棉铃虫嗅觉受体基因的克隆及组织特异性表达

昆虫嗅觉受体是一个高度变异的蛋白家族,但是其中一类嗅觉受体很特殊,它们在不同昆虫体内高度保守。该文作者从棉铃虫Helicoverpa armigera体内克隆得到了这类受体基因,命名为ORHarm。ORHarm编码473个氨基酸残基,序列中有7个跨膜区,是典型的G蛋白偶联的受体。ORHarm与已经报道的昆虫同类嗅觉受体的同源性在60％以上,与近缘种烟芽夜蛾Heliothis virescens嗅觉受体的同源性高达99.4％。半定量RT-PCR研究表明,ORHarm主要在棉铃虫成虫触角中表达,在喙中也有表达,但表达量较低,在成虫其他的部位不表达;在棉铃虫发育的各个时期,如卵、幼虫、蛹和成虫体内,也都有表达。ORHarm不仅在感受挥发性气味物质的过程中起着重要的作用,而且也参与液态化学刺激的识别过程。     

Wolbachia感染对拟澳洲赤眼蜂寿命、生殖力和嗅觉反应的影响

研究了通过共享同一寄主卵,短管赤眼蜂Trichogramma pretiosum体内共生的Wolbachia被水平传递到拟澳洲赤眼蜂T. confusum体内后,Wolbachia对新宿主拟澳洲赤眼蜂的影响。结果表明： Wolbachia的侵染能使拟澳洲赤眼蜂进行不完全的产雌孤雌生殖,增加拟澳洲赤眼蜂子代雌性比例,但却导致了雌蜂寿命缩短和繁殖力降低的生理损失。Wolbachia感染的当代处女蜂及其建立的种群连续5代(F₁～F₅),其子代雌蜂百分率分别为79.17%、76.60%、68.66%、72.58%、68.15%和64.06%,基本上呈现出逐代降低的趋势,并越来越接近对照的63.85%。处女蜂及F₁～F₅代雌蜂的平均寿命分别为4.33、5.50、5.60、6.68、7.32和7.50天,而未感染交配雌蜂寿命为7.59 天;处女蜂及F₁～F₅代雌蜂平均产卵量分别为11.33、70.00、86.41、93.90、102.92和124.38粒/雌,除F₅代外,均显著低于未感染交配雌蜂的产卵量134.81粒/雌。用四臂嗅觉仪测定了Wolbachia新宿主拟澳洲赤眼蜂对寄主小菜蛾的嗅觉反应,结果表明Wolbachia的侵染具轻微干扰拟澳洲赤眼蜂嗅觉反应的负面影响。未感染Wolbachia的拟澳洲赤眼蜂及Wolbachia供体短管赤眼蜂对寄主小菜蛾具较强的嗅觉反应,其雌蜂在小菜蛾腹部鳞片正己烷提取液和小菜蛾卵表正己烷提取液处理区内滞留时间显著或极显著长于对照区。而感染Wolbachia的拟澳洲赤眼蜂F₂代和F₃代雌蜂,尽管在小菜蛾腹部鳞片正己烷提取液处理区内滞留时间比对照区长,但没有达到显著水平;其F₂代雌蜂在小菜蛾卵表正己烷提取液处理区内滞留时间与对照区相比,也没有达到显著水平。随Wolbachia在拟澳洲赤眼蜂种群中垂直感染代数的增加,拟澳洲赤眼蜂对寄主小菜蛾的嗅觉反应恢复正常,在Wolbachia感染后的 F₄～F₆代,雌蜂在两种提取液处理区内的滞留时间均显著或极显著长于对照区。     

棉铃虫成虫感觉神经元膜蛋白(SNMP)表达及其与Gqα的关系(英文)

