中华稻蝗几丁质脱乙酰基酶1基因的分子特性及功能

【目的】通过研究中华稻蝗Oxya chinensis几丁质脱乙酰基酶1 (chitin deacetylase 1, CDA1)基因的分子特性和生物学功能, 为新型农药靶标筛选提供理论基础。【方法】在中华稻蝗转录组数据库搜索获得几丁质脱乙酰基酶基因片段, 用生物信息学方法对其进行同源比对分析并作聚类关系图; 利用cDNA末端快速扩增（rapid-amplification of cDNA ends, RACE）获得该基因cDNA全长序列; 通过Real-time quantitative PCR(qPCR)方法检测OcCDA1在5龄若虫不同组织部位和不同发育时期的表达情况, 并采用RNAi技术研究OcCDA1在飞蝗生长发育中的功能。【结果】获得中华稻蝗几丁质脱乙酰基酶1基因全长cDNA,命名为OcCDA1（GenBank登录号：KP271171）。OcCDA1在前肠、体壁、后肠和脂肪体组织中高表达, 在5龄第1天表达量显著高于以后几天。RNAi结果显示, 注射该基因的dsRNA后, OcCDA1基因的表达量降低了93.3%。OcCDA1基因沉默后虫体出现进食减少、发育迟缓现象, 总死亡率达到95.2%,其中38.1%的试虫在蜕皮前死亡, 57.1%出现因蜕皮困难而死亡的表型。【结论】OcCDA1在中华稻蝗的发育中起着重要作用, 该基因沉默引起虫体进食减少和蜕皮异常从而导致死亡。     

几丁质合成抑制剂除虫脲对中华稻蝗的毒性效应研究

为研究几丁质合成抑制剂除虫脲对不同龄期中华稻蝗若虫的毒性效应,将除虫脲用丙酮溶解,稀释至不同浓度,点滴法处理试虫.结果表明除虫脲对2、3龄中华稻蝗若虫具有一定的毒性效应,试虫出现因蜕皮困难而死亡的现象,且影响其进食和增重.     

东亚飞蝗中肠几丁质酶基因的克隆、序列分析及组织定位

通过RACE方法,克隆了东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis (Meyen)几丁质酶基因 (LmChi)cDNA全序列 (GenBank 登录号：EF092841)。获得的cDNA全长1 604 bp,其中可读框1 452 bp, 编码483个氨基酸。推测其氨基酸序列与18家族昆虫几丁质酶有较高的相似性。与其他几丁质酶一样,东亚飞蝗几丁质酶序列也包含一个信号肽、一个几丁质酶活性位点、一个碳端丝氨酸富集区和一个几丁质结合域。半定量RT-PCR研究表明,LmChi基因只在东亚飞蝗不同发育阶段的中肠组织中表达,而在东亚飞蝗体壁、前肠和后肠均没有发现LmChi基因的转录。     

飞蝗细胞色素P450基因LmCYP6FD3的表达及其在杀虫剂解毒中的作用

【目的】研究飞蝗Locusta migratoria细胞色素P450基因的分子特性和生物学功能。【方法】搜索飞蝗转录组数据库,获得细胞色素P450基因cDNA序列,采用RT-PCR技术克隆目的基因cDNA全长序列。采用实时定量PCR(real-time quantitative PCR,RT-qPCR)技术测定其在飞蝗5龄若虫不同组织(胃盲囊、前肠、中肠、后肠、体壁、精巢、卵巢、肌肉、血淋巴、脂肪体和马氏管)中及不同发育阶段(卵、1-5龄若虫及成虫)的表达水平。采用RNA干扰(RNAi)技术沉默飞蝗2龄若虫细胞色素P450基因,检测基因的沉默效率,并研究该基因干扰后,2龄若虫对杀虫剂马拉硫磷、西维因和溴氰菊酯3种杀虫剂的敏感性。【结果】克隆获得飞蝗细胞色素P450基因的cDNA全长序列(Gen Bank登录号:KT316378),将其命名为LmCYP6FD3,其核苷酸序列全长为1 563 bp,编码521个氨基酸。研究发现该基因在飞蝗5龄若虫马氏管中高表达,其次是后肠和脂肪体中,在其他组织中的表达量相对较低;对LmCYP6FD3在飞蝗不同发育阶段的表达进行检测,发现该基因在飞蝗整个发育阶段均有表达,在若虫期表达量较高。RNA干扰结合杀虫剂生物测定结果表明,LmCYP6FD3在RNA干扰24 h时的沉默效率最高;2龄若虫点滴接触西维因,RNAi处理组(dsLmCYP6FD3注射组)与对照组(ds GFP注射组)相比,死亡率提高了32%。【结论】克隆获得飞蝗LmCYP6FD3的cDNA全长序列,该基因在飞蝗马氏管中高表达,并可能参与西维因在飞蝗体内的解毒代谢。     

