大气CO_2不同浓度对灰飞虱获毒与传毒的影响研究

本世纪初,由灰飞虱Laodelphax striatellus传播的条纹病毒(RSV)引起的条纹叶枯病在长江中下游广大稻区肆虐,给这些地区的水稻生产带来了灾难性影响。本文采用模拟气室法,研究了大气CO_23个浓度(370μL/L(CK)、470μL/L和570μL/L)对媒介害虫灰飞虱获毒与传毒的影响。结果表明,灰飞虱获毒个体数与灰飞虱的取食时间成正比,在有毒稻株上取食时间越长,获毒的灰飞虱个体数越多。不同CO_2浓度间,取食相同时间后的灰飞虱获毒个体数虽有差异,但没有达到显著水平。鉴于稻株获得RSV与病毒病的症状显现之间存在较长的时间差,本文通过提取水稻植株体内的RNA并借助RT-PCR技术,研究判定被害稻株是否已经获得了RSV,从而间接证明灰飞虱的传毒力。研究结果显示,CO_2浓度对灰飞虱的传毒力有影响:470μL/L CO_2浓度条件下灰飞虱的传毒力最强。研究还发现,在处理的3个CO_2浓度范围内,灰飞虱只要取食为害稻苗1 h,水稻中就能检测到条纹病毒(RSV)。说明灰飞虱的传毒速率还是较快的。     

水稻条纹叶枯病毒对灰飞虱生物学特性及若干生理生化特性的影响

【目的】为明确水稻条纹叶枯病毒(Rice stripe virus,RSV)侵染对灰飞虱Laodelphax striatellus(Fallén)生长发育的影响,本文比较研究了带毒与无毒灰飞虱发育历期及寿命、卵巢发育及体内相关酶活力等生物学特征和生理生化指标间的差异。【方法】利用单管饲养法,比较分析了带毒与无毒灰飞虱若虫历期与成虫寿命;通过解剖灰飞虱卵巢,观察并统计不同卵子级别与数量,研究携带RSV病毒对灰飞虱卵巢发育的影响;利用多种酶活力测定方法,比较带毒与无毒灰飞虱若虫期5种相关酶活力的差异。【结果】无毒灰飞虱雌、雄若虫历期分别为(16.30±0.33)d和(15.62±0.21)d;带毒灰飞虱雌、雄若虫历期分别为(19.08±0.43)d和(18.50±0.58)d,表明RSV侵染显著延缓了灰飞虱若虫的生长发育(t-test,P0.001);而无毒灰飞虱雌、雄成虫寿命分别为(10.74±0.81)d和(14.46±1.34)d;带毒灰飞虱雌、雄成虫寿命分别为(9.09±1.27)d和(13.55±2.38)d,表明RSV侵染对灰飞虱成虫发育没有显著影响。解剖羽化后的灰飞虱卵巢经统计分析后,发现RSV侵染后灰飞虱的卵巢发育及卵子发生并未受到明显影响。对发育至3龄若虫后12、24、120 h的无毒与带毒灰飞虱进行相关的酶活力测定,包括保护酶系超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT、解毒酶系谷胱甘肽-S转移酶GST和乙酰胆碱酯酶Ach E,发现RSV侵染对灰飞虱体内相关生化酶活力大小无明显影响,但可改变酶活力的变化趋势。【结论】RSV侵染显著延长灰飞虱若虫发育历期,但对成虫的寿命和卵巢发育无明显影响,对体内保护、解毒等相关代谢酶活力大小没有显著影响,但却可以改变酶活力的变化趋势,推测RSV与灰飞虱不存在典型的互惠互利关系。     

灰飞虱内生病毒HiPV外壳蛋白VP1多克隆抗体的制备及在病毒检测中的应用

【目的】前期发现水稻条纹病毒(rice stripe virus, RSV)可与介体灰飞虱Laodelphax striatellus体内的HiPV病毒(Himetobi P virus, HiPV)互作。本研究旨在制备HiPV外壳蛋白VP1的多克隆抗体,并评估其在HiPV病毒检测中的可用性,以为深入研究HiPV-RSV和HiPV-灰飞虱的互作机制提供技术支持。【方法】以RT-PCR方法从灰飞虱成虫体内扩增HiPV主要外壳蛋白基因VP1,然后将VP1基因亚克隆至原核表达载体pET-32a中,构建表达载体pET-VP1。将重组质粒转化大肠杆菌Escherichia coli BL21 (DE3),经IPTG诱导、Ni²⁺-NTA亲和层析纯化,获得重组蛋白,免疫新西兰大白兔,制备抗体。【结果】从灰飞虱体内克隆到774 bp的HiPV外壳蛋白基因VP1,经原核表达、纯化,获得分子量约47.5 kD的融合蛋白,免疫新西兰大白兔后获得VP1多克隆抗体。该抗体间接ELISA效价达1∶819 200,与HiPV外壳蛋白VP1有特异性反应,而与灰飞虱蛋白无交叉反应。利用该多克隆抗体建立了检测单头灰飞虱成虫体内HiPV的Western blot和免疫捕获RT-PCR方法,检测结果显示HiPV在携带和不携带RSV的灰飞虱高亲和性群体内均广泛存在。【结论】利用制备的HiPV的VP1多克隆抗体可特异性检测灰飞虱体内HiPV。本研究为HiPV病毒的快速检测以及HiPV-RSV互作、HiPV-灰飞虱互作研究提供了技术支持。     