昆虫嗅觉对昆虫的取食、求偶、寻找产卵场所、搜寻寄主或猎物至关重要。 有研究认为感觉神经元膜蛋白（SNMP）和Gq蛋白α亚基（Gqα）参与信号转导。为了阐明snmp的空间表达情况并确定Gqα是否与SNMP直接结合, 我们采用半定量RT-PCR技术对snmp在棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)成虫的触角、头、胸、腹、足、翅、喙、下颚须和下唇须的分布情况进行了研究, 并利用酵母双杂交技术对SNMP与Gqα的关系进行了研究。半定量RT-PCR研究发现, snmp不仅在棉铃虫成虫的触角中表达, 而且在喙、下颚须、下唇须及足上都有表达。利用酵母双杂交技术研究发现, Gqα 与SNMP不直接相互作用, Gqα不是SNMP的直接下游结合蛋白。这些研究结果说明,SNMP不仅参与气味识别而且也参与味觉识别; SNMP可能与气味受体（OR）形成复合物, 然后与Gqα结合, 这需要我们进一步深入的研究进行证明。     

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。     

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。     

昆虫神经毒素BjαIT的表达及杀虫活性

根据毕赤酵母Pichia pastoris密码子偏爱性,不改变毒素蛋白质一级结构,设计合成了昆虫神经毒素BjαIT基因,并分别克隆至大肠杆菌Escherichia coli融合表达载体pPET30-a(+)和毕赤酵母分泌表达载体pPIC9K。在IPTG的诱导下,神经毒素在大肠杆菌中融合表达,表达产物利用镍亲和层析柱纯化,纯化产物用于制备抗血清和活性测试。采用斑点杂交,筛选得到了较高水平分泌表达重组BjαIT的酵母转化子,摇瓶条件下,毒素表达量最大可达约20 mg/L。大肠杆菌BjαIT表达产物对东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis和德国小蠊Blattela germanica没有活性,但酵母表达产物经注射东亚飞蝗和德国小蠊表现出杀虫活性。     

棉铃虫细胞色素P450 CYP6B7基因的克隆与融合表达

细胞色素P450 CYP6B7被推测与棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性有关,但至今尚无CYP6B7参与杀虫剂代谢方面的直接证据。为揭示CYP6B7的代谢功能,作者以棉铃虫幼虫基因组DNA 为模板,以CYP6B7基因设计特异性引物,扩增出包含321 bp内含子的CYP6B7基因。用反向PCR的方法消除内含子,获得包含完整的CYP6B7基因的开放阅读框。将CYP6B7基因与pMAL-c2X载体连接,并转化E.coli TB1细胞,在IPTG诱导下,CYP6B7能与载体基因编码的麦芽糖结合蛋白（MBP）在大肠杆菌中融合表达,表达产物经直链淀粉（amylose） 柱亲和层析分离洗脱后,得到SDS-PAGE电泳纯的融合蛋白。     

朱砂叶螨热激蛋白HSP70基因TCHSP70-4的克隆与表达

为了研究朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus(Boisduval)热激蛋白HSP70的表达与其适应高温和低温胁迫的关系,我们利用物种的同源性及RACE 技术,获得朱砂叶螨热激蛋白HSP70基因1个,命名为TCHSP70-4（GenBank 登录号为EU977182）。该基因全长2 182 bp,包含1 959 bp的开放阅读框,编码653个氨基酸,理论分子量为70.9 kDa,等电点为5.4,含有HSP70家族高度保守的基序。运用real-time PCR分析冷激（4℃）和热激（40℃）1 h后TCHSP70-4在朱砂叶螨体内的表达量。结果显示冷激后TCHSP70-4表达量明显下降,而热激后TCHSP70-4表达量却明显上升。这些结果一方面表明该基因属于诱导型HSP70基因,另一方面揭示了朱砂叶螨分别受到冷和热胁迫后体内TCHSP70-4的表达及所起的保护作用是不同的。     

