转换寄主对马尾松毛虫生长发育与繁殖的影响

在室内条件下,分别用马尾松针叶(Pinus massoniana Lamb.)、湿地松针叶(Pinus elliottii Engelm)、以及在不同的幼虫龄期从用马尾松针叶转移到用湿地松针叶饲养马尾松毛虫Dendrolimus punctatus Walker,观察转换寄主对马尾松毛虫生长发育与繁殖的影响。结果表明:(1)从用马尾松针叶饲养转换到用湿地松针叶饲养,可显著影响马尾松毛虫生长发育和繁殖参数;而且当在马尾松毛虫幼虫老龄期进行转换寄主饲养比低龄期转换寄主饲养,可显著缩短马尾松毛虫幼虫的发育历期,降低死亡率,同时,可显著增加幼虫体重、蛹重和化蛹率;对食物的营养效应也越强。(2)取食马尾松的松毛虫较取食湿地松的马尾松毛虫发育历期短,死亡率低,幼虫及蛹重增加,产卵量高。结果说明,马尾松毛虫从马尾松转换移到湿地松上取食对其生长发育与繁殖是不利的。     

马尾松诱导抗性对马尾松毛虫幼虫生长发育的影响

利用不同受害方式和受害程度的马尾松 (PinusmassonianaLamb.)针饲养马尾松毛DendrolimuspunctarusWalker虫幼虫 ,研究受害松针对幼虫生长发育的影响。结果表明 :马尾松毛虫取食受害松针后 ,幼虫的取食量下降 ,排粪量减少 ,对食物的消耗和利用指数降低 ,幼虫发育速率缓慢 ,死亡率增加 ,从而影响马尾松毛虫的种群动态     

不同林相的松针对马尾松毛虫生长发育的影响

为探讨混交林中松树对害虫的生态调控作用机制,研究了不同林分类型下马尾松林和湿地松林对马尾松毛虫生长发育的影响。结果表明,取食马尾松针叶的马尾松毛虫与取食湿地松针叶的相比,其发育历期缩短,死亡率降低,幼虫及蛹（雌、雄）重增加,化蛹率、羽化率和产卵量均提高;且其幼虫的代谢量（取食量与排泄量）更大,对食物的利用与消耗的各项指标均高。取食不同林分类型下的同一种松树（马尾松或湿地松）针叶的马尾松毛虫,以取食纯林松针的幼虫生长发育更快,死亡率更低,化蛹率、羽化率和产卵量更高,对食物的利用、转化和消耗率更强。混交林中的松针不利于马尾松毛虫的生长发育和种群增长。     

松墨天牛取食和人为损伤对马尾松针叶部分化学物质含量的影响

为探索松墨天牛Monochamus alternatus Hope与其寄主马尾松相互作用的关系,测定了松墨天牛取食和人为损伤1天、3天、6天、10天和15天后马尾松针叶营养物质和次生代谢物质含量的变化。结果表明： 松墨天牛取食和人为损伤均能引起马尾松针叶可溶性糖和粗多糖含量的下降,但虫害处理使新叶和老叶中可溶性糖降低更多。两种方式处理后10天马尾松新叶和老叶中蛋白质含量降到最低,然后逐渐回升; 相比较而言,虫害处理蛋白质含量降幅更大。松墨天牛取食和人为损伤均引起马尾松针叶单宁和黄酮类物质含量的增加,虫害处理的针叶中单宁和黄酮类物质的含量更高。结果提示马尾松对松墨天牛的取食为害具有特殊的应激反应机制。     

