢组学筛选出差异代谢物及其富集通路,进一步解析了影响幼虫化蛹和蛹羽化的代谢通路中关键酶的活性和相关基因表达水平,并通过分子对接技术模拟了4-松油醇与相关蛋白作用方式和结合位点,研究结果为开发赤拟谷盗绿色防控技术提供了理论基础。主要研究结果如下:1、4-松油醇处理影响赤拟谷盗幼虫化蛹和蛹羽化以赤拟谷盗幼虫和蛹为供试昆虫,研究了不同处理时间和剂量的4-松油醇对赤拟谷盗化蛹和羽化的影响。结果显示暴露于4-松油醇胁迫的赤拟谷盗幼虫化蛹率在各处理时间下整体均低于对照组,其中以14.4μL/L浓度的4-松油醇熏蒸赤拟谷盗幼虫时,在各处理时间下幼虫化蛹率均下降20%以上;4-松油醇熏蒸处理赤拟谷盗蛹时,暴露于4-松油醇胁迫的赤拟谷盗蛹羽化率在各处理时间下整体均低于对照组;此外,赤拟谷盗蛹羽化后成虫畸形率显著增加,以8.0μL/L浓度的4-松油醇熏蒸蛹时,在各处理时间下成虫畸形率均达到80%以上,熏蒸2 d时成虫畸形率高达100%,并且羽化后的畸形赤拟谷盗成虫在较短时间内快速死亡。结果表明4-松油醇熏蒸处理降低赤拟谷盗化蛹率和羽化率,导致成虫畸形率增加。2、4-松油醇处理影响赤拟谷盗多种代谢物含量及代谢通路对赤拟谷盗幼虫和蛹的代谢组数据进行分析,结果显示4-松油醇熏蒸处理赤拟谷盗幼虫对脂肪酸降解、氨基酸生物合成、ABC转运、丙酸代谢和赖氨酸代谢等途径具有显著影响,其中,处理组中海藻糖含量较对照组下降40%;4-松油醇熏蒸处理赤拟谷盗蛹对氨基酸合成、β-丙氨酸代谢、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、ABC转运和氨酰生物合成等途径具有显著影响,其中,处理组中L-天冬氨酸和β-丙氨酸的含量分别是对照组的1.61倍和1.84倍,L-天冬氨酸与β-丙氨酸参与丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢途径。3、4-松油醇处理对Cht、Tre和HK酶活性具有显著影响采用三角瓶熏蒸法处理试虫后测定试虫体内几丁质酶(Cht)、海藻糖酶(Tre)和己糖激酶(HK)的活性,结果表明:采用14.4μL/L浓度的4-松油醇熏蒸处理赤拟谷盗幼虫后,与对照组相比,赤拟谷盗体内几丁质酶活性在各处理时间下均降低28%以上;海藻糖酶活性在各处理时间下降低21%以上;己糖激酶活性在各处理时间下降低34%以上。采用6.0μL/L浓Pathology clinical度的4-松油醇熏蒸处理赤拟谷盗蛹后,几丁质酶活性2 d时下降30%,随着时间的推移,几丁质酶活性有些变动,但整体酶活性均显著低于对照组;己糖激酶活性4 d和5 d时下降31%以上,具有明显的抑制作用;而海藻糖酶活性整体增加40%以Adezmapimod配制上,具有明显的促进作用。4、4-松油醇处理影响几丁质及黑色素合成基因m RNA表达水平运用RT-q PCR技术对几丁质合成及黑色素合成途径中相关基因进行m RNA水平解析,结果显示4-松油醇熏蒸处理赤拟谷盗幼虫后CHS2、HK、Tre2和Cht基因表达量整体呈现下降趋势。其中Cht基因表达水平显著降低,与对照组相比,熏蒸处理3 d后基因表达量下降80%以上;CHS2与HK基因表达量在4 d和5 d时同样下降80%以上;Tre2基因表达量在各处理时间下均降低50%以上。4-松油醇熏蒸处理赤拟谷盗蛹后,CHS2基因表达水平在2 d和4 d时较对照组下降35%以上;Tre基因表达水平均呈显著上升趋势,其中TRE5表达水平较对照组上升了2.8倍以上,具有显著性差异;黑色素合成基因表达水平整体表现出上调趋势,其中处理组的Lac2、Nat和CPRA2B2基因表达水平与对照组相比分别上升50%、40%和30%,CPRA2B3、CPR7、CPR17和CPR18.6基因表达量与对照组相比分别上升1.16倍、2.4倍、1.07倍和1.4倍;而ADC和Ebony基因表达水平在2 d、3 d和5 d时分别上升11.1倍以上和2.8倍以上,说明4-松油醇可能诱导黑色素合成相关基因的表达。5、分子对接模拟4-松油醇与几种蛋白的结合位点及作用方式利用Alpha Fold2软件对LY2835219抑制剂赤拟谷盗ADC、Cht、Ebony、Lac2、CPR和Tre进行蛋白结构预测。利用计算机辅助分析ADC、Cht、Ebony、Lac2、CPR和Tre与4-松油醇的结合位点及作用方式。结果显示:ADC、Cht、Ebony、Lac2和Tre与4-松油醇的作用方式主要是氢键和疏水作用,分析结合能发现,4-松油醇与Tre结合能最低为-52.8328 kcal/mol,4-松油醇与ADC、Cht、Ebony和Lac2的结合能均低于阈值-7.0 kcal/mol,具有强烈的结合活性,而CPR缺少蛋白空腔,无法与4-松油醇进行分子对接。