黑腹果蝇抗真菌肽Drosomycin同系物的免疫原性和抗真菌活性

通过黑腹果蝇 Drosophila melanogaster抗真菌肽Drosomycin（Drs）及其同系物Drs-lC和Drs-lE的抗体制备及Western blotting 结果,分析了Drs同系物的免疫原性与其抗真菌活性的关系。研究采用了2种技术路线,分别将Drs、Drs-lC和Drs-lE 基因构建成与细胞生长因子基因 afgf 融合的重组表达质粒 pET-afgf-Drs、pET-afgf-C和pET-afgf-E,以及通过基因同向串连获得重组表达质粒 pRSET-2Drs、4Drs、6Drs 和 pRSET-2E、4E、6E,并将这些重组表达质粒转化到BL21（DE3）plysS受体菌进行诱导表达。分离纯化后的融合蛋白afgf-Drs、afgf-C和afgf-E 以及串连蛋白 4 Drs、4 Drs-lE分别免疫小白鼠获得相应的抗血清。Western blotting免疫原性检测结果表明,Drs及其同系物与各自的抗血清具有强的免疫反应,同时相互间也有交叉免疫反应,提示它们具有相似的主要抗原决定簇,这些抗原决定簇可能与抗真菌活性无关。同系物之间抗真菌活性的差异可能来源于某些细微结构上的差异。     

共生菌Cardinium对朱砂叶螨的生殖调控作用

为了了解共生菌Cardinium对朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus (Boisduval)的生殖调控作用,从检测到感染Cardinium的种群中选取山西运城和甘肃兰州2个感染率较高的种群作为实验材料,对Cardinium在寄主生殖调控方面的作用进行研究。通过人工培养100%感染Cardinium的种群和100%不感染的种群,并从中挑取不同感染类型的雌雄螨单独进行杂交实验,设立感染Cardinium(♀)×感染Cardinium(♂),感染Cardinium(♀)×不感染(♂),不感染(♀)×感染Cardinium(♂),不感染(♀)×不感染(♂) 4种杂交组合。结果发现,抗生素处理后不感染的雌螨和受感染雄螨的交配表现出了单向的胞质不亲和,而且2个种群表现出了2种类型：在山西种群不亲和的组合中,CI表现为卵孵化率显著降低,多数雌螨都产生出F₁雌螨后代,但是F₁代雌螨数量相对于其他3种组合明显减少; 而在甘肃种群不亲和的组合中则表现为卵全部孵化且幼螨100%存活,但全部为雄螨后代。2个种群中Cardinium的亲缘关系非常相近,而它们却能够在不同的地理种群中表现出不同的CI表型,这提示亲缘关系非常接近的品系也可以产生不同的表型。研究结果为深入揭示Cardinium的感染机制和生殖调控作用提供重要基础。     

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。     

中国隐毒甲属分类研究及四新种记述

记述中国隐毒甲属Cryphaeus Klug, 1833的4新种: 短角隐毒甲C. brevicornus sp. nov.,长角隐毒甲C. longicornus sp. nov.,短毛隐毒甲C. barbellatus sp. nov.和歪角隐毒甲C. obliquicornus sp .nov.。模式标本保存在河北大学博物馆。给出中国及部分周边地区已知种雄性和雌性检索表。     

棉铃虫P450基因CYP9A12酵母表达产物对拟除虫菊酯的代谢作用

细胞色素P450氧化酶解毒代谢作用增强是棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性的主要原因,棉铃虫细胞色素P450氧化酶基因CYP9A12的组成型过量表达与拟除虫菊酯抗性相关。为了进一步明确棉铃虫细胞色素P450氧化酶基因CYP9A12与拟除虫菊酯类杀虫剂抗性的关系,采用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae表达系统异源表达了CYP9A12基因,检测了该基因的酵母表达产物对溴氰菊酯、氟氯氰菊酯、甲氰菊酯和联苯菊酯4种药剂的离体代谢作用。结果表明：含有CYP9A12外源基因的重组酵母细胞裂解液对溴氰菊酯、氟氯氰菊酯和联苯菊酯的代谢率分别为8.58,5.85和3.94 pmol/min·mg protein,而没有检测到对甲氰菊酯的代谢。本研究表明了CYP9A12具有代谢多种拟除虫菊酯的能力,也为CYP9A12参与拟除虫菊酯的解毒代谢提供了直接证据。     