蜕皮激素和有效霉素对粘虫几丁质合成酶B基因表达的影响

【目的】克隆粘虫Mythimnaseparata几丁质合成酶B基因的全长cDNA序列,研究该基因的时空表达特性,分析蜕皮激素(20-hydroxy ecdysone, 20 E)和有效霉素(Validamycin)对该基因表达水平的影响。【方法】本试验通过高通量测序法获得粘虫几丁质合成酶B基因的cDNA全长序列,利用RT-qPCR技术分析粘虫几丁质合成酶B基因在不同发育阶段和不同组织的特异性表达及蜕皮激素和有效霉素对其表达的影响。【结果】基因cDNA全长4 617 bp,包含一个完整开放阅读框,编码1个1 538个氨基酸组成的多肽,分子量为175.629 ku,理论等电点为5.96,包含17个跨膜螺旋,4个几丁质合成酶的标签序列CATMWHET,DGD,EDR和QRRRW及1个催化结构域。该基因命名为MsCHSB,GenBank登录号为KY348776。氨基酸序列比对表明,该基因与其他昆虫的几丁质合成酶B基因同源性高于52%,其中与蓓带夜蛾Mamestra configurata和棉铃虫Helicoverpa armigera的几丁质合成酶B基因同源性最高,分别为92%和83%。RT-qPCR技术表明粘虫在不同发育阶段和组织中均有mRNA的特异性表达,其中3龄第1天和中肠中MsCHSB基因相对表达量最高。注射10μg/μL浓度的蜕皮激素6 h和12 h后,表现为对该基因的诱导效应,与对照组差异显著;有效霉素处理后该基因相对表达量均被显著抑制,其中注射20μg/μL浓度的有效霉素48h后,抑制作用最为明显。【结论】本试验得到了一条新的粘虫几丁质合成酶B基因cDNA序列全长。蜕皮激素对MsCHSB基因的表达有一定的诱导作用,有效霉素对MsCHSB基因的表达有一定的抑制作用,该结果为进一步研究昆虫几丁质合成酶B打下了基础。     

型变过程中亚洲小车蝗体内保幼激素滴度及其代谢相关基因表达量的变化

【目的】本研究旨在明确亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus在不同发育阶段和型变过程中的保幼激素(juvenile hormone, JH) JHⅢ滴度及其代谢相关基因表达量的变化情况，为阐明保幼激素调控亚洲小车蝗型变中的生理功能奠定基础。【方法】采用高效液相色谱法测定散居型和群居型亚洲小车蝗不同发育阶段(4和5龄若虫及1, 4, 7, 10, 13和20日龄成虫)和3龄若虫群居化处理1, 3, 5和7 d时亚洲小车蝗血淋巴中的保幼激素JHⅢ的滴度变化；用qRT-PCR检测在群居化处理亚洲小车蝗3龄若虫1, 3, 5和7 d时保幼激素代谢相关的3种基因保幼激素酯酶(juvenile hormone esterase, JHE)基因、保幼激素甲基转移酶(juvenile hormone methyltransferase, JHAMT)基因和保幼激素环氧水解酶(juvenile hormone epoxide hydrolase, JHEH)基因的表达量；利用JHⅢ浸液处理散居型亚洲小车蝗3龄若虫后进行群居化处理，测定亚洲小车蝗型变率。【结果】JHⅢ在亚洲小车蝗血淋巴中的滴度甚微...     

