意大利蝗卵发育过程中血蓝蛋白基因表达分析

【目的】意大利蝗Calliptamus italicus是新疆草原的主要优势危害种,以卵在土壤中越冬。呼吸代谢可反映蝗卵的生理状态,呼吸蛋白对于呼吸系统不完善的蝗卵尤为重要。本研究旨在明确意大利蝗卵发育过程中血蓝蛋白基因的表达情况。【方法】采用实时荧光定量PCR方法检测不同发育阶段的蝗卵以及1龄蝗蝻的血蓝蛋白2个亚基基因Hc1和Hc2的表达量。【结果】根据解剖形态观察,将意大利蝗越冬卵的整个发育过程分为10个阶段,包括9个卵发育阶段(C-Ⅰ-C-Ⅹ)和1龄蝗蝻阶段(C-Ⅹ)。Hc1和Hc2在越冬蝗卵各发育阶段以及1龄蝗蝻中均有表达。其中,在蝗卵早期发育阶段(C-Ⅰ, C-Ⅱ和C-Ⅲ),Hc1表达量逐渐增加,C-Ⅲ阶段表达量显著高于C-Ⅰ和C-Ⅱ阶段;滞育阶段(C-Ⅳ, C-Ⅴ和C-Ⅵ),胚胎发育停滞,Hc1表达量较C-Ⅲ,C-Ⅶ和C-Ⅷ阶段低;滞育后发育阶段(C-Ⅶ和C-Ⅷ),蝗卵解除滞育,快速发育,Hc1表达量较早期发育阶段和滞育阶段高,其中,C-Ⅷ阶段Hc1表达量最高(212.3156±10.5470),显著高于其他所有阶段;1龄蝗蝻(C-Ⅹ)的Hc1表达量最低,为0.4017±0.1010。Hc2表达量在C-Ⅴ阶段最高(679.7511±54.5719),显著高于其他所有阶段;除C-Ⅴ阶段外,其他各阶段之间Hc2表达量差异均不显著。Hc1在蝗卵滞育后阶段高表达,而Hc2在蝗卵滞育阶段高表达。【结论】血蓝蛋白亚基基因Hc1和Hc2在整个意大利蝗卵发育过程均有表达,且具有阶段特异性。Hc1与Hc2协同作用为蝗卵发育供氧,其中,Hc1主要负责蝗卵滞育后发育期间的氧气运载,而Hc2主要维持滞育期间的氧气运载,且载氧效率较低。研究结果可为进一步探讨意大利蝗卵的抗逆机制提供科学依据。     

小麦吸浆虫保幼激素酯酶和保幼激素环氧水解酶基因的克隆及在滞育和变态发育过程中的表达动态

【目的】保幼激素(juvenile hormone, JH)在小麦吸浆虫Sitodiplosis mosellana滞育诱导及滞育后静息状态的维持中发挥着重要作用。保幼激素酯酶(hormone esterase, JHE)和保幼激素环氧水解酶(juvenile hormone epoxide hydrolase, JHEH)是调控JH滴度的重要降解酶。本研究旨在探讨JHE和JHEH在小麦吸浆虫滞育和变态发育中潜在功能。【方法】通过RT-PCR和RACE技术从小麦吸浆虫滞育前幼虫克隆JHE和JHEH全长cDNA序列;利用生物信息学软件分析其核苷酸及编码蛋白特性;采用qPCR技术分析其在小麦吸浆虫滞育不同时期(滞育前、滞育期、滞育后静息期和滞育后发育)3龄幼虫及1龄幼虫到成虫不同发育阶段(1-2龄幼虫、预蛹、初蛹、中蛹、后蛹、雌成虫和雄成虫)中的表达水平。【结果】克隆获得了cDNA全长分别为3 102和1 980 bp的小麦吸浆虫SmJHE和SmJHEH基因(GenBank登录号分别为MG876768和MG876769),其开放阅读框分别长1 740和1 371 bp,分别编码579和456个氨基酸,预测蛋白分子量分别为65.67和51.65 kD。SmJHE蛋白含有5个JHE家族特有的保守模块,SmJHEH含有催化三联体Asp228, Asp404和His431及组成阴氧离子洞的两个Tyr(Tyr299和Tyr374)和HGWP花样结构。序列比对和进化分析表明,SmJHE和SmJHEH均与双翅目(Diptera)长角亚目(Nematocera)昆虫同源蛋白氨基酸序列一致性较高,亲缘关系最近。不同滞育时期的表达模式表明,SmJHE和SmJHEH在滞育前期(1龄到滞育前的3龄幼虫早期)表达量变化不明显,进入滞育后表达量基本维持恒定,但均在滞育后静息阶段的当年12月至翌年1月最低。发育表达模式表明,幼虫恢复发育后SmJHE表达量逐渐升高,预蛹期达到最高,在雌成虫中的表达量显著低于雄成虫中的;SmJHEH表达量则在预蛹期最低,在雌成虫中最高。【结论】SmJHE和SmJHEH参与小麦吸浆虫滞育调控,其表达量的降低与滞育后静息阶段JH的累积有关;SmJHE在发育过程中表达量的升高可能参与幼虫到蛹的变态,表达量的降低可能与生殖发育有关。     

