硫激肽及其受体调控褐飞虱取食行为

【目的】明确硫激肽(sulfakinin, SK)及硫激肽受体(sulfakinin receptor, SKR)在褐飞虱Nilaparvata lugens取食行为中的作用。【方法】PCR克隆褐飞虱硫激肽基因Nlsk及其受体基因Nlskr cDNA全长序列并进行生物信息学分析；利用qRT-PCR检测Nlsk及Nlskr在褐飞虱不同发育阶段(卵、1-5龄若虫、雄成虫和雌成虫)和雌成虫不同组织(头、触角、翅、口针、足、肠道和马氏管)中的表达量；褐飞虱3龄若虫注射dsNlskr进行基因沉默，qRT-PCR检测4龄若虫中Nlskr的表达量，测定4龄若虫的取食量；基于已构建的Nlskr RNAi后的4龄若虫转录组数据库进行差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)的GO和KEGG分析以及取食相关基因的qRT-PCR验证。【结果】PCR克隆得到了褐飞虱Nlsk(GenBank登录号：AB817281)及Nlskr(GenBank登录号：BAO01059.1)的cDNA全长序列。序列比对结果显示，褐飞虱NlSK成熟肽具有与其他物种保守的C端FMRFam...     

小木蠹蛾性行为和性信息素产生与释放的时辰节律

观察了小木蠹蛾Holcocerus insularis的性行为反应,并采用腺体提取、空气收集 、触角电位和田间试验等方法对雌蛾产生和释放性信息素的时辰节律进行了研究。结果表明： (1) 该虫羽化24 h后性成熟,婚飞和交配活动主要在1：00～4：00,交配历时15～45 min;(2) 大部分雌蛾一生交配1～3次,雄蛾多数一生只交配1次,雌雄比为1∶0.89; (3) 雌蛾腺体提取物中性信息素含量同蛾龄有关,2日龄雌蛾腺体性信息素含量最高;(4) 雌蛾腺体中性信息素含量在1：00时最高,而性信息素释放高峰在2：30。     

黄褐幕枯叶蛾生殖行为研究和林间引诱试验

【目的】为探索一种高效、无污染的防治黄褐幕枯叶蛾Malacosoma neustria testacea Motschulsky(Lepidoptera:Lasiocampidae)的方法,本文对其生殖生物学特征进行了研究。【方法】本试验于2013年和2014年期间通过室外笼内人工饲养和野外调查相结合,观察黄褐幕枯叶蛾的生殖行为学特征。【结果】黄褐幕枯叶蛾羽化期40 d左右,羽化高峰在6月19日―7月03日,日羽化高峰期在17:00―19:00,雌雄平均性比为1︰(1.19±0.07),未交配雌雄成虫的平均寿命分别为(4.13±0.142)d和(4.57±0.035)d,雄蛾的寿命高于雌蛾。在凌晨0:00―3:00均能观察到雌蛾有明显的求偶行为。成虫交尾高峰在凌晨2:30左右,1日龄的成虫交尾率最高(61.67%±2.89%),随着日龄的增加成虫的交尾行为逐渐减弱。交尾持续时间最短为20 min,最长可达135 min。林间诱蛾实验中,未交配雄蛾和空白对照都没有引诱到成虫,1~6日龄未交配雌蛾均能引诱到雄虫,且1日龄未交配雌蛾诱蛾量最大,凌晨2:00―3:00是诱蛾高峰期;凌晨1:30未交配雌蛾性腺提取物的引诱量最大,1日龄未交配雌蛾性腺提取物对雄蛾的引诱效果最佳。【结论】本试验的研究结果为利用昆虫性信息素防治黄褐幕枯叶蛾奠定了基础。     