不同危害状态下寄主萜烯挥发物含量的变化及松墨天牛对其组分的触角电位反应

用气相色谱-质谱（GC-MS）联用法对5种生理状态（健康、人为物理损伤、饵木、取食和产卵）的马尾松Pinus massoniana和取食危害状态的雪松Cedrus deodara的萜烯进行分析。研究结果显示,5种生理状态下,α-蒎烯在萜烯组分中均占有最高比例。健康状态下马尾松树干和树枝中的萜烯组分不同且含量有显著差异。随着饵木的衰弱进程,α-蒎烯的相对含量显著减少,β-蒎烯的含量显著增加,我们推测,α-蒎烯与β-蒎烯的相对比例越小则寄主树势衰弱的程度越深,其两者比例的变化是马尾松寄主树势衰弱程度变化的一个重要信号。人为物理损伤的马尾松树干与树枝的α-蒎烯、β-蒎烯和β-水芹烯含量差异显著。不同产卵危害程度的马尾松树干萜烯类组分不同,同一产卵危害程度的马尾松树干上部和下部的多数萜烯组分相对含量差异显著,但变化无明显规律。取食危害状态下马尾松和雪松萜烯种类不同且含量差异显著。重度产卵危害马尾松树干与取食危害树枝萜烯中,α-蒎烯、β-蒎烯、柠檬烯和β-水芹烯相对含量差异显著。第13天的饵木与人为物理损伤的马尾松树干的萜烯中,饵木的β-蒎烯和柠檬烯相对百分含量均比人为物理损伤状态的高,而α-蒎烯则相反。α-蒎烯和β-蒎烯在取食危害树枝中的含量显著高于健康树枝,而β-月桂烯、β水芹烯和反式石竹烯在健康状态树枝中的含量显著高于取食危害树枝。除了α-蒎烯和β蒎烯,健康状态与产卵危害状态的马尾松树干萜烯相对含量大都差异显著。α-蒎烯,β-蒎烯和β-水芹烯在人为物理损伤与虫害状态的马尾松树干及树枝中含量差异较大。总之,α-蒎烯、β-蒎烯和β-水芹烯很可能是影响和调节松墨天牛取食和产卵行为最为重要的信号物质。松墨天牛Monochamus alternatus Hope对寄主萜烯的触角电位（EAG）表明,该天牛对β-蒎烯的EAG活性高于其他萜烯,乙醇也能引起较高的EAG反应活性,但总体上对单一萜烯的EAG反应活性不强,且存在雌雄差异。     

受害马尾松、湿地松挥发性化学物质的释放

萜烯类化合物是针叶树防御昆虫为害的重要组分。对盆栽马尾松、湿地松进行未受害、接虫咬食为害、人工剪叶处理后,用TCT-GC-M S分析了叶片挥发物的成分及相对含量。结果表明:人工剪叶后马尾松挥发物相对含量除α-蒎烯降低外,其余都有所升高,但挥发性化学物质相对含量出现高峰的时间没有规律性;虫害后,挥发物的相对含量除水芹烯降低外,其余均在1h升高,同时检测到p-薄荷-1.4(δ)-二烯,但其变化较小。湿地松受害后检测到7种挥发性化学物质,除人工剪叶后α-蒎烯、虫害后α-蒎烯、水芹烯相对含量降低外,其它挥发物的相对含量在不同的时间内都有所升高。β-蒎烯在两种松树受害后都有显著的变化,马尾松中的石竹烯没有明显的变化,氨茴酸-3,5-二甲基-3-乙烯基-4-己烯酯、大香叶烯D只在湿地松中检测到,而且其变化显著。     

马尾松枝条挥发性组分的鉴定及松墨天牛对其触角电生理反应

为研究松墨天牛Monochamus alternatus Hope取食期引诱剂,利用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术并与标样核对分析了马尾松(Pinus massoniana Lamb.)枝条挥发性气味的化学组成。结果表明,马尾松1年生、2年生、3年生枝条气味均由8种萜烯类物质组成,但各组分相对含量不同。经方差分析,α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、柠檬烯、萜品油烯、β-石竹烯在3种枝条中的相对百分含量的差异均达到极显著水平。1年生枝条中α-蒎烯、莰烯和萜品油烯的相对含量最小,分别为20.81%、0.43%和4.74%,而β-蒎烯、月桂烯和柠檬烯的相对含量最高,分别为12.37%、4.33%和4.53%。鉴定的化合物对松墨天牛雌雄成虫的触角电生理反应的实验,结果表明,松墨天牛雌雄成虫对α-蒎烯的反应最强,对β-石竹烯的反应最弱。     