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...     

意大利蝗的胚胎发育及卵滞育发生的胚胎发育阶段

【目的】明确意大利蝗Calliptamus italicus (L.)胚胎发育及卵滞育发生的胚胎发育阶段。【方法】2013-2014年间,通过室外胚胎发育进度检测和室内孵化培养观察,研究其胚胎发育等级、滞育和越冬的胚胎阶段及自然越冬滞育的解除。【结果】意大利蝗的胚胎发育可划分为18个阶段;意大利蝗胚胎有反向移转、转旋和顺向移动3种胚胎转动方式;意大利蝗卵滞育发生的胚胎发育阶段为第Ⅻ阶段。自然条件下,意大利蝗卵发育至次年1月21日,仅部分卵解除滞育,解除滞育卵的发育历期最长;随着越冬时间的延长,解除滞育的卵逐渐增多,其发育历期逐渐缩短;直至次年3月29日卵基本完全解除滞育。意大利蝗雌成虫所产的早中期卵（7月27日-8月16日所产卵）以胚胎发育第Ⅻ阶段（滞育发生的胚胎发育阶段）越冬,于翌年4月16日（侯地温平均值：7.59℃,最高温：15.95℃,最低温：2.67℃）继续发育;雌成虫所产的晚期卵（8月28日-9月4日所产卵）,自11月4日（侯地温平均值：7.32℃,最高温：9.00℃,最低温：5.18℃）开始以胚胎第Ⅹ阶段越冬,于翌年3月29日（侯地温平均值：3.78℃,最高温：10.27℃,最低温：0.14℃）继续发育。【结论】意大利蝗雌成虫所产的早中期和晚期卵,其越冬胚胎发育阶段、开始越冬时间及越冬后继续发育的时间均不同。     

西伯利亚蝗卵发育过程的比较转录组分析及滞育关联基因筛选

【目的】通过筛选西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus卵滞育基因及代谢通路,初步明确西伯利亚蝗卵滞育分子机理。【方法】利用Illumina NovaSeq 6000测序平台对西伯利亚蝗早期发育(ES)、滞育(DS)和滞育后发育阶段(PS)的卵进行转录组测序;采用GO和KEGG富集分析并结合文献,预测滞育相关通路并聚类热图分析,筛选蝗卵滞育关联基因,并选取其中6个重要基因进行qRT-PCR验证。【结果】DSvs ES和PS vs DS两比较组分别富集到12 419和4 789个差异表达基因,且多上调表达;两比较组共表达差异基因为2 206个,主要与糖代谢、环境胁迫和生长发育相关。DS vs ES组富集最显著的GO条目为蛋白结合,PS vs DS组GO条目主要包含酶活性、细胞骨架构建及蛋白结合等过程。滞育关联基因主要集中在Wnt信号通路、胰岛素信号通路、细胞周期通路以及昆虫激素生物合成等通路。6个重要的滞育关联基因的表达量变化趋势与转录组数据结果基本一致。【结论】本研究初步明确了西伯利亚蝗卵滞育调控的重要代谢途径,并筛选出20个滞育关联基因,为后续深入研究该物种的适应机理奠定了基础。     