二化螟雄蛾交配行为与精巢大小的关系

【目的】为了明确二化螟Chilo suppressalis雄蛾交配行为与精巢大小的关系,阐明信息素群集诱杀防治二化螟的有效性。【方法】本研究通过测定和比较不同日龄、交配状态以及性信息素诱捕的二化螟雄蛾精巢体积,建立精巢体积与雄蛾发育及交配状态的相关性。【结果】雄蛾日龄显著影响二化螟的交配,刚羽化(0日龄)雄蛾的交配率较低,1日龄雄蛾的交配率最高,之后随着日龄增加交配率逐渐降低。精巢体积与二化螟雄蛾日龄之间存在显著的负相关性。同一日龄交配的二化螟雄蛾的精巢体积显著大于未交配雄蛾;性诱捕器诱捕雄蛾的精巢体积显著大于未被性诱捕器诱捕雄蛾,与已交配雄蛾的精巢体积相似。交配之后,精巢的发育过程和未交配雄蛾相似。田间性信息素引诱二化螟雄蛾精巢体积小于0-1日龄未交配雄蛾,大于2-6日龄未交配雄蛾。【结论】本研究结果表明,二化螟雄蛾对雌蛾性信息素的反应与其精巢大小存在正相关性;性信息素引诱的二化螟雄蛾具有更强的性信息素反应能力,同时性信息素引诱的大部分雄蛾为未交配状态;交配过程并不影响二化螟雄蛾精巢体积,也不影响精巢发育。二化螟交配能力与精巢大小的关系在理论上解释了性信息素群集诱杀二化螟的防控有效性,并为其他蛾类昆虫的交配研究提供依据。     

番茄潜叶蛾卵黄原蛋白受体基因TaVgR在生殖发育调控中的作用

【目的】本研究旨在明确卵黄原蛋白受体(vitellogenin receptor, VgR)在番茄潜叶蛾Tutaabsoluta生殖发育过程中的功能,为潜叶类害虫的绿色防控提供候选靶标。【方法】基于番茄潜叶蛾转录组数据,采用RT-PCR扩增TaVgR基因cDNA全序列,并进行生物信息分析;通过RT-qPCR分析TaVgR在番茄潜叶蛾不同发育阶段(1-4龄幼虫、1-7日龄雌蛹和雌成虫)和雌成虫不同组织(头、体壁、前肠、中肠、后肠、卵巢、脂肪体和马氏管)中的表达模式;进一步利用RNAi抑制番茄潜叶蛾雌蛹体内TaVgR的表达,并观测沉默TaVgR基因后番茄潜叶蛾卵巢发育及繁殖力的变化。【结果】克隆获得番茄潜叶蛾TaVgRcDNA(GenBank登录号: MZ682118)序列,其开放阅读框序列长5 496 bp,编码1 831个氨基酸,推测的蛋白分子量约为206 kD,等电点为5.17,信号肽包含N-端前18个氨基酸残基,并具有典型LDLR家族蛋白保守功能域。RT-qPCR结果显示,TaVgR转录水平随着番茄潜叶蛾龄期的增加逐渐上升,雌成虫羽化后达到最高水平;TaVgR在番茄潜叶蛾雌成虫的卵巢中表达量最高。TaVgR RNAi对初期雌蛹中TaVgR的表达抑制率为62.04%~72.55%,导致卵黄蛋白在卵巢中的沉积受阻,卵巢管和卵粒长度缩短,成虫10日单雌总产卵量及后代卵孵化率降低,最终引起番茄潜叶蛾繁殖力下降。【结论】TaVgR基因在番茄潜叶蛾雌成虫和卵巢中高表达,且沉默该基因严重阻碍其卵巢发育和降低繁殖力。本研究为开发以VgR基因作为靶标的鳞翅目害虫防治新技术奠定了理论基础。     

蜀柏毒蛾生殖行为及性信息素产生与释放节律

为了探索蜀柏毒蛾Parocneria orienta Chao性信息素产生和释放规律, 为利用性信息素监测和防治蜀柏毒蛾奠定基础, 本研究在野外及室内温度22±1℃、 相对湿度75%~80%、 光周期14L∶10D条件下观察研究了蜀柏毒蛾成虫的羽化、 求偶、 交尾、 产卵行为, 触角电位反应测定处女雌蛾性信息素产生与释放的时辰节律。结果表明： 蜀柏毒蛾羽化行为全天可见, 主要集中在1:00-5:00, 占总羽化量的44.94%, 7:30-11:00进行婚飞和交尾, 交尾高峰期出现在8:30左右, 交配时间少则2 h, 多则8 h, 求偶、 交配均发生在光期。随着日龄的增加, 召唤时间前移并且延长, 1日龄的处女雌蛾交尾时间较短; 雌蛾羽化当天就可交尾, 2日龄雌蛾交尾率最高, 达36.67%。雌蛾分多处产卵, 雌蛾一生最高产卵量达402粒, 最低产卵量为78粒。羽化当天的雌蛾体内性信息素含量较低, 第2天最高, 以后逐日下降; 2日龄蜀柏毒蛾处女雌蛾性信息素的产生量从7:00起逐渐增加, 8:30-9:30时最高, 9:30后逐渐减小。雄蛾对处女雌蛾腺体提取物的触角电位反应在8:30-9:00最强, 说明8:30-9:00是雌蛾产生和释放性信息素的高峰期。蜀柏毒蛾的羽化、 求偶、 交尾及性信息素的产生与释放存在一定的时辰节律, 野外处女雌蛾诱蛾试验证实了性信息素释放与交配行为在时辰节律上的一致性。     

