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。     

家蚕核型多角体病毒egt基因的分子进化分析

过PCR方法获得家蚕核型多角体病毒（Bombyx mori nuclearpolyhedrosis virus,BmNPV）的蜕皮甾体尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶基因（egt）片段,序列分析表明该片段带有EGT的完整ORF,推测的多肽可形成EGT结构域的高级结构。为了研究egt的起源,利用家蚕基因组数据库,电子克隆了多个家蚕尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶（UGT）基因,在此基础上进行了进化分析,表明BmNPV的EGT为antennal-enriched型UGT;推测核型多角体病毒（nucleopolyhedrivirus,NPV）和颗粒体病毒（granulovirus,GV）的egt基因在进化上来源于昆虫的UGT基因,但GV的egt基因在进化上的起源可能要早于NPV的egt基因;可能在昆虫祖先种进化形成不同昆虫目的某一时期,杆状病毒的祖先种从昆虫中获得了antennal-enriched型UGT基因,并进化为egt基因。家蚕的部分UGT基因与转座子元件连锁的基因组结构特点反映了杆状病毒的egt基因可能通过转座子的传递而获得。     

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。     

米蛾体内Wolbachia的wsp基因序列测定与系统发育分析

Wolbachia是广泛分布于节肢动物体内的一类共生菌, 它们参与多种调控寄主的生殖活动机制。通过对wsp基因的特异性扩增和测序,发现了Wolbachia在米蛾Corcyra cephalonica (Stainton)体内的感染。利用所测序列和其他已发表的序列建立系统树,结果表明米蛾体内Wolbachia属于B大组的Pip类群,与其寄生物茧蜂及赤眼蜂中的Wolbachia各株系遗传距离相差较远。据此推测米蛾体内感染的Wolbachia不是由寄生物（茧蜂、赤眼蜂）水平传播所致。     

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。     

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。     

苏云金芽孢杆菌Rpp02菌株cry1Ac20基因的克隆及表达

Rpp02菌株是本实验室分离的一株对鳞翅目等多种害虫具有高毒力的苏云金芽孢杆菌莫里逊亚种 (Bacillus thuringiensis subsp. morrisoni), 经PCR检测,它含有cry1Ac基因。对其基因组DNA进行PCR扩增,得到大约4 kb的产物。测序结果表明,该片段含有一个较大的ORF框,基因编码区为3 534 bp,编码1 177个氨基酸,分子量为133.144 kD,pI 4.952, 为弱酸性蛋白质,亮氨酸（Leu）、丝氨酸（Ser）、谷氨酸（Glu）3种氨基酸含量最高,分别为8.0%、7.8%、7.7%。该基因序列与cry1Ac序列同源性达到99%,并被国际Bt杀虫晶体蛋白基因命名委员会命名为cry1Ac20。生物测定表明,该基因在大肠杆菌中得到了表达,表达产物具有较强的杀虫效果,试喂菜青虫48 h后,校正死亡率为88.78%。     

光肩星天牛体内纤维素酶活性及其与寄主选择的关系（英文）

为了揭示光肩星天牛Anoplophora glabripennis Motschulsky纤维素酶与寄主选择的关系, 以4种不同寄主树种（新疆杨Populus alba var. pyramidalis Bunge、箭杆杨Populus nigra var. thevestina (Dode) Bean、合作杨Populus simonii × Populus pyramidalis cv. opera Hsu和漳河柳Salix matsudana f. lobato-glandulosa Faug et Liu来源的光肩星天牛幼虫, 和以取食5种不同树种（臭椿Ailanthus altissima、毛白杨Populus tomentosa、合作杨、旱柳Salix matsudana Koidz.和复叶槭Acer negundo Linn.）的光肩星天牛成虫为实验对象, 测定其纤维素酶活性。结果表明: 不同寄主来源的光肩星天牛幼虫内切-β-1,4-葡聚糖酶活性在1.36~2.71 μmol葡萄糖/ (g FW·h)之间, β-葡萄糖苷酶活性在2.57~4.86 μmol葡萄糖/(g FW·h)之间;取食不同树种的光肩星天牛成虫内切-β-1,4-葡聚糖酶活性在4.08~9.27 μmol葡萄糖/(g FW·h)之间, β-葡萄糖苷酶活性在2.87~6.08 μmol葡萄糖/ (g FW·h)之间。不同寄主树种来源的光肩星天牛幼虫体内纤维素酶活性无显著性差异, 取食与否以及取食树种的不同对光肩星天牛成虫纤维素酶活有较大影响。     