轮纹异痂蝗卵的过冷却能力与其体内水分和生化物质含量的关系

【目的】低温是影响昆虫生长发育和存活的关键因子之一。为明确轮纹异痂蝗Bryodemella tuberculatum dilutum卵的抗寒性及其机理, 研究了其过冷却能力与其体内水分及其他抗寒性相关生化物质含量的关系。【方法】采用热电偶法测定了轮纹异痂蝗卵的过冷却点,同时采用烘干法、残余法、氨基酸自动分析仪和高效液相色谱法分别测定了其卵的含水量、脂肪、氨基酸及小分子糖醇的含量。【结果】土壤含水量对轮纹异痂蝗滞育前卵的含水量、脂肪含量（鲜重）及过冷却点有极显著的影响(P<0.01)。随着土壤含水量从4%增加到13%,卵含水量从45.12%上升到55.25%,卵脂肪含量（鲜重）从10.39%下降到9.39%,而过冷却点从-30.11℃上升到-25.69℃。不同发育阶段卵的过冷却点、含水量、脂肪、氨基酸及小分子糖醇含量存在极显著差异(P<0.01)。从卵产下当天至120 d,卵过冷却点从-26.78℃下降至-30.18℃,含水量从51.93%下降至46.69%,脂肪含量分别从9.99%（鲜重）和17.37%（干重）上升至13.92%(鲜重)和25.29%（干重）。滞育卵的过冷却点显著低于滞育前卵的过冷却点。从卵中共检测到17种氨基酸,其中5种与过冷却点存在显著的相关关系(P<0.05)。卵过冷却点随着甘氨酸和脯氨酸含量的升高而降低,而随着胱氨酸、亮氨酸及天冬氨酸含量的增加而升高。随着卵的发育,海藻糖、甘油、肌醇和山梨醇含量逐渐上升,而葡萄糖和果糖含量逐渐下降。在卵发育过程中,海藻糖和甘油的含量显著高于其他4种物质的含量。卵过冷却点与上述6种小分子糖醇均存在显著的相关关系,其中与海藻糖和葡萄糖的相关性最强。过冷却点随海藻糖、甘油、肌醇和山梨醇含量的升高而降低,而随葡萄糖和果糖含量的升高而上升。【结论】轮纹异痂蝗卵在发育过程中,通过降低含水量,积累脂肪、脯氨酸、甘氨酸及海藻糖、甘油、肌醇和山梨醇等抗寒物质,从而提高其过冷却能力。     

麦红吸浆虫3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因SmHMGR的克隆及在滞育与发育变态过程中的表达动态

【目的】3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)是保幼激素(JH)合成途径的限速酶。麦红吸浆虫Sitodiplosis mosellana是一种典型的专性幼虫滞育昆虫。本研究旨在探讨HMGR基因在麦红吸浆虫滞育和发育变态过程中的作用。【方法】通过RT-PCR和RACE技术克隆麦红吸浆虫滞育前幼虫HMGR基因全长cDNA序列;利用生物信息学软件分析HMGR基因核苷酸和其编码的蛋白氨基酸序列特性;采用qPCR技术测定其在麦红吸浆虫滞育不同时期3龄幼虫及不同发育阶段(1-2龄幼虫、预蛹、初蛹、中蛹和后蛹以及雌雄成虫)中的mRNA表达水平。【结果】克隆获得一条麦红吸浆虫HMGR基因全长cDNA序列,命名为SmHMGR(GenBank登录号: MG876766)。该基因全长2 548 bp,其中开放阅读框长2 328 bp,编码775个氨基酸,预测的蛋白分子量为84.16 kD,理论等电点为8.29。序列分析发现该基因编码的蛋白具有HMGR蛋白家族典型的HMG-CoA-reductase-classⅠ催化功能域及其他保守功能基序;序列比对和系统发育分析表明,SmHMGR与达氏按蚊Anopheles darling等长角亚目(Nematocera)昆虫HMGR的相似性最高、亲缘关系最近。SmHMGR在麦红吸浆虫滞育前的3龄早期幼虫中表达量显著升高,进入滞育后一直维持较高水平,并在滞育后静息阶段的当年12月至翌年1月达到最高。SmHMGR在蛹期表达量低于幼虫期,预蛹期表达量最低;在雌成虫中表达量显著高于在蛹和雄成虫中的表达量。【结论】SmHMGR的表达与麦红吸浆虫发育密切相关,可能在滞育诱导、维持及滞育后静息状态的维持及生殖中发挥作用,其表达量的降低可能参与了幼虫到蛹的变态。     

