有害生物综合治理论文..docVIP

成绩 中国农业大学 课程论文 论文题目：热激蛋白与昆虫的耐热性关系研究进展 课程名称：有害生物综合治理案例分析 任课教师： 吴学宏 班　　级： 植物保护13班 学　　号： S 姓　　名： 卫玉锋 热激蛋白与昆虫的耐热性关系研究进展 摘要：热激蛋白的诱导表达是昆虫机体抵抗高温胁迫的重要形式之一，在昆虫的抗逆反应中起着十分重要的作用。就有关昆虫热激蛋白的诱导表达，表达量，诱导表达的温度阈值及基因结构变异对其耐热性的影响方面的研究情况进行了综述。 关键词:热激蛋白 热胁迫 温度阈值 耐热性 昆虫是变温动物，保持和调节体温的能力不强，且环境温度直接决定着昆虫体温的高低变化，进而决定着其生命过程的特点，趋向和水平。因此，环境温度是影响昆虫生命活动的重要因素之一。在适宜的温度范围内，昆虫生命活动处于积极状态，体内能量消耗小，死亡率低，生殖力强；而当环境温度超过一定的限度时，昆虫的生命活动即会受到严重影响，甚至引起发育异常乃至死亡。对于不同种类的昆虫来说，其耐热性的高低也不相同，有些昆虫能够耐受较高的温度胁迫，在高于其正常生长温度较多的条件下仍能正常存活，而有些昆虫则对温度变化非常敏感，微小的温度波动就可能对其机体产生严重损伤。因此，昆虫的热胁迫耐受能力是决定其种群能否在特定生态环境下得以生存及延续的一个重要条件。目前，在全球气候变暖的大背景下，极端高温天气出现的频率显著增加，由此导致的物种多样性丧失的问题越来越引起人们的注意，因此，昆虫对高温胁迫的耐受性及其机理已经成为近年来昆虫学研究领域中深受重视的问题。 已有的研究结果表明，昆虫的热胁迫耐受能力除了与其遗传基础有关之外，不同的昆虫还会采用不同的生理及生化策略来抵御高温胁迫。如有些昆虫能在不同温度条件下改变细胞膜脂饱和度，有些则通过合成渗透性胁迫保护物质（如多元醇和海藻糖等） 来提高对高温的抵抗能力，而有些昆虫则能诱导表达热激蛋白或者补偿性表达某些关键酶的同工酶或异型酶等等。其中，热激蛋白的诱导表达是目前研究最多的，也是被认为与昆虫耐热性关系最密切的因素之一。热激蛋白（Heat Shock Proteins，HSPs）又称热休克蛋白或应激蛋白，是细胞或生物体在受到高温等逆境刺激后新合成的或合成量增加的一类蛋白质，它广泛参与各种生理代谢途径，在生物体的抗逆反应中起着十分重要的作用。目前，关于昆虫热激蛋白的诱导表达与其耐热能力的关系，国内外学者已进行了大量深入的研究，本文就目前这一领域已取得的一些研究成果作一简要综述。 1.热激蛋白的诱导表达能够提高昆虫机体的耐热性 生物体对热胁迫最基本的反应就是热激蛋白的表达。Ritossa等[1]遗传学家研究发现，短暂的热激处理能诱导黑腹果蝇唾腺的多线染色体发生膨突，膨突的生成表明该区染色体已被活化，后经Tissieres等[2]证实，在受热激的果蝇组织中产生一类新型的蛋白质，并称其为热激蛋白。Adams等[3]研究表明，一切生物细胞（包括原核细胞和真核细胞）受高温诱导时均能合成热激蛋白。 热激蛋白的表达能够提高生物体的耐热性，这是人们发现生物体内存在热激蛋白基因后最早认识到的。若给生物以非致死性热刺激，可以增强生物对第2次热刺激的抵抗力，例如非洲蝗虫在50摄氏度热激处理2h 后全部死亡，但在39—45℃之间短暂预处理之后，由于热激蛋白的诱导表达使其能在更高温度下存活[4]；太阳照射下的果蝇幼虫和蛹体内大量表达热激蛋白后，可以抵抗40℃高温[5]；拟麻蝇非滞育蛹在43℃条件下处理 2h，大量合成小分子HSP23，使蛹的耐热能力明显提高，且随着蛹进入滞育期，合成HSP23的mRNA表达增加，因此滞育蛹对环境温度变化有很大耐力[6]；精子发育对高温极为敏感，但果蝇的初生精母细胞在导入HSP70后对高温迟钝[7]。通过对热激蛋白基因缺失突变体的研究证明，至少某些热激蛋白对有机体在高温下的存活和耐热性的获得是必需的[8]。例如，把多拷贝的 HSP70 基因或HSP70反义基因转移到果蝇体内的分子试验证明，HSP70在果蝇耐热性的获得上具有重要作用[9-10]。这些研究结果均表明，热激蛋白的诱导能够提高昆虫机体对高温胁迫的耐受性。 2.热激蛋白的表达能够使昆虫快速获得耐热性 热激蛋白基因的存在还与细胞获得耐热性的速度有关。Solomon等[9]研究发现，当在培养的果蝇细胞中导入HSP70基因，其耐热性的获得比没有导入 HSP70 基因的细胞要快，当在果蝇细胞中导入抑制热激蛋白表达的基因时，其耐热性的获得要比没有导入 HSP70 基因的细胞慢。携带1