马尾松（Pinus massoniana）、湿地松(Pinus elliottii) 挥发性化学物质的昼夜节律释放

用TCT-GC/MS分析了马尾松、湿地松挥发性有机化合物的昼夜节律变化。结果表明：马尾松昼夜节律中检测到的挥发物主要是萜烯类化合物,其中单萜种类最多,且α-蒎烯和β-蒎烯含量约占整个挥发物的80％,其次是含氧化合物等。这些挥发物的释放高峰多数在10:30,少数在1:30;整个变化中有两个低峰期,即13:30和22:30。湿地松中检测到的挥发物组分与马尾松相似,多数释放高峰在12:00~15:00之间;另一些在6:00;α-蒎烯的释放高峰在3:00,而此时其它挥发性化合物的释放量最低。挥发物的释放也受到外界环境的影响,一定范围内随着温度的升高、湿度的减小,其释放量增加。     

马尾松(Pinus massoniana)、湿地松(Pinus elliottii)挥发性化学物质的昼夜节律释放

用TCT-GC／MS分析了马尾松、湿地松挥发性有机化合物的昼夜节律变化。结果表明：马尾松昼夜节律中检测到的挥发物主要是萜烯类化合物,其中单萜种类最多,且α-蒎烯和β-蒎烯含量约占整个挥发物的80％,其次是含氧化合物等。这些挥发物的释放高峰多数在10：30,少数在1：30;整个变化中有两个低峰期,即13：30和22：30。湿地松中检测到的挥发物组分与马尾松相似,多数释放高峰在12：00-15：00之间;另一些在6：00;α-蒎烯的释放高峰在3：00,而此时其它挥发性化合物的释放量最低。挥发物的释放也受到外界环境的影响,一定范围内随着温度的升高、湿度的减小,其释放量增加。     

马尾松树针叶挥发性化学物质对松毛虫赤眼蜂嗅觉及寄生行为的影响

应用Y型嗅觉仪测定松毛虫赤眼蜂Trichogramma dendrolimi Matsumura对9种马尾松树针叶挥发性物质对的嗅觉行为反应,确定了4种对于松毛虫赤眼蜂有影响活性的马尾松树针叶挥发性物质。它们分别是α-蒎烯,β-蒎烯,柠檬烯,α-萜品醇乙酸酯4种物质,其中尤以α-蒎烯和β-蒎烯2种物质作用最显著。产卵生测实验中,4种活性挥发性物质的混合物分别与它们的单一成分、α-蒎烯、β-蒎烯分别与除去它们后的混合物进行比较。结果显示,与对照相比,它们均能对松毛虫赤眼蜂的产卵寄生率产生显著影响,该结果也和Y型嗅觉仪下的实验结果基本一致。但在单一物质和混合物对松毛虫赤眼蜂的寄生率影响比较中,混合物并没有使松毛虫赤眼蜂产生最高的寄生率,这说明可能是某种单一物质在其寄生过程中起主导作用。     