黄脊雷蓖蝗越冬卵的滞育发育特性

黄脊雷蓖蝗Rammeacris kiangsu Tsai是我国竹林的重要害虫,1年发生1代,以卵越冬。为弄清其卵滞育发育特性,调查了卵期温度及低温处理对其卵孵化的影响,检测了恒温条件下胚胎的发育进度及卵粒含水量、过冷却点的变化。结果表明,在不同的卵期温度条件下黄脊雷蓖蝗卵的孵化前期均较长,且孵化不整齐、孵化期间长;低温处理30、60或90 d可显著促进其卵的孵化,低温处理的时间越长效果越明显。说明黄脊雷蓖蝗的卵存在滞育现象,低温能明显降低其卵滞育强度。胚胎头幅、触角长度及体长的测量结果显示,25℃温度条件下的黄脊雷蓖蝗的胚胎发育可划分为3个阶段,即前期的持续发育阶段、中期的发育延迟阶段和后期的发育恢复阶段。产卵后40 d左右卵进入滞育,40—75 d为卵的深度滞育期。黄脊雷蓖蝗的卵粒产下后水分含量较低,在25℃的温度条件下,于产卵后25 d前后有一快速的吸水过程,其后卵粒的含水量增加缓慢,可见其卵粒的吸水发生在进入滞育状态之前。在25℃的条件下,黄脊雷蓖蝗卵粒过冷却点的变化亦包含3个阶段,即胚胎发育初期的较高阶段、中期持续而稳定的较低阶段及后期的提升阶段,可以认为黄脊雷蓖蝗越冬卵耐寒性的提高与其滞育的发生密切相关。     

低温对麦红吸浆虫滞育解除及蜕皮激素受体基因EcR和热激蛋白基因Hsp70和Hsp90表达水平的影响

【目的】本研究旨在明确破茧率和破茧所需时间作为典型的专性幼虫期滞育昆虫麦红吸浆虫Sitodiplosis mosellana滞育解除指标的可行性,探讨蜕皮激素受体基因EcR和热激蛋白基因Hsp70和Hsp90在低温解除滞育中的作用。【方法】9月上旬采自田间的麦红吸浆虫滞育幼虫在低温(4℃)和自然变温处理不同时间(0~90 d)后转移至24℃化蛹,调查幼虫的破茧率、化蛹率及破茧和化蛹所需时间;采用qPCR技术分析4℃低温终止滞育并在24℃下恢复发育的幼虫EcR, Hsp70和Hsp90的mRNA水平。【结果】不同时间低温(4℃)和自然变温处理的麦红吸浆虫滞育幼虫破茧率和化蛹率以及破茧和化蛹所需时间均存在显著差异。未经低温(4℃)处理的幼虫在水分满足的条件下破茧率为71.3%,但均不能化蛹;低温(4℃)处理60 d内,随着处理时间的延长破茧率和化蛹率逐渐升高,破茧和化蛹所需时间逐渐缩短;与4℃低温处理30~60 d相比,自然变温处理30~60 d的幼虫化蛹率显著较低;4℃低温处理60 d和自然变温处理90 d后幼虫的化蛹率均超过91%。低温(4℃)处理显著提高了麦红吸浆虫幼虫EcR, Hsp70和Hsp90的表达量,其中处理30 d时其表达量最高,随着低温(4℃)处理时间的延长,表达量逐渐降低,大部分幼虫滞育解除后表达量趋于恒定。【结论】低温能显著促进麦红吸浆虫的滞育解除,效果优于9-10月自然变温;破茧率及破茧所需时间可作为评判麦红吸浆虫幼虫滞育强度的参考,但不能独立作为滞育解除的指标;EcR,Hsp70和Hsp90的表达水平与滞育强度密切相关,在麦红吸浆虫滞育解除中发挥潜在作用。     