水稻条纹病毒胁迫下灰飞虱基因的差异表达

水稻条纹病毒(rice stripe virus, RSV)主要由介体昆虫灰飞虱Laodelphax striatellus以循回增殖型方式经卵传播, 目前RSV与灰飞虱间的互作研究很少。为了研究RSV侵染对灰飞虱基因表达的影响, 采用5条随机引物和3条锚定引物, 利用mRNA差异显示(differential display RT-PCR, DDRT-PCR)技术分析了带毒和无毒灰飞虱种群基因表达差异。且利用正交实验优化了DDRT-PCR反应体系中的模板浓度、锚定引物浓度、随机引物浓度、dNTPs浓度、镁离子浓度及Taq酶用量。结果表明: 最佳DDRT-PCR体系(25 μL)为cDNA 3.0 μg, 随机引物2.0 μmol/L, 锚定引物2.5 μmol/L, dNTPs 200 μmol/L, Mg²⁺ 2.0 μmol/L, Taq 酶2.0 U。mRNA差异显示共获得35条差异片段, 选取其中6条经RNA斑点杂交验证, 获得了4条阳性差异片段。其中3条阳性片段为带毒灰飞虱种群特异表达, 分别与5-羟色胺受体1D、 旋转酶B、 60S核蛋白L40高度同源, 无毒灰飞虱种群中特异表达的一条阳性片段在NCBI核酸数据库中比对无同源序列。DDRT-PCR优化体系的建立及部分差异片段的获得为进一步研究灰飞虱与RSV间的互作提供了帮助。     

灰飞虱中IKK相关基因的鉴定及其在水稻条纹病毒侵染中的功能

【目的】本研究旨在鉴定灰飞虱Laodelphax striatellus中的IκB激酶(IκB kinase,IKK)相关基因,并调查其在灰飞虱抗病毒中的作用,以进一步深入理解传毒介体应对植物病毒的先天免疫机制。【方法】通过生物信息学鉴定了灰飞虱基因组中IKK相关基因;以无毒及水稻条纹病毒(rice stripe virus,RSV)侵染的灰飞虱为材料,利用RT-PCR方法检测IKK相关基因在无毒灰飞虱各个龄期(卵、1-5龄若虫、雄成虫和雌成虫)及成虫不同组织(肠道、唾液腺、血淋巴、脂肪体、卵巢和精巢)中的表达量;利用qRT-PCR方法检测无毒以及RSV侵染后的灰飞虱IKK相关基因在各个龄期及成虫不同组织中的表达量;通过对3龄若虫注射IKK基因dsRNA进行RNA干扰后,利用qRT-PCR检测带毒灰飞虱中表示病毒含量的RSV外壳蛋白(CP)基因转录水平。【结果】在灰飞虱基因组中鉴定到了两个IKK相关基因即IKKα(GenBank登录号:MK903504)和TANK结合激酶1(TANK-binding kinase1)基因TBK 1(GenBank登录号:MN124506)。IKKα开放阅读框长2379 bp,编码792个氨基酸;TBK 1开放阅读框长1551 bp,编码516个氨基酸。两个基因编码的蛋白都具有1个保守的丝氨酸/苏氨酸激酶结构域和1个泛素折叠结构域。RT-PCR结果表明,IKKα和TBK 1在无毒灰飞虱各个龄期及成虫不同组织中均有表达。qRT-PCR分析结果表明,IKKα和TBK 1在RSV侵染后的灰飞虱各个龄期及成虫不同组织中的表达水平与其在无毒灰飞虱中的表达量之间存在明显差异。进一步将RSV侵染后的灰飞虱3龄若虫中的IKKα和TBK 1干扰后,带毒灰飞虱中的RSV含量显著上升。【结论】本研究结果表明,NF-κB信号途径中的两个重要基因IKKα和TBK 1在灰飞虱中广泛表达,且在灰飞虱抵御RSV的侵入过程中可能具有重要功能。这些结果为今后进一步深入研究NF-κB免疫通路在灰飞虱抗病毒中的功能提供了丰富的基础信息。     

北方水稻和小麦种植区麦田灰飞虱种群发生动态及其带毒率研究

灰飞虱Laodelphax striatellus(Fallén)是农业生产上的重要害虫之一,尤其是其传毒造成的危害更为严重。本文通过对山东省水稻种植区(包括稻麦轮作区与非轮作区)和小麦种植区灰飞虱田间种群发生量的系统调查、灯诱观测及其带毒率检测等得到如下研究结果:(1)与小麦种植区及水稻种植区非轮作麦田相比,稻麦轮作区麦田灰飞虱虫口密度高,可见稻麦轮作有利于灰飞虱种群发生危害;(2)山东省小麦种植区麦田灰飞虱仅发现携带黑条矮缩病毒,水稻种植区稻麦轮作田灰飞虱种群还检测到携带水稻条纹叶枯病毒;(3)灯诱高峰期灰飞虱带毒率与当地灰飞虱带毒率存在差异,说明有外来种群的迁入;(4)在检测的1 268头灯诱灰飞虱中只有1头体内同时检测到携带黑条矮缩病毒和水稻条纹叶枯病毒,可见灰飞虱可同时携带两种病毒,但概率极低。     