小菜蛾烟碱型乙酰胆碱受体α亚基cDNA的克隆、序列分析与不同发育阶段表达分析

烟碱型乙酰胆碱受体(nAChR)介导昆虫中枢神经系统中胆碱能突触兴奋性神经递质的快速传递,也是新烟碱类杀虫剂和多杀菌素的作用靶标。本研究利用RT-PCR和RACE技术,克隆了小菜蛾Plutella xylostella nAChR α亚基的一个新基因(Pxα8)的全长cDNA(GenBank登录号为EU914853)。Pxα8的cDNA序列全长1 744 bp,开放阅读框为1 602 bp,编码534个氨基酸,具有nAChR α亚基的典型特征,与其他昆虫nAChR α8亚基具有77%～96%的相似性,与果蝇nAChR β2亚基具有76%的相似性。Pxα8的开放阅读框存在单核苷酸多态性位点,导致多个位点氨基酸的替换。雌性4龄幼虫的多态性位点多于雄性4龄幼虫,而且雌、雄4龄幼虫的多态性位点均不相同。半定量RT-PCR研究结果表明,Pxα8 mRNA在成虫期表达量高于蛹期和4龄幼虫期。本研究结果为进一步研究小菜蛾nAChR 亚基的多样性和对多杀菌素的靶标抗性机制提供重要基础。     

三种内寄生蜂寄生对小菜蛾幼虫精子发生的影响

内寄生蜂寄生可能会引起寄主的寄生性去势。对小菜蛾Plutella xylostella与菜蛾啮小蜂Oomyzus sokolowskii Kurdumov (膜翅目： 姬小蜂科)、半闭弯尾姬蜂Diadegma semiclausum Hellén (膜翅目： 姬蜂科)、菜蛾盘绒茧蜂Cotesia plutellae (Kurdj.) (膜翅目： 茧蜂科) 3个寄生体系,利用形态学方法和蛋白质技术,研究了寄生对小菜蛾幼虫精子发生的影响。结果表明：菜蛾啮小蜂寄生对寄主的精子发生过程没有影响。半闭弯尾姬蜂寄生造成寄主精母细胞的细胞核畸形,精细胞的染色质超浓缩并趋向核膜,但能形成少量的精子;半闭弯尾姬蜂寄生会导致寄主精巢总蛋白的含量显著下降。菜蛾盘绒茧蜂寄生对小菜蛾幼虫精子发生的抑制程度最强,被寄生寄主的精母细胞出现肿胀,核膜皱缩,胞质中的线粒体发生病变;精细胞的染色体也出现超浓缩并趋向核膜,大量的精子溶解,无正常的精子形成;其精巢总蛋白含量的下降程度比姬蜂寄生的更为明显,且导致分子量为63.4 kD的主蛋白缺失。     

亚洲玉米螟幼虫体内酚氧化酶原激活蛋白酶cDNA片段的克隆与序列分析

为研究亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis (Guenée)幼虫体内酚氧化酶原激活蛋白酶（prophenoloxidase activating proteinase, PAP）表达调控的分子机理, 本研究根据不同昆虫酚氧化酶原激活蛋白酶基因序列的保守区域, 设计合成简并引物, 采用RT-PCR技术从亚洲玉米螟5龄幼虫中扩增出PAP的一段cDNA片段, 大小为509 bp, 编码169个氨基酸, 预测分子量为18.7 kD, 理论等电点(pI值)为5.1。该基因序列中含有丝氨酸蛋白酶样结构域中保守的催化三联体, 不含发夹结构域。BlastP分析结果表明: 该片段的氨基酸序列与烟草天蛾Manduca sexta PAP-3和冈比亚按蚊Anopheles gambiae发夹型蛋白B1的氨基酸序列一致性最高, 为47%; 与烟草天蛾PAP-2、家蚕Bombyx mori PPAE、 斜纹夜蛾Spodoptera litura PPAE-3、 蓖麻蚕Samia cynthia ricini PAP和黑腹果蝇Drosophila melanogaster丝氨酸蛋白酶7的氨基酸序列的一致性分别为45%, 45%, 44%, 43%和41%。构建系统发育树, 对其进化关系进行了初步分析, 结果显示: 亚洲玉米螟PAP与烟草天蛾PAP-3和斜纹夜蛾PPAE-3的亲缘关系较近, 与黑腹果蝇丝氨酸蛋白酶7和冈比亚按蚊发夹型蛋白B1的亲缘关系较远。这些结果说明克隆得到的cDNA片段为亚洲玉米螟幼虫PAP基因靠近羧基端的部分序列。     