柑橘大实蝇滞育和非滞育蛹体内海藻糖含量的调控

【目的】通过比较柑橘大实蝇Bactrocera minax蛹滞育期与滞育前和滞育后以及滞育蛹与非滞育蛹体内海藻糖和葡萄糖含量的变化、海藻糖合成代谢途径中关键酶的活力变化以及关键酶基因的表达量变化,明确蛹滞育期间海藻糖合成代谢途径中关键酶对海藻糖含量的调控。【方法】利用分光光度法检测柑橘大实蝇滞育前(1日龄蛹)、滞育期(30,60和90日龄蛹)以及滞育后(120和150日龄蛹)蛹体内海藻糖与葡萄糖含量的变化,以及海藻糖合成代谢途径中的海藻糖-6-磷酸合成酶(TPS)、海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶(TPP)和海藻糖酶(Tre)活力的变化;利用实时定量荧光PCR(qPCR)检测TPS,TPPB,TPPC-1,TPPC-2和Tre-1基因表达量的变化。向1日龄蛹体内注射20-羟基蜕皮酮(20E)作为处理(以注射10%乙醇为对照),分别于注射后1和30 d比较处理组与对照组蛹体内海藻糖与葡萄糖含量、关键酶活力以及上述基因表达量的差异。【结果】柑橘大实蝇蛹进入滞育后,海藻糖含量显著升高,葡萄糖含量无显著变化; TPS和TPP的酶活力以及TPS,TPPC-1和TPPC-2表达量在化蛹后逐渐升高,于滞育期达到最高水平,维持至羽化前显著下降;TPPB表达量在整个蛹期无显著差异; Tre酶活力以及Tre-1表达量在化蛹后逐渐升高,于滞育早期达到最高水平,随后显著下降,羽化前再次显著上升。注射20E后1 d,与对照组相比,处理组蛹体内海藻糖与葡萄糖含量、关键酶(TPS,TPP和Tre)活力以及TPS,TPPC-2和Tre-1表达量无显著变化,TPPB表达量显著下降,TPPC-1表达量显著上升;注射后30 d,与对照组滞育蛹相比,处理组非滞育蛹海藻糖含量显著上升,葡萄糖含量、TPS和Tre酶活力、TPS和Tre-1表达量显著下降,TPP酶活力以及TPPB和TPPC-2表达量无显著差异。【结论】柑橘大实蝇蛹体内海藻糖的含量在合成代谢途径中关键酶的调控下,随着滞育状态发生变化,表明海藻糖与滞育之间存在密切的关系,但其作用机理仍待进一步研究。     

短时高温对意大利蝗存活和生殖的影响

【目的】明确短时高温对意大利蝗Calliptamus italicus(L.)存活和生殖的影响,为气候变暖趋势下意大利蝗灾害的预测预报及综合防治提供理论依据。【方法】采集初羽化24h内的意大利蝗雌雄成虫,于30℃光照培养箱中饲养。设置4个温度处理组,分别为33、36、39、42℃,每日处理4h,之后放回30℃光照培养箱中继续饲养。未经过短时高温处理的意大利蝗为对照组。观察记录各组意大利蝗存活率、寿命、产卵前期、产卵期、单雌产卵量、卵巢发育情况及卵巢中卵黄蛋白含量,并分析变化规律。【结果】短时高温对意大利蝗成虫存活率无显著影响,但对其寿命有显著影响(P0.01),其中33℃处理4h,意大利蝗雌雄成虫寿命显著延长(P0.01),而36~42℃范围内处理4h,意大利蝗雌雄成虫寿命显著缩短(P0.01)。短时高温对意大利蝗产卵前期有显著影响(P0.05),随温度升高,产卵前期缩短,但对产卵期没有显著影响(P0.05)。短时高温对意大利蝗单雌产卵量有显著影响(P0.01),其中33℃处理组单雌产卵量为(57.6±2.4)粒,显著高于对照组(P0.01),36~42℃范围内,随温度升高单雌产卵量显著降低(P0.01)。短时高温对意大利蝗卵巢长度、鲜重及发育历期有显著影响(P0.01),但对卵巢宽度没有显著影响(P0.05),且随温度升高,卵巢长度、宽度、鲜重及发育历期均呈下降趋势。短时高温可使卵黄蛋白在卵巢中提前沉积,并对其含量(峰值)有显著影响(P0.01),其中33℃处理组卵黄蛋白含量(峰值)为(49.795±6.253)mg/mL,显著高于对照组(P0.01),36~42℃范围内处理4h,卵黄蛋白含量(峰值)显著减少(P0.01)。【结论】33℃处理4h,意大利蝗存活及生殖特性显著提高,而36℃及以上高温对意大利蝗生长繁殖产生不利影响。     

意大利蝗存储蛋白Hex2基因的克隆与表达分析(英文)