梨小食心虫普通气味受体基因GmolOR20的克隆及表达分析

【目的】通过克隆梨小食心虫Grapholita molesta触角中的普通气味受体(odorant receptor, OR)OR20基因,明确其在不同发育期及成虫不同组织中的表达特征,为进一步研究其功能提供理论依据。【方法】根据梨小食心虫雌虫触角转录组数据,利用RT-PCR克隆梨小食心虫OR20基因的完整开放阅读框;采用qRT-PCR检测该基因在不同发育期(卵、1-5龄幼虫、蛹和雌雄成虫)、成虫不同组织(触角、去除触角的头、胸、腹、足、翅)以及不同日龄(1, 3, 5和7日龄)成虫触角中的表达量。【结果】克隆获得梨小食心虫GmolOR20基因cDNA序列(GenBank登录号:MH898864)。该基因完整开放阅读框为1 284 bp,编码427个氨基酸,预测蛋白分子量为49.83 kD,理论等电点为8.57,具有7个跨膜结构域。序列比对和系统进化树结果表明,梨小食心虫GmolOR20与苹果蠹蛾Cydia pomonella CpomOR15和豆荚小卷蛾Cydia nigricana CnigOR15亲缘关系较近,氨基酸序列一致性分别为87%和84%。发育表达模式结果显示,GmolOR20在不同发育时期均有表达,雌雄成虫中的表达量显著高于其他发育期的表达量(P<0.05),但雌、雄虫间的表达量差异不显著。组织表达模式结果表明,GmolOR20主要在成虫触角中高丰度表达,且雌虫触角中的表达量极显著高于雄虫触角中的表达量(P<0.01);GmolOR20在不同日龄成虫的触角中均有表达,且在1和3日龄成虫触角中的表达水平显著高于其他日龄(P<0.05)。【结论】根据GmolOR20基因的表达谱分析结果,推测GmolOR20可能参与梨小食心虫对植物挥发物和性信息素的识别。     

烟夜蛾雄蛾性附腺因子对雌蛾性信 息素合成的抑制作用

烟夜蛾Helicoverpa assulta处女蛾在交配后1 h,其性信息素滴度即显著降低,72 h内未见恢复。生测结果表明,烟夜蛾性信息素合成抑制因子主要来源于雄蛾性附腺。不同日龄雄蛾性附腺提取物的抑制活性无显著差异。光暗期对其活性具显著影响,暗期中雄蛾的性附腺物质对雌蛾性信息素合成具有较强抑制作用,而光期中雄蛾的性附腺物质不具抑制活性。在暗期的不同时间处理,对处女蛾性信息素合成的抑制作用无显著差异。雄蛾性附腺提取物对雌蛾性信息素合成的抑制作用与注射剂量有明显的相关性,0.2 ME（雄蛾当量）是产生显著抑制作用的最小剂量。对交配雌蛾注射性信息素生物合成激活神经肽（PBAN）提取物后,其性信息素合成又可恢复,这说明雌蛾交配后,性信息素滴度降低的原因是由于缺少了PBAN的调控。     