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。     

中国菲寄蝇属分类研究(双翅目: 寄蝇科)

经研究发现中国菲寄蝇属现共有9种,其中包括4新种：金额菲寄蝇Phebellia aurifrons sp. nov.,褐粉菲寄蝇Ph. fulvipollinis sp. nov.,宽叶菲寄蝇Ph. latisurstyla sp. nov.和毛基节菲寄蝇Ph. setocoxa sp. nov.。我国新记录3种：叶蜂菲寄蝇Ph. clavellariae (Brauer & Bergenstamm),灰粉菲寄蝇Ph. glauca (Meigen)和拟灰粉菲寄蝇Ph. glaucoides Herting。本文除详细描述新种特征及绘制特征图外,还提供中国菲寄蝇属已知种类的分种检索表。     

灰飞虱体内WO噬菌体和Wolbachia的侵染关系

WO噬菌体是侵染节肢动物体内感染的Wolbachia的细菌病毒, 人们推测WO噬菌体可能参与了寄主遗传变异的过程。我们对采自中国境内4个地理种群（上海闵行、 云南普洱、 山东济宁和宁夏青铜峡）的灰飞虱Laodelphax striatellus 1~2龄若虫用抗生素HCl-tetracycline处理过的水稻饲养, 每隔20 d取样测定并比较其体内Wolbachia和WO噬菌体的感染率, 以此来初步研究灰飞虱体内WO噬菌体与Wolbachia的侵染关系, 结果表明: WO噬菌体感染率的变化趋势与其宿主Wolbachia的基本一致, 都随着时间推移逐步下降。我们进一步对未经HCl-tetracycline处理的灰飞虱, 用实时定量PCR的方法对WO噬菌体和Wolbachia在不同日龄灰飞虱雌虫体内的菌量进行测定, 结果显示, 二者菌量都随着日龄的增长有所变化, 在第8天达到最大, 二者的变化趋势基本一致。由此我们推断WO噬菌体是侵染胞内共生菌Wolbachia的专性病毒, 并且感染Wolbachia的WO噬菌体很可能是溶原性的噬菌体。     

大分舌蜂营巢生物学

于2009和2010年对广东河源大分舌蜂Colletes gigas的巢穴结构及生物学习性进行了初步研究。对分布在同一区域大分舌蜂的巢穴进行了挖掘, 详细记录了两个巢穴的结构; 挖出的卵、 幼虫及蛹的形态进行了解剖镜和电镜观察, 并做了简要描述。另外, 还通过分子及形态学方法对与大分舌蜂共用筑巢场所的另一种分舌蜂进行了鉴定。研究发现大分舌蜂喜欢在沙土中筑巢, 并且有集中筑巢的习性。大分舌蜂的巢穴由一条主道和几条虫室道组成, 虫室建在主道及各个虫室道的末端。大分舌蜂往年的巢穴可以被翌年羽化的大分舌蜂再次利用, 沿主道重新建造自己的虫室道或扩展原有的虫室道。大分舌蜂在中国南方专性取食山茶科植物尤其是油茶的花粉及花蜜, 蜂粮由于花蜜含量较多而呈液体状。通过进一步比较COI与28S D2区数据, 甄别出同一巢区中还存在另一种分舌蜂属物种, 表明大分舌蜂可以与另一种分舌蜂Colletes sp.共用筑巢场所。     

