اثر القای دیاپوز بر میزان قندها و پلی ال ها و بیان ژن های مرتبط با دیاپوز در کرم خوشه خوار انگور Lobesia botrana (Lepidoptera: Tortricidae)
پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1266-25IPPC
نویسندگان
دانشگاه تربیت مدرس، گروه حشره شناسی
چکیده
خسارت کرم خوشه خوار انگور Lobesia botrana (Denis and Schiffermueller) (Lepidoptera: Tortricidae) در کشور از اهمیت اقتصادی قابل توجهی برخوردار است. در بهار لاروهای جوان نسل اول ابتدا از جوانه های گل دهنده و غنچه تغذیه کرده و روی آنها را با تارهایی می پوشانند و در نتیجه سبب خشکیدن گل ها و جوانه ها و ریزش آنها می گردند. لاروهای نسل دوم از غوره و لاروهای نسل سوم از انگورهای رسیده تغذیه می کنند. هدف از این مطالعه بررسی القای دیاپوز و اثرات آن بر محتوای قند ها و پلی ال ها می باشد. علاوه بر این، بیان چندین ژن مرتبط با دیاپوز مورد بررسی قرار گرفت. لاروها روی جیره غذایی مصنوعی در شرایط غیر دیاپوزی به مدت شش نسل، در دمای 5/0± 23 درجه سلسیوس، رطوبت نسبی 75 درصد و فتوپریود 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی پرورش داده شدند. متعاقباً، تخمهای یک روزه در فتوپریود 12 ساعت روشنایی و 12 ساعت تاریکی تحت شرایط دما و رطوبت یکسان قرار گرفتند تا دیاپوز القا شود. آزمایش در 3 تکرار و هر تکرار شامل 5 شفیره بود. شش ترکیب ترهالوز، گلوکز، مایواینوزیتول، ایزواریتریتول، مانیتول و گلیسرول در عصاره کل بدن شفیره های پرورش یافته آزمایشگاهی L. botrana در هر دو حالت دیاپوزی و غیردیاپوزی شناسایی شدند. نتایج نشان داد که افزایش گلوکز، گلیسرول و ترهالوز و مایواینوزیتول در تیمار دیاپوزی نسبت به تیمار غیر دیاپوزی معنی دار بود. همچنین گلوکز، گلیسرول و ترهالوز در مقادیر بالاتری در شفیرههای دیاپوزی وجود داشتند و به ترتیب 8/3 ، 3/2 و 1/2 برابر نسبت به شفیرههای غیردیاپوزی افزایش یافتند. همچنین سطح بیان شش ژن، از جمله heat shock protein 70 (HSP70)، heat shock protein 90 (HSP90)، trehalose phosphate synthase (TPS)، glycerol kinase (GK)، glycerol-3-phosphate dehydrogenase (GPDH)، DNA methyltransferase 1 (DNMT1)، در شفیره های دیاپوزی به طور قابل توجهی بالاتر بود. این یافته ها نشان می دهد که دیاپوز در این حشره در درجه اول با بیان ژن های مرتبط با دیاپوز و تجمع ذخایر ضروری در طول فصل سرد تنظیم می شود.
کلیدواژه ها
Title
Effect of diapause induction on the amount of sugars and polyols and the expression of diapause-related genes in European grapevine moth, Lobesia botrana (Lepidoptera: Tortricidae)
Authors
Neda Pirmoradi Amozegarfard, Saeid Moharami, Mohammad Mehrabadi, Azam Mikani
Abstract
The European grapevine moth, Lobesia botrana (Denis and Schiffermueller) (Lepidoptera: Tortricidae), damage to grapes is of significant economic importance in the country. In spring, the young larvae feed on the flowering buds and cover them with webs; as a result, they cause the flowers and buds to dry up and fall off. Larvae of the second-generation feed on unripe grapes and larvae of the third-generation feed on ripe grapes. The aim of this study was to investigate the induction of diapause and its effects on sugar and polyol content, as well as the expression of several genes related to diapause. The larvae were reared on an artificial diet under non-diapause conditions for six generations, maintaining a constant temperature of 23 ± 0.5 ºC, relative humidity of 75%, and a light-dark cycle of 16:8 h (L:D). Subsequently, one-day-old eggs were exposed to a photoperiod of 12:12 h (L:D) under the same temperature and humidity conditions to induce diapause. The experiment was conducted in 3 replications and each replication included five pupae. Six compounds, trehalose, glucose, myo-inositol, iso-erythritol, mannitol, and glycerol, were identified in the whole-body extract of L. botrana pupae reared in the laboratory in both diapause and non-diapause states. The results showed that the increase in glucose, glycerol, trehalose, and myo-inositol in the diapause treatment was significant compared to that in the non-diapause treatment. Furthermore, glucose, glycerol, and trehalose were present in higher quantities in diapausing pupae, exhibiting 3.8-fold, 2.3-fold, and 2.1-fold increases, respectively, compared to non-diapausing pupae. The expression levels of six genes, including heat shock protein 70 (HSP70), heat shock protein 90 (HSP90), trehalose phosphate synthase (TPS), glycerol kinase (GK), glycerol-3-phosphate dehydrogenase (GPDH), and DNA methyltransferase 1 (DNMT1), were significantly higher in diapausing pupae. These findings suggest that diapause in this insect is primarily regulated by the expression of diapause-associated genes and the accumulation of essential reserves during the cold season.
Keywords
European grapevine moth, Sugar alcohol, Stress-related genes, Cryoprotectant