核桃举肢蛾性信息素结合蛋白2的分子克隆和免疫荧光定位

【目的】明确核桃举肢蛾 Atrijuglans hetaohei Yang性信息素结合蛋白2(AhetPBP2)在核桃举肢蛾触角中的分布。【方法】本研究提取羽化后3-4 d的核桃举肢蛾成虫触角总RNA并反转录合成cDNA,设计简并引物进行RT-PCR获得cDNA片段,然后利用RACE技术获得 AhetPBP2全长cDNA序列。将去除信号肽序列的AhetPBP2进行原核表达,重组蛋白经镍柱纯化并免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体。制备的多克隆抗体作为一抗对核桃举肢蛾触角进行免疫组化分析。【结果】AhetPBP2基因cDNA序列全长923 bp,开放阅读框504 bp,共编码167个氨基酸,分子量为19.26 kD,等电点为5.47。1 mmol/L IPTG诱导10 h获得可溶性重组蛋白,Western blot结果表明重组蛋白诱导表达成功,ELISA检测显示抗体效价为1:1 024 000。免疫荧光定位结果显示核桃举肢蛾成虫触角部分感器被AhetPBP2抗体标记。【结论】核桃举肢蛾成虫触角的部分感器中可能存在AhetPBP2,推测该部分感器具有感受性信息素的功能。     

交配和温度对草地贪夜蛾性信息素通讯的影响

【目的】明确交配和温度对草地贪夜蛾Spodopterafrugiperda性信息素通讯的影响,为田间草地贪夜蛾的性信息素防治提供参考。【方法】采用溶剂浸提法提取草地贪夜蛾雌蛾性信息素腺体中的化学组分;利用气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术对提取物中的组分进行化学鉴定;利用气相色谱（GC）技术分析雌蛾腺体中各组分的含量;利用触角电位（EAG）技术测定雄蛾对腺体各组分及性信息素类似物的电生理反应。在不同温度（20-35）℃下饲养草地贪夜蛾,以研究温度对其性信息素通讯的影响。【结果】GC-MS分析发现,草地贪夜蛾雌蛾腺体内含有Z7-12:Ac等7种组分。交配实验表明,雌蛾在1个暗期内只交配1次,在羽化后7 d内可交配多次,其中交配2次及以上的占44%（单对放置）和67%(30对放置)。交配显著抑制雌蛾在次日暗期（交配后第1个暗期）的求偶活动,但在交配后第2个暗期基本恢复正常;在交配后第1个暗期,雌蛾腺体中主要组分Z9-14:Ac的含量和比例较对照雌蛾显著升高,其他组分无显著变化。在20-35℃的饲养温度范围内,雌蛾腺体内16:Ac的含量在35℃时最高,在20℃时未能检测出;各测试温度下Z11-16:Ac的含量相差不显著;其余5种组分均在25℃时最高;主要活性组分Z7-12:Ac和Z9-14:Ac在35℃时显著降低。饲养温度对腺体内各组分的相对比例也有较大影响,12:Ac、Z11-14:Ac、Z11-16:Ac和16:Ac所占比例均在30-35℃时较高,而Z9-14:Ac则在20-25℃时较高。不同饲养温度所得雄蛾对腺体主要组分的触角电位反应无显著差异。【结论】交配显著抑制草地贪夜蛾雌蛾在次日的求偶行为;25℃饲养条件最适宜雌蛾腺体内性信息素等组分的合成。     

棉铃虫普通气味受体基因HarmOR9和HarmOR29的克隆和组织表达分析

【目的】对棉铃虫Helicoverpa armigera 2个普通气味受体基因的cDNA全长进行分析,明确这两个普通气味受体基因在不同组织中的表达分布,为进一步的功能研究奠定基础。【方法】利用PCR结合RACE技术克隆棉铃虫两条普通气味受体基因的cDNA全长;利用不同的生物信息学软件对序列进行结构预测、序列比对和进化树分析;利用半定量RT-PCR检测其在棉铃虫成虫不同组织中的表达。【结果】获得两条棉铃虫气味受体基因的全长序列,并命名为HarmOR9和HarmOR29（GenBank登录号分别为KJ188252和KJ188253）。序列分析显示,HarmOR9全长1 206 bp,编码401个氨基酸;HarmOR29全长1 188 bp,编码395个氨基酸。选择已报道的鳞翅目昆虫烟青虫Heliothis assulta、家蚕Bombyx mori、烟芽夜蛾Heliothis virescens和棉铃虫的气味受体与本实验克隆得到的两个气味受体基因的编码产物进行序列比对和进化树分析,结果显示这两个气味受体与性信息素受体区别明显,并与其他普通气味受体聚类在一起。半定量RT-PCR的结果显示HarmOR9与HarmOR29都主要在触角中高表达且无雌雄间差异,HarmOR29在其他组织中均不表达;而HarmOR9在雄虫下唇须中有微量表达,在其他组织中均不表达。【结论】本研究从棉铃虫中克隆得到2个气味受体基因HarmOR9和HarmOR29的cDNA全长,其编码产物具有气味受体的典型特征并且属于普通气味受体。明确了这两个气味受体基因都在棉铃虫成虫的触角中高表达,且无雌雄差异,推测其可能参与了棉铃虫普通气味的识别过程。     

