爪哇棒束孢侵染美国白蛾过程及抗氧化酶活性变化

[目的]爪哇棒束孢Isaria javanica是一种重要的虫生真菌,已广泛应用于多种害虫的防治.本研究从美国白蛾Hyphantria cunea僵虫尸体中分离出对美国白蛾具有致病作用的爪哇棒束孢BE01菌株,为了解该菌株对美国白蛾的侵染过程,并通过研究宿主体内抗氧化酶系对爪哇棒束孢BE01菌株入侵的响应,评价该菌的杀虫作用,为爪哇棒束孢BE01防治美国白蛾提供依据.[方法]采用扫描电镜技术,观察爪哇棒束孢BE01分生孢子侵染的美国白蛾3龄幼虫,并测定美国白蛾接菌后体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)含量的变化.[结果]爪哇棒束孢对美国白蛾侵染过程包括:分生孢子粘附在美国白蛾的角质层上,接种后6h孢子开始萌发,24h产生附着胞,48 h菌丝在体表继续生长,96h菌丝从虫体内长出并产分身孢子,120 h菌丝覆盖整个虫体.在受到爪哇棒束孢BE01侵染后,美国白蛾幼虫体内的3种抗氧化酶SOD、POD、CAT酶活性明显升高,并在侵染48 h时达到峰值.随着侵染时间的增加,48 h后3种酶的活性开始下降, 60 h后酶活性均低于对照组.[结论]爪哇棒束孢BE01孢子活力高、萌发速率快,导致美国白蛾体内的保护酶系难以发挥保护作用.爪哇棒束孢BE01菌株能够快速侵染美国白蛾幼虫,具有开发成新的高效生物防治菌株的潜能.     

两种表面活性剂对玫烟色棒束孢PF904菌株侵染小菜蛾幼虫的影响

【目的】在前期筛选试验的基础上,比较表面活性剂对玫烟色棒束孢Isaria fumosoroseus PF904菌株侵染小菜蛾Plutella xylostella 3龄幼虫的增效作用,获得可提高玫烟色棒束孢PF904防治效果的助剂。【方法】通过扫描电镜观察和室内致病力试验,测定喷施分别添加表面活性剂聚二甲基硅氧烷(OFX-0193)（终浓度125 mg/L）和二异丁基萘磺酸钠(Nekal)(终浓度250 mg/L）的玫烟色棒束孢PF904孢子悬浮液后玫烟色棒束孢PF904在小菜蛾3龄幼虫体表的孢子附着量及对小菜蛾3龄幼虫的侵染速率和致病力。【结果】添加250 mg/L Nekal和125 mg/L OFX-0193可显著提高玫烟色棒束孢PF904孢子悬浮液在小菜蛾3龄幼虫体表各结构区的孢子附着量,其中添加250 mg/L Nekal的玫烟色棒束孢PF904孢子悬浮液在小菜蛾3龄幼虫体表刺状突起结构区、平缓结构区和嵴状突起结构区的孢子附着量分别为对照(添加清水的孢子悬浮液)的2.19, 1.78和1.94倍,说明Nekal提高了玫烟色棒束孢PF904的孢子附着率;添加250 mg/L Nekal和125 mg/L OFX-0193均显著缩短了玫烟色棒束孢PF904孢子萌发时间,促进附着孢的形成,提高了玫烟色棒束孢PF904的侵染速率。室内致病力测定结果表明,玫烟色棒束孢PF904孢子悬浮液中添加250 mg/L Nekal和125 mg/L OFX-0193可显著提高玫烟色棒束孢PF904孢子悬浮液对小菜蛾3龄幼虫的致病力,其中添加250 mg/L Nekal的玫烟色棒束孢PF904孢子悬浮液对小菜蛾3龄幼虫的校正死亡率达79.2%,致死中时(LT₅₀)降低为2.71 d,说明Nekal的增效作用显著。【结论】250 mg/L Nekal为玫烟色棒束孢PF904的适宜的助剂和添加浓度,可显著提高其对小菜蛾幼虫的防治效果。     