两近缘种烟草上棉铃虫种群适合度的比较研究

分别在室内和自然条件下,比较研究了普通烟草和黄花烟草两种不同寄主植物上棉铃虫生长发育、食物转化和利用及种群增长情况。结果表明： (1) 室内26±1℃、75%±5% RH和16L∶8D光周期条件下,与普通烟草相比,黄花烟草上幼虫的发育历期显著延长,1龄和2龄幼虫的存活率及雌蛾产卵量显著下降,种群净增殖率（R₀=30.5374）和内禀增长率（r_m=0.0951）减小;(2) 6龄幼虫对两种烟草的近似消化率及其相对生长率无显著差异,但对黄花烟草的利用率和转化率显著下降,相对取食量显著提高;(3) 第2代棉铃虫在普通烟田的种群增长（I=1.9922>1）比黄花烟田（I=1.1581>1）快,“烟草和其他”对种群起主要控制作用,特别是对低龄幼虫;第3代棉铃虫在普通烟田的种群增长有所减慢但仍呈上升趋势（I=1.5994>1）,而在黄花烟田则呈下降趋势（I=0.6434<1）,低龄幼虫受烟草抗性和雨水等的影响较大,高龄幼虫被病菌感染的数量增多。这些结果表明,与普通烟草相比,黄花烟草不适合棉铃虫种群的增长和繁殖。     

松墨天牛成虫对幼虫虫粪挥发性物质的触角电位反应及林间驱避试验

为了研制松墨天牛Monochamus alternatus Hope驱避剂,本文利用触角电位技术和田间试验的方法研究了松墨天牛雌雄成虫对幼虫虫粪挥发性物质的触角电位反应及幼虫虫粪己烷提取物、合成化合物混合物的林间驱避作用。结果表明：α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯、柠檬烯和长叶烯均能引起松墨天牛雌雄成虫一定的触角电生理反应,而4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚不能引起松墨天牛雌雄成虫的触角电生理反应。林间驱避试验结果说明,幼虫虫粪的己烷提取物处理过的树干上的刻槽数明显少于对照树干上的刻槽数,二者具有极显著差异;有合成化合物的混合物存在的诱捕器诱捕到的雌虫数（平均值3.80±1.02）与对照诱捕到的雌虫数（平均值16.80±1.16）差异极显著。结果显示α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯、柠檬烯、长叶烯和4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚的混合物对松墨天牛雌虫具有驱避作用,有望开发出一类新的驱避剂。     

黄粉虫β-1,3-葡聚糖识别蛋白的分离纯化及部分生物学功能

采用中性盐沉淀、凝胶层析等常规方法纯化黄粉虫Tenebrio molitor血淋巴中的β-1,3-葡聚糖识别蛋白,并对其在酚氧化酶原激活系统中的作用进行了初步的研究。结果表明:黄粉虫血淋巴的β-1,3-葡聚糖识别蛋白的分子量约为70 kDa,主要分布于血浆中。纯化的β-1,3-葡聚糖识别蛋白只能特异性地识别β-1,3-葡聚糖而不能识别肽聚糖。在β-1,3- 葡聚糖所诱导的酚氧化酶原的激活过程中,随着酚氧化酶原激活程度的提高,内源性β-1,3-葡聚糖识别蛋白的含量逐渐减少。抗β-1,3-葡聚糖识别蛋白多克隆抗体对黄粉虫血淋巴中由β-1,3-葡聚糖所诱导的酚氧化酶活性起抑制作用,且该抑制作用呈现一种剂量依赖性的趋势。上述结果有助于深入了解β-1,3-葡聚糖对黄粉虫血淋巴酚氧化酶原激活系统的激活作用。     