基于ITS-1基因的菜粉蝶地理种群遗传分化研究

为了探讨我国不同地区菜粉蝶种群之间的遗传分化情况, 本研究运用克隆测序法, 对我国16个地区79只菜粉蝶Pieris rapae rDNA的ITS-1基因序列进行测定并分析; 同时, 以东方菜粉蝶Pieris canidia为外群, 重建了它们的系统发生树, 初步探讨了它们的生物地理学分化格局。序列分析结果显示: 所测菜粉蝶的ITS-1序列长度介于337~458 bp之间。经序列比对后, 在347个位点中共有281个保守位点, 63个变异位点, 16个简约信息位点和47个单突变位点; AMOVA软件分析其核苷酸多态性指数(nucleotide diversity) Pi为0.014, 每位点Theta (per site) Eta为0.041, 遗传分化指数(F_ST)为0.351 (P<0.05); DnaSP软件共检测出48个单倍型(haplotype)序列, 单倍型多样性(haplotype diversity)的频率为0.989。系统发生分析结果表明: 现存的菜粉蝶各地理种群与其地理分布没有直接的对应关系根据系统发生树结果推测, 该蝶种在我国的最早建群可能发生于辽宁、内蒙古及北京一带, 其后, 通过幼虫寄主植物的水陆运输以及成虫的迁飞向我国的不同地区扩散。     

谢氏宽漠王HSP70基因cDNA片段的克隆及热激条件下的表达

谢氏宽漠王Mantichorula semenowi Reitter是一种沙漠指示性甲虫。本研究由该种甲虫体内克隆到两种不同的HSP70基因片段,分别为MsHSP70和MsHSC70。同源性发现表明这两个基因片段与已报道的其他昆虫的热休克蛋白核苷酸序列高度同源。半定量RT-PCR分析显示：经42℃热激1 h 后立即诱导MsHSP70表达至最高峰;在恢复到室温的1～4 h 内MsHSP70表达量逐渐降低,但仍然高于未热激对照组。而MsHSC70在42℃热激1 h后表达受到抑制,但在恢复2 h和4 h时有少量的表达,分别仅为未热激对照组的0.25和0.28倍。结果提示MsHSP70和MsHSC70在保护细胞方面具有不同的作用。本实验结果为谢氏宽漠王在极端的沙漠环境胁迫下的抗逆适应性研究提供了理论基础。     

尼日利亚西南部奥孙河沿线黑蝇Simulium damnosum Theobald complex的形态分类研究(双翅目: 蚋科)（英文）

黑蝇Simulium damnosum sensu lato是由多个姊妹种组成的复合体,这些种在生态学和盘尾丝虫病的传播方面各不相同。本文对奥孙河沿线的尼日利亚西南部森林区域的黑蝇S. damnosum s.l.复合体的组成以及成虫的形态学特征进行了研究。本研究所用的黑蝇S. damnosum s.l.成虫标本来源于奥孙河沿线的3个区,分别是Osun Eleja, Osun Ogbere和Osun Budepo。标本采集通过人体诱捕的方式,采集时间从2008年2月至2009年6月上午7:00到下午6:00,每两周采集1次。通过观察成虫的翅毛簇（wing tufts）和其他形态特征,对其进行分类研究。结果表明：存在同域分布的森林种和稀树草原种。在奥孙河沿线3个区内,森林种为优势种,占总捕获量的99.18%,而稀树草原种仅占0.82%;森林种和稀树草原种在多度上存在显著差异(P<0.05)。所捕获的所有稀树草原种的翅毛簇均为灰白色,而捕获的森林种的翅毛簇颜色存在显著差异(P<0.05)。为了更清楚地揭示该地区黑蝇S. damnosum s.l.的物种组成,建议进行更深入的研究。     