阿维菌素和哒螨灵亚致死剂量对土耳其斯坦叶螨实验种群生命表的影响

为了了解阿维菌素和哒螨灵对土耳其斯坦叶螨Tetranychus turkestani Ugarov et Nikolski实验种群的亚致死效应, 为新疆土耳其斯坦叶螨的综合防治提供理论依据, 我们在室内通过叶碟饲养的方法, 利用生命表技术研究了阿维菌素和哒螨灵亚致死剂量对土耳其斯坦叶螨实验种群成螨和卵的影响。结果表明: 阿维菌素和哒螨灵LC₂₀、LC₁₀剂量处理成螨后, 可使成螨的产卵量、平均寿命和卵孵化率显著降低; 卵期、幼螨期、若螨期和产卵前期明显延长, 而成螨期和雌螨寿命又明显低于对照; 对次代种群的影响表现在净生殖率(R₀)、 周限增长率(λ)降低、生存率和平均每雌日产卵率明显降低, 内禀增长率（r_m）由0.37降低至0.17～0.29, 平均世代历期(T)除阿维菌素LC₂₀处理时长于对照外, 其他处理均低于对照, 种群倍增时间(Dt)延长。两种药剂亚致死剂量处理卵后, 内禀增长率（r_m）由0.32降低至0.11～0.22, 净生殖率(R₀)降低, 平均世代历期(T)和周限增长率(λ)降低, 而种群加倍时间(Dt)增长; 幼螨期、若螨期和产卵前期明显长于对照, 成螨期和雌螨寿命显著低于对照; 生存率和平均每雌日产雌率明显降低。这些结果证明, 在亚致死剂量下, 阿维菌素和哒螨灵能够降低土耳其斯坦叶螨种群的发育速率, 这对土耳其斯坦叶螨的综合防治策略的制定有积极意义。     

家蚕细胞色素P450基因Bmcyp6u1的克隆、序列分析与表达谱

细胞色素P450第6亚家族基因为昆虫所特有,与抗性相关。为了检测家蚕Bombyx mori cyp6u1基因是否与耐氟性相关,首先克隆了cyp6u1基因。采用生物信息学方法获得与黑腹果蝇Drosophila melanogaster cyp6u1基因同源的家蚕B. mori cyp6u1基因序列, 预测该序列的开放阅读框（ORF）为1 476 bp, 编码491个氨基酸, 推定的蛋白质分子质量为56.15 kD, 等电点为9.23。以家蚕5龄第3天幼虫精巢cDNA为模板, 设计特异引物PCR扩增出一条约1 500 bp的条带, 大小与家蚕cyp6u1序列的ORF预测值接近, 命名为Bmcyp6u1基因（GenBank登录号：HM130560）。同源性分析表明, Bmcyp6u1基因与蜜蜂Apis mellifera的同源基因cyp6AS13的相似性为56%, 与拟南芥Arabidopsis thaliana的cyp72A82的相似性为48%, 与人Homo sapiens的cyp3A7基因的相似性为50%。芯片数据分析表明, Bmcyp6u1基因在家蚕5龄第3天幼虫各组织表达量很低, 只在精巢组织(5龄第3天)稍有表达, 推测该基因具有组织特异性。     

中国副蟑跳小蜂属分类研究及两新种记述（膜翅目：跳小蜂科）

记述了分布于中国的副蟑跳小蜂属Parablatticida的6 种,其中有2 新种：P. orientalis sp. nov.和P. scapata sp. nov.;P. brevicornis (Dalman),P. magniclava Hayat和 P. terebrata (Trjapitzin) 为中国新记录种。文中提供了分种检索表、形态特征图。模式标本及其他研究标本保存在中国科学院动物研究所动物标本馆。     