杨小舟蛾雌蛾性信息素活性成分的鉴定

【目的】鉴定杨小舟蛾Micromelalopha sieversi雌蛾性信息素活性成分的结构信息。【方法】采用正己烷浸提的方法提取杨小舟蛾性成熟处女雌蛾性腺中的活性成分;利用气相色谱-触角电位联用(GC-EAD)技术对其活性成分进行定位;性腺提取物与4-甲基-1,2,4-三唑啉-3,5-二酮(MTAD)进行微量化学反应,获得衍生物;利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术分别对性腺提取物及MTAD衍生物进行质谱特征离子分析。【结果】GC-EAD结果显示,杨小舟蛾雄蛾触角对雌蛾性信息素腺体提取物中的一种成分有较好的反应;GC-MS分析结果表明,能引起雄蛾触角电生理反应的成分为十八碳的不饱和醛;MTAD衍生物的GC-MS结果显示,该活性成分的两个双键分别位于碳链的13和15位。【结论】本研究鉴定出杨小舟蛾雌蛾性信息素活性成分的平面结构为13,15-十八碳二烯醛,但双键的立体构型有待合成标准化合物进一步鉴定。本研究为杨小舟蛾性信息素备选化合物的筛选提供了方向,为信息素的结构确证奠定了基础。     

棉铃虫剂量补偿相关基因Hamsl1的鉴定与功能分析

【目的】棉铃虫Helicoverpa armigera的剂量补偿(dosage compensation, DC)分子机制尚不清楚。本研究旨在通过克隆棉铃虫雄性特异性致死(male specific lethal, msl) 基因Hamsl1,利用RNA干扰技术明确其是否参与调控棉铃虫剂量补偿。【方法】利用RT-PCR同源克隆棉铃虫Hamsl1基因全长cDNA; 利用qPCR技术研究Hamsl1基因在棉铃虫不同发育时期的表达谱;通过显微注射Hamsl1 siRNA到棉铃虫3龄幼虫中对Hamsl1基因进行RNA干扰后,利用qPCR技术检测15个Z染色体基因的表达情况,分析Hamsl1是否调控Z染色体基因剂量。【结果】成功克隆了棉铃虫Hamsl1基因的cDNA序列,鉴定出Hamsl1基因mRNA存在2种剪接体,分别命名为Hamsl1a(GenBank登录号: MK564008)和Hamsl1b(GenBank登录号: MK564009)。功能域分析发现HaMSL1含有典型的PEHE和coiled-coil功能域,具有MSL1蛋白的特征。qPCR分析表明,Hamsl1基因位于棉铃虫Z染色体上;棉铃虫Hamsl1a与Hamsl1b基因表达均具有发育时期特异性,在成虫期表达量最高,且雌雄化蛹后基因表达量差异显著,具有性别特异性。通过同源比对和qPCR分析,在DNA水平鉴定了15个Z染色体候选基因。显微注射Hamsl1 siRNA于3龄幼虫体内72 h,干扰效率为36.01%~64.27%,并未发生雄性致死现象;与对照组相比,Hamsl1 RNAi处理组中棉铃虫15个Z染色体基因在雄性个体中整体呈现表达量上调趋势,而在雌性个体中平均表达水平差异不显著。【结论】本研究初步探明Hamsl1基因位于棉铃虫Z染色体上,且该基因可能通过抑制雄性棉铃虫Z染色体基因表达,调控棉铃虫Z染色体剂量补偿。本研究为深入研究棉铃虫剂量补偿分子机制和绿色防控棉铃虫提供了理论基础。     