中华稻蝗若虫不同龄期酯酶的特性

对中华稻蝗Oxya chinensis(Thunberg)1~4龄若虫的酯酶特性进行了比较研究。结果表明,不同龄期中华稻蝗的蛋白含量不同,随着龄期的增长,蛋白含量也随之增加,但各龄期增长的比例不同,2龄到3龄若虫蛋白含量增长的比例最大。不同龄期酯酶的总活力和比活力也不同,表现出相同的趋势,即随着龄期的增长,酯酶的总活力和比活力也随之增加,但在2龄到3龄期酯酶的活力增长最快。不同龄期酯酶动力学研究表明,不同龄期酯酶的Km值相近,无显著差异,Vmax值随着龄期的增长逐渐增大,这表明中华稻蝗若虫不同龄期酯酶活性的变化主要是量的变化,而非质的变异。中华稻蝗酯酶对3种底物亲和力的差异表明,-αNA是酯酶的最适底物。     

家蚕基质金属蛋白酶基因Bm-MMP的克隆、序列分析及表达研究

基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases, MMPs）家族是一类蛋白水解酶, 能够降解基底膜和细胞外基质中大部分蛋白质。为了研究MMPs对家蚕Bombyx mori基本生理功能的影响, 本文利用RACE和RT-PCR方法, 首次从家蚕蛹中克隆了一个MMP基因的全长cDNA, 命名为Bm-MMP。序列分析表明, Bm-MMP的mRNA存在两个选择性剪切变体, 分别命名为Bm-MMP-V1和Bm-MMP-V2。其中Bm-MMP-V1 cDNA全长为2 257 bp, 包含一个1 686 bp的开放阅读框, 编码561个氨基酸, 预测蛋白质分子量约为62.3 kD; Bm-MMP-V2 cDNA全长为2 188 bp。同源性分析表明, Bm-MMP-V1和Bm-MMP-V2的氨基酸序列与蜡螟Galleria mellonella的Gm1-MMP的氨基酸序列同源性最高, 均为88.8%;与黑腹果蝇Drosophila melanogaster的Dm1-MMP的氨基酸序列同源性, 分别为61.2%和64.3%。将Bm-MMP-V1的编码区连接到表达载体pET28a(+)上, 并在大肠杆菌BL21中进行原核表达, SDS-PAGE和Western blot分析结果表明, 带有6×His标签的融合蛋白被成功表达。半定量RT-PCR分析表明, Bm-MMP-V1和Bm-MMP-V2在4龄眠蚕、熟蚕、吐丝后36及48 h、预蛹中的表达量比5龄中食期与化蛹后的表达量高, 推测该基因与家蚕幼虫蜕皮变态有关;LPS诱导5龄3 d的幼虫, 其Bm-MMP-V1和Bm-MMP-V2在血液中的表达量升高, 推测Bm-MMP可能与免疫相关。本研究为进一步研究Bm-MMP在家蚕体内的作用机制奠定了基础。     