玫烟色棒束孢(Isaria fumosorosea)侵染小菜蛾的表达谱分析

【背景】昆虫病原真菌对寄主的侵染是一个十分复杂的过程,是多基因共同作用的结果。玫烟色棒束孢(Isaria fumosorosea) IFCF01菌株对小菜蛾具有很高的致病力,然而有关玫烟色棒束孢对小菜蛾致病的相关基因少见报道。【目的】筛选玫烟色棒束孢侵染小菜蛾相关基因,为更好地利用玫烟色棒束孢防治小菜蛾提供基因靶点。【方法】采用第二代高通量测序技术RNA-Seq,对玫烟色棒束孢侵染小菜蛾2–3龄幼虫4、8、12、16、24、30、36 h的虫菌混合样品(处理组)及纯培养玫烟色棒束孢(对照组)进行测序分析并筛选差异表达基因,结合生物信息学方法分析差异基因涉及的功能模块和信号通路。【结果】玫烟色棒束孢侵染小菜蛾混合样品与纯培养玫烟色棒束孢对照组对比分析共获得28 384个差异基因,其中显著差异表达基因274个,上调表达118个,下调表达156个。筛选获得的显著差异表达基因,特别是上调表达基因可能与玫烟色棒束孢对小菜蛾的侵染有关。GO二级分类显示,差异表达基因能够注释到36个GO条目中,包含18个生物学过程、9个细胞组分和9个分子功能。KEGG通路分析显示共有171个差异表达基因(differentially expressed gene,DEG)注释到132个通路中,其中有66个DEG显著富集在14个通路中。这些显著差异表达基因中大部分为玫烟色棒束孢侵染过程中潜在致病毒力相关基因。【结论】本研究为筛选玫烟色棒束孢侵染小菜蛾致病相关基因提供重要数据库,也为阐明玫烟色棒束孢对小菜蛾的侵染机制提供基础。     

小菜蛾血淋巴对玫烟色棒束孢入侵的生理防御反应

为了探讨小菜蛾Plutella xylostella血淋巴对玫烟色棒束孢Isaria fumosorosea的防御机制, 利用吉姆萨染色法在光镜下观察了小菜蛾4龄幼虫血细胞感染不同致病力玫烟色棒束孢后的免疫反应。结果表明： 玫烟色棒束孢的入侵可导致小菜蛾血细胞数量发生改变, 表现为入侵初期血细胞总数增加, 不同类型血细胞比例改变等。体表接种后8-45 h, 高致病力菌株PFCF-001处理的幼虫血细胞总数在24 h出现最高值6 250个/mm³, 而低致病力菌株PFCF-D58处理在36 h达到最高值3 000个/mm³, 比高致病力菌株处理滞后12 h。不同菌株处理下虫体参与防御反应的主要血细胞类型为浆血细胞和粒血细胞。小菜蛾幼虫血细胞在感菌初期能够产生粘附、吞噬、包被及形成结节等一系列防卫反应, 但最终无法抵挡高致病力菌株PFCF-001的侵染。结果说明小菜蛾幼虫血淋巴对玫烟色棒束孢的防御反应只有短暂的抑制作用, 不能从根本上清除、 消灭玫烟色棒束孢。     

玫烟色棒束孢侵染小菜蛾的透射电镜观察

利用透射电镜观察了玫烟色棒束孢Isaria fumosorosea(=Paecilomyces fumosoroseus)对小菜蛾Plutella xylostella(L.)的侵染过程及菌体在虫体内的增殖方式。以浓度为1×107孢子/mL的孢子悬浮液接种小菜蛾4龄幼虫,在透射电镜下对虫体各部位的观察结果表明:接种后1h玫烟色棒束孢菌株EBCL03011的分生孢子开始萌芽,至4h可观察到附着孢的形成和穿透,接种后24h已普遍侵入体腔。玫烟色棒束孢在寄主表皮和体腔内,以菌丝段出芽生殖、菌丝分隔及菌丝段分隔3种方式大量增殖,主要以颗粒状的菌丝段在寄主体腔内扩散,菌丝段在穿透表皮和体腔内增殖过程中伴随着机械压力和酶的活动。     