苜蓿夜蛾中肠丝氨酸蛋白酶cDNA的克隆、序列分析及原核表达

【目的】本研究旨在从苜蓿夜蛾Heliothis viriplaca中肠克隆出丝氨酸蛋白酶（serine protease, SP）基因的cDNA序列,测定原核表达后的蛋白经纯化及复性后的活性。【方法】运用RT-PCR和cDNA末端快速扩增方法（rapid amplification of cDNA ends, RACE）克隆苜蓿夜蛾幼虫中肠丝氨酸蛋白酶cDNA全序列,用大肠杆菌Escherichia coli表达系统进行表达。重组蛋白经纯化后,利用梯度透析法进行复性,以BApNA为底物,进行活性测定。【结果】克隆获得的苜蓿夜蛾中肠丝氨酸蛋白酶基因命名为HvSP（GenBank登录号：JX866720）,该基因全长880 bp,开放阅读框长762 bp,编码254个氨基酸,推测分子量和pI值分别为26.9 kDa和9.49。由HvSP推导的氨基酸与鳞翅目昆虫SP氨基酸序列的一致性在52%~95%之间,其中与棉铃虫Helicoverpa armigera SP（GenBank登录号：CAA72962）的氨基酸序列一致性最高,达95%。成功构建重组载体pET21b-HvSP进行原核表达,Western-blot鉴定确定为目的蛋白。蛋白可溶性分析发现重组蛋白为包涵体。在Glycine-NaOH缓冲液中,当pH为10.0时,复性的重组蛋白活性达到最高,为35.74 U/mL。【结论】本研究在苜蓿夜蛾体内获得了一个新的丝氨酸蛋白酶基因,且原核表达后的重组蛋白经过变性、纯化及复性后具有活性。该结果为进一步研究丝氨酸蛋白酶在鳞翅目昆虫体内的生理功能奠定了基础。     

桔小实蝇肽聚糖识别蛋白基因BdPGRP-SB1的克隆及功能鉴定

【目的】为探究肽聚糖识别蛋白(PGRP)基因BdPGRP-SB1在桔小实蝇Bactrocera dorsalis免疫中的作用。【方法】本研究利用PCR克隆桔小实蝇BdPGRP-SB1全长cDNA序列;利用生物信息学软件对该基因核苷酸序列及其编码的氨基酸序列特征进行分析。采用RT-qPCR分析BdPGRP-SB1在桔小实蝇不同发育阶段(卵、幼虫、蛹、成虫)及5日龄成虫不同组织(中肠、马氏管、后肠、脂肪体、卵巢和精巢)中的表达模式;对桔小实蝇5日龄雌成虫分别注射大肠杆菌Escherichia coli 0111:B4肽聚糖(PGN-EB)和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus肽聚糖(PGN-SA)后检测BdPGRP-SB1表达水平变化。利用RNAi沉默BdPGRP-SB1的表达,测定大肠杆菌和金黄色葡萄球菌诱导后桔小实蝇雌成虫的死亡率及大肠杆菌诱导后抗菌肽(AMP)基因attacin-A, defensin和diptercin表达变化情况。【结果】克隆获得桔小实蝇BdPGRP-SB1的全长cDNA序列(GenBank登录号: MN892482),开放阅读框长558 bp,编码185个氨基酸,其编码蛋白预测分子量为21.45 kD,等电点为8.57。序列分析表明,BdPGRP-SB1无跨膜结构域,具有PGRP保守结构域,前端具有信号肽,为分泌型蛋白;具有Zn²⁺依赖性酰胺酶活性和DAP型肽聚糖识别位点。系统进化分析发现,BdPGRP-SB1与辣椒实蝇B. latifrons的PGRP-SB1亲缘关系最近,氨基酸序列一致性达96%。发育表达模式表明,BdPGRP-SB1在桔小实蝇3日龄幼虫和成虫期高表达;组织表达谱结果显示BdPGRP-SB1在5日龄成虫各组织中均有表达,在脂肪体内表达量最高。PGN-EB和PGN-SA均能诱导桔小实蝇雌成虫体内BdPGRP-SB1表达水平变化。通过RNAi抑制BdPGRP-SB1表达后,注射大肠杆菌导致桔小实蝇雌成虫死亡率显著升高,以及attacin-A, defensin和diptercin表达量显著上调。【结论】结果说明桔小实蝇BdPGRP-SB1参与识别革兰氏阴性细菌,并可能参与桔小实蝇Imd途径调控其免疫反应。     