我国甜菜夜蛾大尺度暴发频度与广域温度和广域降雨量关系的预测模型

甜菜夜蛾Spodoptera exigua (Hübner)是我国多种农作物上的重要害虫, 在我国许多地区频繁暴发成灾。为探索甜菜夜蛾种群动态规律并建立种群数量发生趋势预测模型, 作者应用时间序列分析和逐步回归分析方法研究了我国广域（较大范围）温度和广域降雨量变化趋势对我国广域甜菜夜蛾年暴发频度的影响规律。结果表明: 甜菜夜蛾发生的长期趋势和年间波动状况均与广域温度和广域降雨量具有复杂的影响关系。在1979-2008年间, 我国甜菜夜蛾暴发频度呈现出波浪式上升趋势, 其暴发指数平均年递增率为0.076, 而我国广域温度（以27个省市级气象台数据统计为例）在1990-2008年间的平均年递升率为0.039℃, 即我国甜菜夜蛾暴发频度上升趋势与我国广域温度升高趋势同向而行。作者从52个因素（当年和上年1-12月各月及全年日均温和月均降雨量）中筛选出了具有显著回归影响（P<0.05或0.01）的10个因素进入回归模型, 初步找出了能够预测广域甜菜夜蛾暴发趋势指数的温度与降雨量或其组合因素, 并使其模型达到99%以上的历史符合率和预测准确度。作者认为, 广域温、 雨因素与广域甜菜夜蛾暴发趋势指数的这种密切相关性, 不是偶然的巧合, 而是必然的环境（温度和降雨量）作用于生物（甜菜夜蛾）的因果关系。     

基于SAFLP的我国常见索线虫科昆虫病原线虫亲缘关系分析

本研究建立并优化了索线虫科(Mermithidae)SAFLP体系,构建了我国常见索线虫科昆虫病原线虫6属11种/亚种的指纹图谱。采用EcoRⅠ和MseⅠ两种限制性内切酶单酶切,结果显示EcoRⅠ酶更适合作为索线虫科线虫SAFLP的内切酶。3个带有3个选择性碱基的EcoRⅠ引物进行扩增共得条带225个,片段大小为250～1 650 bp。通过NTsys-PC2.1软件计算了索线虫科6属11种/亚种的Nei-Li遗传距离(0.1980～034554)和相似系数,利用NTsys-PC2.1软件中的UPGMA方法构建其聚类图。索线虫科这6属11种/亚种从属级阶元可以分为两大类群：罗索属Romanomermis和八腱索属Octomyomermis聚为一支构成第一大类群;六索属Hexamermis与卵索属Ovomermis先聚在一起然后与多索属Agamermis聚在一起,再与两索属Amphimermis聚在一起构成第二大类群。在八腱索属和两索属中属内不同种/亚种间线虫采集地相距较近的其遗传距离较近。优化的索线虫科线虫SAFLP体系能够反映索线虫科线虫种属间的亲缘关系,并与形态学的研究结果基本相符,可以用于属种的分类和亲缘关系的研究。     

家蚕吡哆醛激酶的融合表达与纯化

【目的】吡哆醛激酶（pyridoxal kinase, PLK, EC 2.7.1.35）是维生素B6的关键代谢酶。本研究原核表达家蚕Bombyx mori重组PLK, 为进一步开展家蚕PLK的催化作用机制和表达调控机制的研究奠定基础。【方法】构建家蚕PLK基因融合表达质粒, 转化大肠杆菌Escherichia coli诱导表达, 经Ni²⁺ 亲和层析纯化后, 对融合蛋白的催化活性进行分析。【结果】纯化后的家蚕重组PLK经SDS-PAGE鉴定为单一条带, 比活力为1 800 U/mg, 纯化倍数为40倍。在底物过量的条件下, 该重组酶的体外最适反应温度是50℃; 最适pH为5.5~6; Zn²⁺ 是酶促反应有效的激活剂。【结论】重组家蚕PLK与来源于家蚕组织的PLK具有相同的催化性质。     