玫烟色棒束孢诱导的小菜蛾免疫响应表达谱分析

【目的】本研究旨在筛选小菜蛾Plutella xylostella应对玫烟色棒束孢Isaria fumosorosea侵染的免疫应答及其网络调控基因,以进一步探讨小菜蛾对玫烟色棒束孢的防御机制。【方法】采用第二代高通量测序技术RNA-seq,对处理后12 h的感染玫烟色棒束孢和健康(平行对照)的小菜蛾4龄幼虫转录组进行了测序,通过生物信息学分析对得到的差异基因进行了功能注释和分类,对差异基因参与的信号通路进行了分析。【结果】在感菌和健康小菜蛾幼虫转录组两个表达谱里,分别获得了12 346 987和12 315 210个clean reads,有60.93%和61.26%的reads分别能比对到参考基因库里,其中完美匹配(perfect match)的比例分别为32.15%和32.73%。共得到351个显著差异表达基因(differentially expressed unigenes,DEUs),上调表达基因有275个,下调表达基因有76个,与免疫防御反应潜在相关的基因有156个。GO(Gene Ontology)富集分析有102个DEUs分布到46个GO term里,KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)pathway富集分析结果显示,有132个DEUs显著富集在13个代谢通路(pathway)里。【结论】这些差异表达基因中,大部分编码潜在的与免疫识别及调控相关的基因,集中在能量代谢、疾病反应和防御反应等相关通路。研究结果为挖掘与玫烟色棒束孢侵染相关的小菜蛾免疫应答候选基因提供了重要数据库,也为阐明小菜蛾对玫烟色棒束孢的免疫机制奠定理论基础。     

斜纹夜蛾幼虫感染莱氏野村菌后的抗氧化酶活性变化

【目的】研究斜纹夜蛾Spodoptera litura幼虫感染莱氏野村菌Nomuraea rileyi后的抗氧化防御机制。【方法】通过测定斜纹夜蛾各龄幼虫超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)等的活性,探讨染菌后不同侵染阶段,幼虫抗氧化酶活性的变化趋势和不同接种方法对抗氧化酶活性的影响。【结果】在斜纹夜蛾染菌幼虫和未接种幼虫(对照)中均未测出POD活性;各龄幼虫在接种莱氏野村菌后SOD和CAT活性显著高于对照,但随着侵染过程的进行,2-3龄幼虫的SOD和CAT活性在16 h左右达峰值后迅速降低,而4-5龄幼虫SOD和CAT活性自染菌初期增强后,变化较平缓,至60-72 h后才低于对照。喷雾法与浸蘸法接种后,各龄幼虫SOD和CAT活性显著高于对照,且对于2-3龄幼虫,浸蘸法对抗氧化酶活性的影响显著高于喷雾法,而对于4-5龄幼虫而言两处理方式之间活性差异不显著。【结论】斜纹夜蛾感染莱氏野村菌后,其体内抗氧化酶活性变化很大,SOD和CAT活性先升后降,且其变化趋势与幼虫所处的发育阶段密切相关。在体壁接种量相当的情况下,浸蘸法对2-3龄幼虫SOD和CAT活性的影响大于4-5龄幼虫。     

温度胁迫对小金蝠蛾幼虫抗氧化酶活性的影响

小金蝠蛾Hepialus xiaojinensis Tu.是我国名贵中药材冬虫夏草的寄主昆虫之一,适宜在高海拔低温地区(8℃-12℃)生存。本文研究了小金蝠蛾在不同温度(4℃、12℃、16℃、20℃、24℃、28℃)条件下处理4 h和12 h后4龄幼虫体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽硫转移酶(GSTs)的活力变化,以及总抗氧化能力(T-AOC)和丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明,小金蝠蛾在正常生长发育情况下SOD具有较高活性;经温度胁迫后,SOD活力持续维持在较高活性,CAT、POD活性以及T-AOC活性显著性升高(P0.05);GSTs在24℃以上活性有降低趋势,MDA含量有上升趋势。     