棉铃虫和烟青虫性信息素腺体脂肪醇和乙酸酯转化的比较研究

棉铃虫Helicoverpa armigera和烟青虫H. assulta属于可同域发生的近缘种昆虫,通过产生比例相反的两种性信息素化合物——顺9-十六碳烯醛和顺11-十六碳烯醛维持种间生殖隔离。本研究应用外源不饱和脂肪醇及乙酸酯在棉铃虫和烟青虫性信息素腺体进行在体转化,利用气相色谱法分析转化产物,从酶学角度探讨了上述两近缘种昆虫性信息素腺体组分差异的形成原因。实验结果表明,两种昆虫信息素腺体表皮伯醇氧化酶对外源顺9-十六碳烯醇、顺11-十六碳烯醇和反10-十六碳烯醇无催化专一性,说明末端氧化过程对于醛类性信息素组分特定比例的形成不起作用。棉铃虫性信息素腺体组织具有较高的乙酸酯酶活性,可水解外源乙酸酯,但烟青虫性信息素腺体乙酸酯酶活性很低。这些发现对于进一步了解两种昆虫的生殖隔离机制有重要参考价值。     

小地老虎化学感受蛋白AipsCSP8的表达及配体结合特性分析

【目的】本研究旨在解析小地老虎Agrotis ipsilon化学感受蛋白AipsCSP8的表达谱及配体结合特征。【方法】利用qRT-PCR方法测定了AipsCSP8在小地老虎成虫头、胸、腹、足、翅、性腺(附腺)、触角、喙和下唇须以及雌雄虫羽化前后触角中的表达水平。体外重组表达AipsCSP8蛋白,通过荧光竞争结合实验测定重组蛋白AipsCSP8对24种性信息素、22种植物挥发物和10种化学农药的结合特性。【结果】qRT-PCR检测结果显示,AipsCSP8在小地老虎雄成虫的足和下唇须中表达量最高,在附腺和触角中的表达量次之;在雌成虫的触角中表达量最高,在足、性腺、下唇须中的表达量次之。另外,雄、雌虫触角中AipsCSP8表达量分别在成虫羽化前1 d和羽化当天达到顶峰。荧光竞争结合实验结果表明,重组蛋白AipsCSP8对植物挥发物邻苯二甲酸-丁酯(解离常数Ki=14.6 μmol/L)、苯乙醛(Ki=17.2 μmol/L)以及化学农药阿维菌素(Ki=12.9 μmol/L)均有较强的结合能力。【结论】化学感受蛋白AipsCSP8可能参与小地老虎嗅觉行为及味觉识别,并可能在小地老虎感受化学农药的过程中发挥作用。     

大螟成虫性信息素生物合成和释放及求偶和交配行为的昼夜节律

【目的】探索大螟Sesamia inferens性信息素顺11-十六碳烯乙酸酯(Z11-16∶Ac)和顺11-十六碳烯醇(Z11-16∶OH)的合成和释放及求偶和交配行为的昼夜节律,及其与田间性信息素诱捕的关系。【方法】通过溶剂浸提和固相微萃取(solid phase microextraction, SPME)分析大螟雌蛾性信息素Z11-16∶Ac和Z11--16∶OH的滴度,结合行为观测和多地田间实时性信息素诱捕数据,调查大螟性信息素的生物合成、释放及求偶和交配行为的昼夜节律。【结果】大螟雌蛾腺体内性信息素Z11-16∶Ac和Z11-16∶OH含量可检测到的时间始于暗期前1 h,暗期后4 h快速增加,暗期8 h为第1次高峰,但光期1h又一次高峰,光期5 h还可以被显著检测到。分泌至腺体外的性信息素化合物可检测到的时间始于暗期后6 h,高峰期在暗期后10 h,光期后1 h性信息素Z11-16∶Ac滴度达到96.9±20.9 ng/雌。采用溶剂浸提法获得的Z11-16∶Ac和Z11-16∶OH的比例在暗期平均为2.8±1.9,在光期平均为2.5±0.9,统计上二者没有显著差异,而SPME法获得的Z11-16∶Ac和Z11-16∶OH的比例在暗期平均为8.5±1.2,在光期平均为5.7±0.6,统计上二者差异显著。产卵器伸出时间发生在暗期6-8 h,产卵器伸出持续时间平均为80.8±4.4 min。大螟的交配发生在暗期4-10 h,交配持续时间平均为83.4±5.0 min。广东、四川、浙江、江苏四省性诱自动计数的田间每日每小时实时计数数据显示,越冬代诱蛾比较集中,之后的世代则比较分散,田间雄蛾的性诱昼夜节律受地理环境、季节和世代等因子的影响。【结论】本研究发现大螟交配和性信息素释放的昼夜节律在时间上不一致,交配时间在暗期较早时段。雌蛾性信息素有效的释放时间范围比雄蛾对性信息素反应的要小。产卵器伸展与雌蛾性信息素化合物的释放速率加快和扩散 范围有关。     