RNAi介导的棉铃虫氨肽酶N基因Haapn1和钙粘蛋白基因Ha_BtR沉默对Cry1Ac毒力的影响

氨肽酶N（aminopeptidase N, APN）和钙粘蛋白（cadherin）是存在于鳞翅目昆虫中肠刷状缘膜囊（brush border membrane vesicles, BBMV）上Bt毒素Cry1A的受体。本实验将棉铃虫Helicoverpa armigera氨肽酶N1基因Haapn1和钙粘蛋白基因Ha_BtR双链RNA（dsRNA）注入棉铃虫4龄幼虫体内, 以研究这两种受体基因沉默后对Cry1Ac毒力的影响。结果表明: 注射dsRNA（1 μg/头）进行基因沉默后, Haapn1 mRNA表达量比注射缓冲液（elution solution, ES）的对照下降了30%~49%, Ha_BtR mRNA表达量下降了30%~37%。注射Haapn1 dsRNA的幼虫在40和70 μg/cm² Cry1Ac活化毒素下的死亡率显著低于注射ES的幼虫, 而在 100 和 170 μg/cm² Cry1Ac原毒素处理下两者死亡率无显著差异; Cry1Ac活化毒素以及原毒素对注射Ha_BtR dsRNA幼虫与注射ES幼虫的毒力均无显著差异。当同时注射Haapn1及Ha_BtR dsRNA后, 干扰后的幼虫对Cry1Ac活化毒素和原毒素的敏感性均显著下降。本研究进一步证明了棉铃虫Haapn1和Ha_BtR均是Bt毒素Cry1Ac的功能受体, 这两种受体蛋白共同参与Cry1Ac的毒杀作用过程。该结果也提示, Haapn1或Ha_BtR基因产生突变都可能导致棉铃虫对Cry1Ac产生抗性。     

Interruptin B对小菜蛾和亚洲玉米螟幼虫的拒食活性及对斜纹夜蛾卵巢细胞的毒力

为了研究Interruptin B的杀虫活性, 初步探讨其杀虫作用机理, 本研究采用叶碟法和叶片浸渍法测定了Interruptin B对小菜蛾Plutella xylostella和亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis 3龄幼虫的拒食活性和毒杀活性; 采用注射法和血球计数法研究对斜纹夜蛾Spodoptera litura幼虫血细胞数的影响; 采用四甲基偶氮唑盐［3-(4, 5-dimethylthiazole-2-yl)-2, 5-diphenyltetrazolium bromide, MTT］法测定对斜纹夜蛾卵巢细胞(SL细胞)的增殖抑制作用; 采用倒置显微镜观察对SL细胞形态、密度和贴壁率的影响。结果显示：处理后48 h, Interruptin B对亚洲玉米螟和小菜蛾3龄幼虫的拒食中浓度(AFC₅₀）分别为108.56 和143.88 μg/mL, 致死中浓度(LC₅₀）分别为346.23和194.32 g/mL; 处理后24 h和48 h, 对SL细胞的抑制中浓度(IC₅₀）分别为13.51和4.11 g/mL。Interruptin B处理SL细胞后12-48 h, 细胞密度随时间的延长而下降, 与对照差异显著(P<0.05）; 处理后3, 6, 12, 24和48 h, SL细胞变形率分别为28.18%, 83.90%, 85.18%, 93.93%和100%, 细胞贴壁率分别为96.59%, 89.90%, 83.18%, 5.06%和1.09% , 处理后6-48 h, SL细胞变形率和贴壁率与对照差异显著(P<0.05）。Interruptin B对小菜蛾和亚洲玉米螟3龄幼虫具有良好的拒食和毒杀活性, 能显著降低斜纹蛾幼虫血细胞数量, 对SL细胞具有良好的增殖抑制作用, 可显著降低SL细胞生长密度, 改变细胞形态, 降低贴壁率, 表明该化合物可通过影响昆虫细胞活力毒杀活体昆虫。