【目的】昆虫存储蛋白(hexamerin)是在昆虫体内独立发生普遍存在的一种特异性淋巴蛋白,在昆虫的生长发育过程中起重要作用。【方法】克隆意大利蝗Calliptamus italicus的存储蛋白Hex2基因,并利用qRT-PCR方法分析其在不同组织和不同发育阶段的表达模式。【结果】克隆到意大利蝗存储蛋白Hex2基因Cit Hex2,其cDNA全序列长2 610 bp,开放阅读框(ORF)长为2 022 bp,3'非翻译区(UTR)长为124 bp,碱基序列与其他蝗虫的Hex2基因核苷酸一致性为80%~84%。Cit Hex2编码673个氨基酸,预测分子量和等电点分别为78.7 k Da和6.01。氨基酸分析表明,Cit Hex2富含较高的芳香族氨基酸,其中苯丙氨酸和酪氨酸共占15.8%。定量分析结果表明,Cit Hex2在意大利蝗的整个发育阶段都有表达,且在每个龄期的蜕皮前后均有表达量的变化;在检测的所有组织中,雌性个体的表达量较高。【结论】Cit Hex2参与意大利蝗的发育过程,与其生殖有关。     

宽翅曲背蝗卵的过冷却能力与抗寒性

采用热电偶法,在室内测定了宽翅曲背蝗卵的过冷却能力及抗寒性.结果表明： 土壤含水量对滞育前卵的含水量有显著影响, 而对卵过冷却点(SCP)的影响不显著,卵含水量随着土壤含水量的升高而上升.不同发育时期卵的SCP、含水量和脂肪含量存在显著差异.随着卵的发育,其含水量从产卵当天的51.5%下降至120 d的46.8%,脂肪含量从10.5%(鲜质量)/19.0%(干质量)上升到14.5%(鲜质量)/28.9%(干质量),而SCP从-23.5 ℃下降至-30.0 ℃;卵SCP与其含水量及脂肪含量存在显著相关关系;深度滞育卵的SCP显著低于滞育前和滞育初期卵的SCP.不同低温强度和处理时间对滞育卵的存活率有显著影响.滞育卵暴露12 h的致死温度为-27.3 ℃,在-25 ℃低温处理的致死时间为22.73 d.滞育卵的SCP与致死温度相近,说明宽翅曲背蝗卵为不耐结冰类型,且SCP是衡量其抗寒性的可靠指标.     

九香虫保幼激素环氧水解酶基因克隆、生物信息学及表达分析

[目的]保幼激素环氧水解酶(Juvenile hormone epoxide hydrolase,JHEH)是昆虫体内保幼激素(Juvenile hormone,JH)的主要降解酶.本文旨在分析九香虫Aspongopus chinensis Dallas保幼激素环氧水解酶基因序列(AcJHEH)信息,探索其在九香虫生长发育过程中的作用.[方法]以九香虫成虫的cDNA为模板,采用RT-PCR技术克隆获得AcJHEH基因序列,并利用生物信息学软件对其编码蛋白的理化特性、结构特征和系统进化进行分析;采用qRT-PCR技术检测并分析九香虫不同龄期和不同组织中AcJHEH的相对表达量.[结果]成功获得了AcJHEH的完整开放阅读框ORF序列,全长均为1 363 bp,共编码453个氨基酸,预测分子量为51.74 ku,等电点(pI)为7.66,分子蛋白式C2414H3683N581O653S14,含有N-端跨膜基序XWG、催化三联体、保守基序HGWP和2个酪氨酸,属于环氧水解酶家族.系统进化树分析表明,AcJHEH与茶翅蝽Halyomorpha halys的JHEH聚为一支,再与同为半翅目的臭虫Cimex lectulariu和绿盲蝽Apolygus lucorum的JHEH聚为一类.荧光定量PCR结果显示,AcJHEH在九香虫不同发育阶段和各组织中均有表达,且脂肪中的表达量极显著高于其它组织(P＜0.001);滞育九香虫成虫表达量最高,其次为4-5龄若虫都极显著高于其它发育阶段(P＜0.001).[结论]九香虫JHEH属于环氧水解酶家族,确定为保幼激素环氧水解酶.依据qPCR结果推测AcJHEH通过改变九香虫体内保幼激素浓度来影响九香虫4-5龄若虫蜕皮发育、成虫生殖系统发育和滞育等.     