棉铃虫酪氨酸羟化酶基因的分子特性及功能分析

【目的】酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase, TH)是黑色素形成的关键酶,在昆虫表皮骨化过程中扮演重要角色。本研究旨在获得棉铃虫Helicoverpa armigera TH基因序列,并研究其分子特性、表达模式和功能,为更深入探析该基因作用机理奠定基础。【方法】通过生物信息学和分子生物学技术获得了棉铃虫TH基因序列,利用qRT-PCR分析该基因在棉铃虫不同生长发育阶段的表达模式;利用qRT-PCR技术,分别测定了蜕皮激素20E(400 ng/头)处理不同时间和RNAi成功干扰蜕皮激素受体基因(EcR)前提下再用20E(400 ng/头)处理后,棉铃虫5龄幼虫TH表达量变化;采用生物化学方法检测鞣化激素(30 μg/mg组织)和环腺苷酸(cAMP, 200 ng/mg 组织)处理后棉铃虫幼虫脂肪体中TH活性。【结果】获得了棉铃虫酪氨酸羟化酶基因TH (GenBank登录号: MF440319) cDNA片段,长2 270 bp,开放阅读框1 686 bp,编码561个氨基酸残基。该基因在棉铃虫整个发育期均表达,其中在卵期第3天、2龄幼虫第1天、3-5龄蜕皮期、预蛹期和成虫羽化第1天表达量相对较高。研究还发现,400 ng/头 20E注射能够促进TH的转录;在成功干扰并调低幼虫EcR转录水平的前提条件下(对照仅注射dsGFP)再注射20E,对TH表达量无明显影响;而鞣化激素(30 μg/mg组织)和cAMP(200 ng/mg组织)均显著提高了TH的酶活性。【结论】20E在转录水平参与了TH的表达;鞣化激素和cAMP均能够提高TH活性,在蛋白水平上对TH进行调控。     

烟粉虱MED隐种抑制蛋白基因Btarrestin的克隆及特性分析

【目的】明确烟粉虱Bemisia tabaci MED隐种抑制蛋白基因Btarrestin是否参与吡虫啉耐药性。【方法】根据已有烟粉虱转录组数据,利用RT-PCR克隆Btarrestin的全长序列,进行生物信息学分析。通过qPCR分析Btarrestin在烟粉虱MED隐种各个龄期(卵,1-2龄、3龄、4龄若虫,雌、雄成虫)以及吡虫啉处理(100 mg/L)后成虫中的表达量变化,明确其时空表达模式。利用RNAi技术沉默Btarrestin,观察沉默前后Btarrestin表达量和烟粉虱MED隐种成虫死亡率变化。【结果】成功克隆烟粉虱MED隐种Btarrestin的cDNA序列(GenBank登录号: MK204377),编码区全长1 227 bp,编码409个氨基酸,预测所编码的蛋白分子量约为45.33 kD,理论等电点(pI)为8.38。保守结构域分析表明,Btarrestin具有Arrestin_N和Arrestin_C两个超家族保守结构域,符合抑制蛋白家族特征。分子系统树分析表明,Btarrestin与褐飞虱Nilaparvata lugens的Arrestin亲缘关系最近。Btarrestin的表达量随烟粉虱MED隐种的生长发育逐渐升高,成虫期表达量最高。100 mg/L吡虫啉处理成虫24 h后Btarrestin的表达量较对照增加了2.39倍。RNAi干扰Btarrestin后进行生物测定,烟粉虱MED隐种成虫的死亡率上升了31.27％。【结论】Btarrestin可能与烟粉虱MED隐种对吡虫啉的耐药性有关。