飞蝗可溶型海藻糖酶基因的序列分析及mRNA表达特性

海藻糖酶是海藻糖代谢过程中的一个关键酶, 在昆虫发育和能量调节中具有重要作用, 为进一步探讨海藻糖酶基因的功能, 本文分析了飞蝗Locusta migratoria一可溶型海藻糖酶基因的氨基酸序列并对其mRNA表达特性进行了研究。结果表明： 该海藻糖酶（TRE, GenBank登录号： FJ795020）不含有跨膜结构。系统进化树分析结果显示, 该酶与大豆蚜Aphis glycines、 豌豆蚜Acyrthosiphon pisum、 褐飞虱Nilaparvata lugens和灰飞虱Laodelphax striatella可溶型海藻糖酶具有较近的亲缘关系, 因此我们将该酶的基因命名为LmTre-1。对该基因在不同组织和发育时期表达量的荧光定量 PCR 分析表明： LmTre-1在卵发育前期、 中期的表达量都很低, 卵发育后期表达量显著提高; LmTre-1在5龄若虫和成虫被检测的组织部位中均有表达, 在体壁中的表达量最高, 其次是在脂肪体、 肌肉、 气管、 精巢及卵巢中; 5龄飞蝗刚蜕皮后LmTre-1在体壁中的表达量较高, 随着生长发育其表达量逐渐降低; LmTre-1在成虫发育期体壁中稳定高表达。LmTre-1的mRNA表达特性与几丁质合成酶1基因非常相似, 据此推测该基因可能与体壁几丁质的合成相关。本研究为深入探讨该基因的生理功能提供了重要的基础数据, 并为以海藻糖酶为杀虫靶标的农药筛选奠定实验基础。     

Initial analysis of the hemocyanin subunit type 1 (Hc1 gene) from <Emphasis Type="Italic">Locusta migratoria manilensis</Emphasis>

Hemocyanins are copper-containing (Cu⁺) proteins that transport oxygen in many arthropods hemolymph. We characterized Hc1 gene from the grasshopper species Locusta migratoria manilensis. In particular, we cloned and sequenced the corresponding cDNAs and studied their expression at different developmental stages. The cDNA of Hc1 gene (GenBank accession no.:HQ213937) is 2271 bp in length and the open reading frame is 2016 bp, which encodes a 672 amino acids protein with a calculated molecular mass of 77.9 kD and the isoelectric point of 6.06. Sequence alignment analysis result showed that this gene shares 94.7% identity with Schistocerca americana EHP. In addition, analysis of quantitative RT-PCR indicated that, LmiHc1 was expressed in the embyro (24, 39, 62, 86, 144, and 193 h after hatch), nymphs (1st instar, 2nd instar, 3rd instar, 4th instar and 5th instar) and in adult. These results showed that Hc1 plays an important role in grasshopper, which may be related to an enhanced oxygen supply. Phylogenetic analysis of insecta based on Hc1 are basically consistent with the morphology.     

美丽青背姬小蜂生物学特性研究

美丽青背姬小蜂Chrysonotomyiaformosa（Westwood）是美洲斑潜蝇的优势天敌,在美洲 斑潜蝇的自然控制中发挥着非常重要的作用。本文对其生物学进行了研究,结果表明：在实验 温度范围内,随着温度的升高,寄生蜂羽化趋早,羽化时间更集中,羽化高峰也更明显;随着 温度的升高,成蜂的寿命逐渐缩短。在提供清水时,寄主可以显著地延长雌蜂的寿命;在有寄 主时,提供10%蜂蜜水,雌蜂的寿命显著延长。美丽青背姬小蜂对3龄寄主幼虫有偏好,对3龄寄 主幼虫的致死率和寄生率都高于对1～2龄寄主幼虫的,且产下后代的雌雄性比为5.11∶1。在 实验温度范围内,发育历期随温度的升高而缩短。     

外源激素对褐飞虱翅型分化的影响

该文报道外源蜕皮激素(ED)和保幼激素类似物(JHA)对褐飞虱Nilaparvata lugens (Stal)翅型分化及体内酯酶活性、可溶性糖和游离氨基酸含量等的影响。褐飞虱在3、4龄若虫期经JHA处理后,所羽化出的成虫短翅型比例明显升高;而在5龄若虫期处理,所羽化出成虫的短翅型比例无明显变化。ED处理能增加3、4龄若虫体内酯酶活性、可溶性糖及游离氨基酸含量,而JHA处理则能有效地抑制ED的这些生物活性,这可能是JHA处理后褐飞虱成虫短翅型比例提高的生理生化基础。     