玫烟色棒束孢SCAU-IFCF01产酶特性研究

采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)法、琼脂平板透明圈法和专一性短肽底物Suc-Ala-Ala-Pro-Phe-pNA对玫烟色棒束孢Isaria fumosorosea 5个菌株在培养液、虫体诱导下的几丁质酶和凝乳弹性蛋白酶(Pr1酶)活性进行了研究。结果表明,玫烟色棒束孢在不同诱导源中均能产生几丁质酶和Pr1酶。DNS和透明圈比值法测得的各菌株间几丁质酶活性差异趋势一致,高致病力菌株IFCF01的几丁质酶产酶水平显著高于4个低致病力菌株。以虫体诱导的菌株IFCF01几丁质酶活性最高达0.7815 IU/mL,显著高于培养液诱导的0.3740 IU/mL。玫烟色棒束孢Pr1酶活性随接种时间逐渐增高,且高致病力菌株产酶量显著高于低致病力菌株。以虫体培养的菌株IFCF01 Pr1酶活性最高值达2.34μg/mL/min,显著高于IFCF-D58的最高值0.88μg/mL/min。虫体诱导对几丁质酶和Pr1酶活性有明显的促进作用,推测与小菜蛾Plutella xylostella幼虫表皮含有刺激玫烟色棒束孢大量产酶的成分有关。     

丝氨酸蛋白酶抑制剂Serpin1对东亚飞蝗酶学免疫的影响

Serpins是东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis体内具有免疫调节功能的一类丝氨酸蛋白酶抑制剂.前期研究发现Serpin1能够降低绿僵菌Metarhizium对蝗虫的杀虫效果,本研究旨在从酶学角度明确Serpin1蛋白抑制绿僵菌毒力的原因,进一步揭示Serpins的功能与作用机制.本实验采用饵剂饲喂的方法进一步明确Serpin1蛋白对绿僵菌侵染东亚飞蝗的抑制效果;测定绿僵菌侵染东亚飞蝗过程中,添加Serpin1蛋白对东亚飞蝗体内保护酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD、酚氧化酶PO)、解毒酶(多功能氧化酶MFO、谷胱甘肽转移酶GSTs、乙酰胆碱酯酶AchE)共6种酶的影响,以明确Serpin1对东亚飞蝗酶学免疫的调节作用.结果表明,Serpin1能够显著降低绿僵菌对蝗虫的杀虫效果;将Serpin1与绿僵菌混合后处理东亚飞蝗,12 d后其死亡率为63.5％,显著低于绿僵菌单独处理(死亡率为80.6％).酶活测定结果显示,将绿僵菌IMI330189与Serpin1蛋白混合处理后,与绿僵菌处理组相比,东亚飞蝗体内保护酶SOD和PO的活力总体表现为上调,而POD的活力呈现降低的趋势;解毒酶MFO、GSTs的活性呈现升高趋势,AChE的活力呈现先升高后降低的趋势.上述结果表明,Serpin1蛋白能够增强东亚飞蝗体内解毒酶和保护酶的活性,提高东亚飞蝗的酶学免疫,增强对绿僵菌侵染的抵御能力,从而降低东亚飞蝗的死亡率.本研究为进一步揭示Serpins的功能提供了参考.     