不同杀虫剂选育对家蝇抗药性水平及kdr基因频率的影响

采用杀虫剂（溴氰菊酯和甲基嘧啶磷）筛选及不接触药物自然衰退的方法,研究了家蝇Musca domestica氯氟氰菊酯高抗品系(Cyh-R)对杀虫剂的抗性变化,探讨蝇类抗药性治理的方法。用点滴法测定氯氟氰菊酯对不同家蝇品系的毒力,比较抗药性的变化,结合特异性等位基因PCR扩增（PASA）技术检测了不同家蝇品系的kdr基因频率,探讨kdr基因频率与抗性水平之间的关系。结果表明:甲基嘧啶磷筛选后,氯氟氰菊酯对第2~8代Cyh-R品系的LD₅₀呈递减趋势,从F₀的2.8434 μg/蝇降为F₈的0.4404 μg/蝇,但第8~18代Cyh-R品系的LD₅₀呈逐代递增趋势;溴氰菊酯筛选后,氯氟氰菊酯对Cyh-R品系第2~16代的LD₅₀呈上升趋势,从F₀的2.8434 μg/蝇升至F₁₆的24.3249 μg/蝇;表明了施用有机磷杀虫剂可降低其对氯氟氰菊酯的抗药性,而施用拟除虫菊酯药剂则有助于其对氯氟氰菊酯抗药性的增长;不使用任何杀虫剂也能降低其对氯氟氰菊酯的抗药性,但下降速率低于甲基嘧啶磷。PASA技术检测表明Cyh-R品系的kdr抗性基因频率为88.8%,不经过任何药剂筛选其kdr抗性基因频率下降程度最大,达到69.7%;甲基嘧啶磷筛选后其结果降为78.8%,而经溴氰菊酯筛选后kdr抗性基因频率则明显升高,达到98.9%。通过对kdr抗性基因频率和抗性水平进行相关和回归分析表明kdr抗性基因频率与家蝇对氯氟氰菊酯的LD₅₀呈对数关系,即LD₅₀值高的品系其kdr抗性基因频率相应的也较高。建议在家蝇防治中考虑轮换用药。     

四种启动子调控RFP报告基因在家蚕细胞(Bm-e-HNU5)内的瞬时表达

以红色荧光蛋白基因（RFP）为报告基因,构建含4种不同启动子的重组表达质粒,用脂质体介导法转染家蚕Bombyx mori细胞（Bm-e-HNU5）,观察家蚕细胞质肌动蛋白4基因启动子（A4）、α微管蛋白基因启动子（α-tub）、蚕丝心蛋白重链基因启动子（Fib）和家蚕核型多角体病毒早期即刻蛋白基因启动子（IE）4种启动子调控RFP报告基因在家蚕细胞内的瞬时表达情况。构建的重组表达质粒pDsRed-α-tub、pDsRed-A4、pDsRed-IE和pDsRed-Fib经双酶切和PCR鉴定正确无误。转染和转录实验结果表明,除了pDsRed-A4外,其他3种重组质粒在Bm-e-HNU5细胞中都得到高转染率,α-tub、IE和Fib可依次增强RFP报告基因在家蚕细胞内的瞬时表达活性。     

棉铃虫性染色体两种分子标记的克隆及序列分析

为了建立棉铃虫Helicoverpa armigera性染色体的特异性分子标记,利用RAPD-PCR技术对雌雄棉铃虫基因组DNA进行筛选,从500种随机引物中筛选到1 条引物（Operon编号为AF-18）,可扩增出1条约450 bp 的雌性特异片段。经克隆测序并合成特异引物进行验证,表明该片段为棉铃虫雌性特异分子标记,位于W染色体上。利用家蚕、果蝇等昆虫Kettin基因序列,克隆了棉铃虫的同源基因HaKettin片段,并采用荧光定量PCR技术,以棉铃虫的DH-PBAN基因为参照基因,检测棉铃虫雌雄不同个体间HaKettin基因与DH-PBAN基因的拷贝数之比,结果表明：雄体HaKettin∶DH-PBAN=1.0,雌体HaKettin∶DH-PBAN=0.5,据此推断HaKettin基因位于棉铃虫Z染色体上。     

斜纹夜蛾两个天蚕素D基因的克隆及序列分析

天蚕素是昆虫抵御病菌入侵的一类抗菌肽家族。根据斜纹夜蛾Spodoptera litura天蚕素B基因设计特异引物,通过PCR扩增得到2个新的天蚕素基因部分序列,分别命名为cecD1和cecD2（GenBank登录号分别为EF555567和EF555568）。2个基因编码同一个天蚕素D蛋白,该蛋白的成熟肽与天蚕素B存在2个氨基酸残基差异。序列分析发现cecD1和cecD2中分别包含568 bp和377 bp的内含子序列,它们有相同的5′和3′拼接位点,A+T含量分别为59.7%和69.8%,符合大多数真核生物内含子高A+T含量的特征。