取食不同寄主植物的灰飞虱对药剂敏感性和解毒酶活性的影响

为了探索取食不同寄主植物的灰飞虱Laodelphax striatellus对药剂敏感性和体内解毒酶活性的影响,本研究在室内采用稻苗浸渍法分别测定了4种杀虫剂对取食水稻、小麦和稗草后的灰飞虱3龄若虫的毒力,同时比较了灰飞虱体内酯酶(ESTs)、谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)和多功能氧化酶(MFO)的活性.结果表明,用5种寄主植物连续饲养灰飞虱3代后,灰飞虱对三氟苯嘧啶的敏感性无明显变化,对吡虫啉、噻虫嗪和溴氰虫酰胺的敏感性存在一定差异但不显著.取食不同寄主植物的灰飞虱体内3种解毒酶活性存在明显差异,取食稗草的灰飞虱体内ESTs和MFO活性最高,取食水稻紫香糯2315的灰飞虱体内GSTs活性最高.研究结果表明取食不同寄主植物可影响灰飞虱对杀虫剂的敏感性和体内解毒酶的活性.     

灰飞虱体内类酵母共生菌异常毕赤酵母的分离培养及其对杀菌剂的敏感性

【目的】随着杀虫剂等化学农药的大规模使用,灰飞虱Laodelphax striatellus的抗药性不断增强,防治效果下降,因此寻找新的防治方法尤为重要。本研究探索使用杀菌剂来减少灰飞虱体内共生菌的数量,以降低灰飞虱的活力,为"抑菌防虫"提供理论依据。【方法】对灰飞虱体内的类酵母共生菌(yeast-like symbiotes,YLS)进行离体培养并鉴定,测定离体培养YLS对不同浓度不同种类杀菌剂的敏感性,将对其抑制作用明显的杀菌剂喷施于麦苗,待灰飞虱取食后统计灰飞虱死亡率、体重,并通过荧光定量PCR检测体内共生菌的数量变化。【结果】离体培养得到1株YLS,经碳源同化实验和18S r DNA分子鉴定,将该菌株归为异常毕赤酵母Pichia anomala,以变性梯度凝胶电泳(denatured gradient gel electrophoresis,DGGE)技术验证了该菌株在灰飞虱体内的存在。对杀菌剂敏感性的测定结果显示,70%丙森锌和50%戊唑醇+25%肟菌酯对P.anomala抑制效果明显,而氟吡菌胺+霜霉威盐酸盐(687.5 g a.i./L)与40%嘧霉胺对P.anomala的抑制效果较差。用对P.anomala抑制效果明显的两种杀菌剂(70%丙森锌和50%戊唑醇+25%肟菌酯)以800 mg/L浓度喷施麦苗,灰飞虱取食喷施麦苗后的死亡率分别达到46.7%与63.3%,显著高于对照,而体重比对照组显著低。荧光定量检测结果表明,灰飞虱体内3种共生菌(Noda菌、季也蒙毕赤酵母和异常毕赤酵母)的数量在使用了各种杀菌剂后均显著降低。【结论】结果说明,体外喷施杀菌剂对灰飞虱体内共生菌有抑制作用,进而对灰飞虱的生长存活产生影响,这为杀菌剂与杀虫剂的协同使用防治灰飞虱奠定基础。     

水稻条纹叶枯病的研究进展

水稻条纹叶枯病对水稻生产造成了广泛而严重的危害。水稻条纹叶枯病毒（RSV）是致病的元凶,而灰飞虱是传播者。RSV在植物体内能形成核糖核蛋白体（RNP）及内含体,但不形成病毒颗粒。每个RNP只含一种RNA。RSV的全基因组由4条单链RNA组成,编码7种蛋白,它们的具体功能正被逐渐阐明。目前对于RSV的致病机制和植物的抗病机制的研究也取得了进展。     

提高CO_2浓度对两种亚热带树苗叶片水分状况的影响

鼎湖山季风常绿阔叶林的主要优势乔木树种黧蒴和荷木的幼苗 ,盆栽于自然光照和人工调节 CO2 浓度为 50 0μl· L- 1或空气 CO2 ( 340μl· L- 1)的气罩中 3个月 .在各自生长条件下测定 ,高 CO2 下生长的黧蒴和荷木叶片平均气孔导度分别降低 1 3%和2 0 % ,蒸腾速率下降 2 0 %和 1 8% ,水分利用效率提高 1倍以上 ,不同 CO2 浓度下的植物叶片气孔导度和蒸腾速率日进程曲线也有明显差异 .处理后将幼苗置于自然条件下观测其后效应 ,第 7d时处理间的气孔导度和蒸腾速率皆无明显差异