外源保幼激素对中华通草蛉滞育解除及滞育后发育的影响

【目的】本研究旨在明确外源保幼激素(juvenile hormone, JH)在中华通草蛉Chrysoperla sinica滞育快速解除过程中的使用剂量及最佳使用时期。【方法】测定点滴不同剂量(0, 5, 15, 25和35 μg/成虫)外源JH后中华通草蛉滞育成虫的产卵前期、产卵历期、雌虫寿命及单雌产卵量,以及15 μg/成虫外源JH处理对不同日龄(0, 5, 10, 20, 30和40日龄)滞育成虫处理后这4个指标的变化。【结果】在不同点滴剂量处理中,15和25 μg/成虫外源JH处理的中华通草蛉滞育成虫的产卵前期分别为6.82和6.29 d,显著短于点滴丙酮的对照组(10.55 d),且15 μg/成虫外源JH处理组产卵历期、雌虫寿命及单雌产卵量均最大,均显著大于对照组。不同日龄的中华通草蛉滞育成虫点滴15 μg/成虫外源JH,0, 5, 10和20日龄处理的成虫产卵前期均显著短于未经外源JH处理的对照组。10, 20和30日龄处理的成虫产卵历期和雌虫寿命均与未经外源JH处理的对照组无显著差异,但10, 20和30日龄处理的成虫生殖力显著降低,而20日龄处理时对照组和外源JH处理组均有较高的生殖力。【结论】综合考虑产卵前期、产卵历期、产卵量和雌虫寿命4个指标,15 μg/成虫的外源JH剂量是中华通草蛉快速解除滞育的最佳剂量;最佳使用时期为滞育20 d的成虫,此时对中华通草蛉成虫滞育解除后的生殖能力影响最小。本研究解决了中华通草蛉滞育解除耗费时间长的瓶颈问题,为成虫滞育天敌的高效存储利用与滞育的快速解除提供了新思路。     

抑咽侧体素基因在大猿叶虫生殖滞育准备中的功能分析

【目的】本研究旨在明确大猿叶虫Colaphellus bowringi促咽侧体素(allatotropin, AT)和抑咽侧体素(allatostatin, AST)基因的分子特征,分析其在该虫生殖和滞育过程中的表达差异,并探究其在大猿叶虫生殖滞育准备中的功能。【方法】利用前期建立的大猿叶虫转录组数据库,鉴定大猿叶虫CbAT和CbASTs基因序列并克隆其开放阅读框(ORFs),并对其序列进行生物信息学分析;通过qRT-PCR技术检测CbAT和CbASTs在大猿叶虫注定滞育和注定非滞育雌蛹和雌成虫头部的表达模式;对注定滞育大猿叶虫2日龄雌蛹进行CbAST-B, CbAST-C以及CbAST-B+CbAST-C RNAi试验后,检测4日龄雌成虫保幼激素(juvenile hormone, JH)信号基因以及卵黄原蛋白基因的表达量变化。【结果】鉴定并克隆了大猿叶虫的一个促咽侧体素基因CbAT(GenBank登录号: MT977128)及两个抑咽侧体素基因CbAST-B(GenBank登录号: MT977126)和CbAST-C(GenBank登录号: MT977127),其开放阅读框分别长408, 600和303 bp。通过氨基酸序列比对和系统进化分析发现,CbAT, CbAST-B和CbAST-C均与鞘翅目昆虫的同源蛋白聚在一支,在进化上表现出较高保守性。qRT-PCR检测发现,CbAT基因在注定滞育与注定非滞育2日龄雌蛹到4日龄雌成虫头部中始终无表达差异;而CbAST-B和CbAST-C基因分别自雌成虫1和2日龄开始在注定滞育雌成虫头部显著高表达,且在注定滞育和注定非滞育个体中的差异表达状态一直持续到滞育准备期结束。在注定滞育2日龄雌蛹中沉默CbAST-B, CbAST-C以及同时沉默CbAST-B和CbAST-C后,检测4日龄雌成虫头部的干扰效率发现,CbAST-B和CbAST-C的表达均受到显著抑制,干扰效率达70%以上。在去除触角的头部中,JH合成途径基因AACT, FPPS和JHAMT以及脂肪体中JH应答基因Kr-h1和JHE1的表达在dsCbAST-B, dsCbAST-C和dsCbAST-B+dsCbAST-C处理组中均被显著上调,脂肪体中卵黄原蛋白基因Vg1和Vg2的表达也被显著上调。【结论】CbAT基因可能并非造成大猿叶虫产卵前期与滞育准备期保幼激素信号产生差异的主要原因,而在生殖滞育准备期CbAST-B和CbAST-C抑制了JH的合成,进而抑制Vgs的表达以促进滞育的发生。本研究进一步揭示了昆虫生殖滞育准备期保幼激素信号的上游调控机制,有助于进一步理解昆虫对环境的季节性适应策略,为挖掘害虫防治的新靶标提供了新的指导和借鉴。     

意大利蝗海藻糖酶基因克隆及卵低温驯化下的表达模式

[目的]本研究通过克隆意大利蝗Calliptamus italicus卵海藻糖酶基因,分析其在蝗卵不同发育阶段的表达及低温驯化后的表达变化,阐明海藻糖酶基因在意大利蝗卵抵御低温胁迫过程中的作用.[方法]利用RT-PCR技术扩增蝗卵海藻糖酶基因的ORF全长序列,并进行生物信息学分析;利用RT-qPCR分析检测常温(27℃...     