感染稻水象甲的Wolbachia基因组中插入序列的鉴定与分析

共生细菌Wolbachia对宿主的生殖起多种调控作用。以往研究表明, Wolbachia基因组中广泛存在插入序列(insertion sequence, IS), 它们对宿主基因组的可塑性、 多样性和进化起重要作用。稻水象甲Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel在东亚是一种外来水稻害虫, 在原产地北美营两性生殖, 而在所有入侵地均营孤雌生殖。本研究采用PCR法从河北唐海孤雌生殖型稻水象甲体内克隆获得了Wolbachia的2条IS序列, 即ISWosp4和ISWosp6; 从美国德克萨斯州两性生殖型稻水象甲成虫体内克隆获得了Wolbachia的2条IS序列, 即ISWosp3和ISWosp5。碱基序列比对显示: ISWosp3和ISWosp4属于IS3家族IS3组成员, ISWosp5为IS4家族IS231组成员, ISWosp6为IS5家族IS1031组成员。对这些IS的ORF结构、 所编码氨基酸序列的结构等进行了分析, 推测ISWosp5具有潜在转座活性。所得结果增进了我们对Wolbachia IS3, IS4和IS5家族插入序列的认识, 同时为今后从IS的角度探讨Wolbachia与稻水象甲生殖的关系奠定了基础。     

棉铃虫P450基因CYP6AE12和CYP9A18的克隆与mRNA表达水平

采用RT-PCR和RACE技术克隆到2个新的棉铃虫细胞色素P450基因：CYP6AE12和CYP9A18。CYP6AE12的cDNA编码区长1 569 bp,编码523个氨基酸;CYP9A18的cDNA编码区长1 590 bp,编码530个氨基酸。用实时定量PCR技术分析了这2个基因在棉铃虫YS敏感品系和YS-FP抗性品系(由氰戊菊酯加辛硫磷混剂筛选YS品系而得) 6龄幼虫脂肪体和中肠中mRNA的表达水平。结果表明：CYP6AE12和CYP9A18的mRNA表达具有组织特异性,CYP6AE12在脂肪体中表达量较高,而CYP9A18在中肠中的表达量较高。与相对敏感品系YS相比,CYP6AE12在YS-FP抗性品系中肠和脂肪体中的mRNA表达量分别为YS品系的3.6倍和1.3倍;CYP9A18在YS-FP品系中肠和脂肪体的mRNA表达量分别为YS品系的0.3倍和1.0倍。CYP6AE12的过量表达与YS-FP品系棉铃虫的抗药性可能有一定关系。     

家蚕细胞周期蛋白基因BmCcnl1的克隆及表达分析

家蚕Bombyx mori由受精卵到完成胚胎发育孵化的过程中, 细胞进行大量的分裂和分化, 然而滞育性卵的胚胎细胞分化至G2期便停滞在此阶段。为了探索这一发育阶段细胞内的分子调控, 本研究以人Homo sapiens的细胞周期蛋白基因cyclin L1为模板, 成功克隆了家蚕同源基因BmCcnl1（GenBank登录号: FJ889988）。BmCcnl1基因开放阅读框（open reading frame, ORF）全长1 254 bp, 编码417个氨基酸。利用Protean软件分析得出BmCcnl1蛋白预测分子量为49 kDa, 等电点为9.84。利用DNA重组技术构建了BmCcnl1基因的重组表达载体pET-21d-BmCcnl1, 对其进行原核表达, 其表达的蛋白以包涵体形式存在。利用RT-PCR技术分析了BmCcnl1基因在胚胎发育过程中的转录水平, BmCcnl1基因在非滞育性卵的胚胎发育阶段基本保持相对稳定的转录表达, 而滞育性卵从蛾体产下经过72 h后已经检测不到BmCcnl1基因的转录。结果提示, BmCcnl1基因与胚胎期滞育及非滞育性卵的发育调控相关。对该基因的克隆和表达分析为今后研究家蚕胚胎发育及细胞周期调控奠定了基础。