桃蚜脱皮对球孢白僵菌毒力的影响

室内测定了球孢白僵菌Beauveria bassiana BBSG8702菌株对桃蚜Myzus persicae 若蚜的毒力,并分析了若蚜脱皮与白僵菌有效侵染之间的关系。在21℃、1×10⁶/mL孢子浓度下, 1～4龄若蚜感菌后的累积死亡率分别为10.1%、2.1%、3.1%和40.2%,明显低于同样条件下成蚜的感菌死亡率(98.4%)。在若蚜各龄感菌死亡的个体中,1～4龄中分别有8.1%、50.0%、44.4%和98.0%的若蚜在死亡前发育到成蚜,且都能产下正常发育的后代。若蚜的感菌死亡率与接菌后到第一次脱皮的时间密切相关,脱皮早则感菌死亡率低,反之亦然。但试验中也发现有部分若蚜特别是低龄若蚜感菌后未完成第一次脱皮便死亡。观察了桃蚜在1、4龄早期感染球孢白僵菌后的发育、存活和生殖情况,结果表明：1、4龄早期若蚜接菌后第一次脱皮的时间早于未接菌若蚜,但提前幅度少于5%,在羽化为成蚜之前被致死的概率分别只有4.1%和0,在羽化为成蚜后8天内的生殖率与未接菌蚜虫的无明显差异。这些结果表明,若蚜的脱皮,尤其当蚜虫在低龄若蚜时受感染后的多次脱皮,可有效地摆脱球孢白僵菌分生孢子的侵染,降低该菌的毒力。     

Effect of mating combinations on the host parasitisation and sex allocation in solitary endoparasitoid,Aenasius arizonensis (Hymenoptera: Encyrtidae)

Aenasius arizonensis (Girault) is an important solitary endoparasitoid of Phenacoccus solenopsis Tinsley. To optimise the mass production of high-quality females, it is important to assess the influence of mating regimes on the progeny fitness and sex allocation. We, therefore, hypothesise that mating combinations in A. arizonensis adults emerged from different host instars may influence parasitism and sex allocation in the subsequent generation. Therefore, we compared three nymphal instars (1st, 2nd and 3rd) and adults host stages of P. solenopsis for parasitism and sex allocation by A. arizonensis. Further, F₁ female progeny of the parasitoid emerged from different host instars was henceforth evaluated for its fitness in six mating combinations. A. arizonensis females parasitised all the host stages except the 1st instar nymphs. The parasitised 2nd instar nymphs yielded only males, while the sex ratio in the later host instars was strongly female-biased. The parasitoid females preferred 3rd instar nymphs with respect to higher parasitism (74.0–84.0%) and produced more females in the F₁ progeny as compared to other host stages. F₁ females that emerged from 3rd instar nymphs produced significantly higher parasitism (74.0–79.0%). These mating combinations also yielded more female progeny in the F₂ generation. However, parasitism by F₁ females was significantly lower (9.0–12.0%) when mated with males that emerged from 2nd instar P. solenopsis nymphs. Moreover, latter combinations yielded only male progeny in F₂ generation. These findings can be used in laboratory mass rearing of this parasitoid vis-à-vis biological control of P. solenopsis.     

群居型和散居型东亚飞蝗雌成虫飞行肌的超微结构

应用电子显微镜对群居型和散居型东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis（Meyen）雌成虫背纵肌进行了比较观察。结果表明：群居型和散居型成虫背纵肌具有类似的亚细胞结构,飞行肌的肌原纤维具有1∶3粗细丝比例,每根粗丝由6根细丝环绕排列成六角形结构。飞行肌的发育和线粒体的形成均是渐进的过程,在不同日龄成虫间存在差异。肌节长度为2.1～3.4 μm;7和10日龄时群居型成虫肌节长度小于散居型;7日龄群居型肌原纤维直径显著大于散居型。背纵肌内线粒体含量约占肌纤维的20%～43%,两型飞蝗之间存在着显著的差异,7日龄时群居型线粒体占肌原纤维的比例高达42.96%,而散居型的只有22.45%;10日龄群居型线粒体含量为41.32%,散居型线粒体29.98%。上述差异可能是东亚飞蝗群居型成虫飞行能力显著强于散居型成虫的重要原因之一。