松毛虫赤眼蜂滞育诱导及解除条件研究

【目的】以柞蚕Antheraea pernyi卵为繁殖寄主,对松毛虫赤眼蜂Trichogramma dendrolim滞育诱导及解除条件进行研究,以解决赤眼蜂工厂化生产和大面积应用中面临的的中、长期储存问题。【方法】通过观测不同发育阶段(寄生柞蚕卵在26℃培养40、96和144 h)、滞育诱导温度(10、13和16℃)和诱导时间对松毛虫赤眼蜂滞育的影响,确定松毛虫赤眼蜂滞育诱导条件;通过观测滞育诱导温度和滞育后的贮藏温度对滞育解除的影响,确定松毛虫赤眼蜂滞育解除条件。【结果】在松毛虫赤眼蜂的不同发育阶段对其进行持续的低温刺激均能使其导入滞育,但以小幼阶段(26℃培养40 h)开始效果最佳,寄生卵在26℃培养40 h后,转入10℃和13℃下连续诱导31 d,滞育率可达100%和99.12%。滞育诱导温度和滞育后的贮藏温度对松毛虫赤眼蜂解除滞育所需时间和解除滞育后的羽化出蜂率有较大影响,10℃诱导滞育后置于1℃冷藏的赤眼蜂解除滞育所需时间最短,解除滞育后的羽化出蜂率和单卵出蜂数更高,更耐储存。此条件下冷藏约30 d开始打破滞育,在正常发育下温度下羽化出蜂,60 d羽化出蜂率达到95.24%,冷藏4个月后羽化出蜂率仍在60%以上,单卵出蜂数高于50头。【结论】松毛虫赤眼蜂最佳滞育诱导条件为26℃培养40 h后,转入10℃连续低温诱导31 d;最佳滞育解除条件为1℃低温储存,但储存期不能超过4个月。     

水浸对越北腹露蝗卵的影响

越北腹露蝗Fruhstorferiola tonkinensis Will.是广东北江流域河滩蝗虫的优势种。以不浸水的蝗卵为对照,研究滞育期蝗卵浸水5～95d和胚胎发育期蝗卵浸水1～30d对卵孵化率和历期的影响。结果表明,随浸水时间的增加,孵化率下降,卵发育延迟;滞育期蝗卵经受95d的浸水仍有8.01%存活,而胚胎发育期蝗卵浸水30d后全部死亡,滞育期蝗卵比胚胎发育期蝗卵具有更强的耐浸水能力。说明越北腹露蝗以卵滞育的形式发展了对水浸胁迫的适应。     

九香虫滞育期脂肪、糖类和蛋白质含量的变化规律

【目的】研究九香虫Aspongopus chinensis Dallas滞育期体内的脂肪、糖类(总糖、糖原、海藻糖)、蛋白质含量的变化,探索体内营养物质变化与九香虫滞育的关系。【方法】本研究利用索氏提取法、蒽酮比色法和BCA蛋白定量试剂盒分别测定了九香虫滞育期(10月-次年4月)和滞育解除后(次年5月)其体内的脂肪、糖类和蛋白质含量变化。【结果】九香虫滞育期脂肪含量随着时间推移逐渐降低,到滞育后期(4月)脂肪含量最低为19.51%,与滞育初期(10月)的40.55%相比存在显著性差异(P<0.05);糖类在滞育初期(10月)开始积累,直至11月后不断减少至4月,滞育解除后(5月)糖类的含量又显著增高(P<0.05);蛋白质含量从滞育初期(10月)开始缓慢增加,直至3月开始下降,滞育解除后蛋白质含量显著低于滞育期(P<0.05)。【结论】九香虫滞育期体内脂肪、糖类和蛋白都发生了不同程度的变化。脂肪含量降低,糖类的含量先升后降,蛋白质含量先增后减是九香虫滞育过程中主要的生理特征。