一株玫烟色虫草对草地贪夜蛾的致病性研究

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E Smith)是我国新发现的一种重要外来入侵害虫。为了寻找对草地贪夜蛾有致病性的昆虫病原真菌,本实验采用浸虫法研究了玫烟色虫草Cordyceps(=Isaria)fumosorosea SCAU-IFCF01对草地贪夜蛾1~6龄幼虫的致病力,通过体视镜观察了幼虫感菌后侵染症状和体表病变过程。结果表明:菌株IFCF01可侵染草地贪夜蛾6个龄期的幼虫。4龄幼虫接种后48 h,虫体出现缩短、强直等形态变化;接种后72 h,幼虫死亡且体外形成菌丝层;接种后120 h,虫体被浅玫烟色的分生孢子覆盖。随孢子浓度的升高,幼虫的感病死亡率增加,当浓度达到1×109孢子/mL时,1~3龄幼虫的累计死亡率均为100%,4龄幼虫和5龄幼虫也达到了98.9%和50%,6龄幼虫仅21.1%。5 d后1~5龄幼虫的LC 50值分别为3.74×104、1.17×105、1.86×105、8.09×105和3.03×108孢子/mL。幼虫LT 50值随孢子浓度增加而递减,在浓度为1.0×105~1.0×109孢子/mL的范围内,1龄幼虫和2龄幼虫的LT 50值分别为3.62~1.37 d和4.51~1.65 d;在1.0×106~1.0×109孢子/mL时,对3龄幼虫的LT 50为4.03~1.82 d;浓度为1.0×107~1.0×109孢子/mL时,对4龄幼虫的LT 50为3.47~2.52 d。浓度为1.0×109孢子/mL时,5龄幼虫的LT 50为4.74 d。本研究结果表明,玫烟色虫草菌株IFCF01对草地贪夜蛾幼虫具有较强的致病力,为今后草地贪夜蛾微生物防治提供重要的有效真菌。     

菜青虫感染玫烟色拟青霉后血淋巴蛋白质含量及几种保护酶活力的变化

对玫烟色拟青霉Paecilomyces fumosoroseus侵染3、4龄菜青虫Pieris rapae后,其血淋巴中蛋白质含量、体内保护酶及谷胱甘肽S-转移酶活力进行了研究。结果表明,感病的3、4龄菜青虫血淋巴中蛋白质含量明显低于同期未感染的幼虫;感病虫体内超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶的活力发生了不同程度的改变,其中对3龄菜青虫体内酶活力的影响比4龄幼虫大。此外被侵染的3、4龄菜青虫体内谷胱甘肽S-转移酶活力在感病前期显著高于同期未感染的菜青虫,而在感病后期明显低于同期未感染的菜青虫。     

转cry1Ab/cry1Ac基因水稻对大螟幼虫体内三种保护酶活性的影响

为阐明转cry1Ab/cry1Ac基因水稻对大螟Sesamia inferens (Walker)作用的生理生化机制, 本研究用转cry1Ab/cry1Ac基因水稻茎秆饲喂大螟3龄和5龄幼虫, 采用酶活性测定方法研究了取食转Bt水稻对大螟幼虫体内3种保护酶SOD(superoxide dismutase)、 CAT(catalase)和POD(peroxidase)活性的影响。结果表明, 大螟3龄幼虫在取食转基因水稻24 h后SOD活性与对照相比提高了43.44%, 48 h后降至最低值; 在取食24 h后POD值达到最高值, 其酶活性比对照升高了29.22%, 最终在取食48 h后降至最低值, 并显著低于对照; 在取食转基因水稻4 h后, CAT活性升高了30.33%, 在取食48 h后, 与对照相比, CAT活性降低了27.01%; 5龄幼虫取食4 h后SOD活性显著高于对照水平, 36 h后降至最低值, 与对照相比, 活性下降了31.62%; 在取食8 h后POD活性达到最高值, 与对照相比, 升高了73.20%, 36 h后酶活性降至最低值; 在取食之初4 h CAT活性达到最高值, 与对照相比, 其值升高了75.73%, 在取食48 h后, 其活性与对照相比减少了7.55%。3龄幼虫与5龄幼虫相比, 对Bt的抗性水平较低, 自身防卫能力较差。结果说明, 在取食初期, 试虫体内保护酶活性升高, 以抵御Bt毒蛋白对虫体的伤害作用, 随着取食时间的延长, 保护酶活性迅速降低, 从而干扰虫体正常的代谢过程, 导致虫体出现中毒症状, 致使昆虫死亡。     

氰虫酰胺对小菜蛾生物学特性及相关酶活性的影响(英文）

【目的】小菜蛾Plutella xylostella（L.)是全球十字花科植物上最重要的害虫。氰虫酰胺作为一种新型的邻甲酰胺基苯甲酰胺类杀虫剂有着独特的作用方式,而关于氰虫酰胺对小菜蛾的影响的报道几乎没有。【方法】本研究采用叶片药膜法研究室内条件下氰虫酰胺对小菜蛾生理生化的影响,饲喂小菜蛾含有氰虫酰胺药液(0, LC₂₀和LC₅₀)的甘蓝叶片48 h后,观察小菜蛾的生物学特性及其相关酶活性的变化。【结果】氰虫酰胺对小菜蛾3龄幼虫的LC₂₀和LC₅₀分别为0.03和0.08 mg/L。使用LC20和LC50浓度的氰虫酰胺处理小菜蛾3龄幼虫48 h后,对其影响表现为显著降低小菜蛾的蛹重、化蛹率和羽化率;明显延长4龄幼虫期和蛹期。采用这两个浓度氰虫酰胺处理小菜蛾48 h,其保护酶（CAT和POD）活性在处理24 h内持续升高并且高于对照组;随后,活性继续升高但是与对照组没有差异(CAT: P=0.58; POD: P=0.13)。而其解毒酶(CarE, GST和ODM)活性在处理12 h内与对照组没有差异(CarE: P=0.43; GST: P=0.54; ODM: P=0.25),但是随着取食时间的延长,其活性明显高于对照组。【结论】LC₂₀和LC₅₀浓度氰虫酰胺能够显著抑制小菜蛾的生长发育,对降低害虫虫口密度有一定的作用。同时这两个浓度氰虫酰胺还能够诱导小菜蛾体内解毒酶活性的升高,这将为田间合理施药,延缓害虫抗药性的产生提供理论依据。     

小菜蛾抑制性谷氨酸受体的RNA干扰

谷氨酸门控的氯离子通道（glutamate-gated chloride channels, GluCls）或抑制性谷氨酸受体（inhibitory glutamate receptor, IGluR）是阿维菌素类药剂（avermectins）主要的作用靶标, 目前人们对于昆虫的IGluR知之甚少。本实验采用RNA干扰（RNAi）技术对小菜蛾Plutella xylostella IGluR的功能进行了初步研究。结果表明： 小菜蛾2龄和3龄幼虫中双链RNA（dsRNA）的最佳注射量分别为50.6 nL和71.3 nL。实时荧光定量（quantitative real-time PCR, qRT-PCR）检测结果表明, 2龄和3龄幼虫在注射dsRNA 36 h和24 h后IGluR基因的转录后水平分别下降了32.67%和49.30%。幼虫发生RNA干扰后对阿维菌素的敏感性结果显示, 注射了IGluR dsRNA的幼虫死亡率显著低于对照。结果说明, 小菜蛾IGluR是阿维菌素的潜在靶标之一, 为进一步阐明小菜蛾对阿维菌素靶标抗性机理奠定了基础。     

杠柳根皮乙醇提取液对蔬菜害虫小菜蛾的生物活性

采用95%乙醇对杠柳(Periploca sepium Bunge)根皮进行热提取,以叶片浸渍法和点滴法测定了提取液对小菜蛾(Plutella xylostella L.)的杀虫活性及其作用方式.结果显示,杠柳乙醇提取液稀释100倍处理对小菜蛾3龄和4龄幼虫24 h后的非选择性拒食率分别为87.3%和96.3%;100倍液浸叶饲喂处理对小菜蛾2龄幼虫72 h后的校正死亡率为80%,对小菜蛾3龄幼虫24 h和48 h后的生长抑制率为100%.杠柳乙醇提取液对小菜蛾幼虫具有较高的生物活性,其作用方式包括拒食作用、胃毒作用和生长抑制作用.此外,乙醇提取液对小菜蛾幼虫还有一定的触杀和内吸效应,并对小菜蛾成虫产卵有明显的忌避活性,但对小菜蛾卵没有杀伤作用.