海藻糖酶基因TRE2-like和TRE2在异色瓢虫羽化过程中的表达与功能

【目的】异色瓢虫Harmonia axyridis是一种重要的捕食性天敌昆虫,海藻糖在异色瓢虫的变态发育、羽化等整个生命过程都起着重要的作用。本研究以前期获得的类似膜结合型海藻糖酶(TRE2-like)与膜结合型海藻糖酶(TRE2)基因为基础,探讨在异色瓢虫羽化阶段这两个海藻糖酶的潜在功能,为阐明异色瓢虫从蛹发育到成虫时海藻糖代谢机制提供参考。【方法】根据TRE2-like和TRE2基因序列设计双链RNA(dsRNA)区域片段并合成对应的dsRNA,通过RNAi将其注射到异色瓢虫2日龄蛹中。采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测RNAi处理后羽化第1天的异色瓢虫成虫糖代谢相关基因的表达;同时采用蒽酮比色法、酶标法等分别测定RNAi处理后羽化第1天的异色瓢虫成虫主要糖类物质含量及TRE活性变化,并观察异色瓢虫羽化后的表型变化。【结果】结果表明,与对照组(dsGFP注射组)相比,异色瓢虫2日龄蛹被注射TRE2-like或TRE2 dsRNA后,其新羽化成虫体内TRE2-like和TRE2表达量均极显著下调,且少数个体出现了蜕皮与翅形成困难等畸形表型。可溶性海藻糖酶活性在注射dsTRE2-like后显著降低,膜结合型海藻糖酶活性在注射dsTRE2后显著降低;注射dsTRE2后糖原含量显著下降,注射dsTRE2-like后糖原和海藻糖含量显著下降,注射dsTRE2-like+dsTRE2后糖原和葡萄糖含量显著下降,且海藻糖含量极显著下降。注射dsTRE2-like, dsTRE2和dsTRE2-like+dsTRE2后可溶性海藻糖酶基因TRE1-1和TRE1-2表达下降或显著下降,而TRE1-5表达上升或显著上升,海藻糖合成酶(trealose-6-phosphate synthase, TPS)、糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase, GP)、糖原合成酶(glycogen synthase, GS)基因的表达均显著下调。【结论】TRE2-like和TRE2基因表达被抑制后,异色瓢虫海藻糖等代谢受到影响。研究结果为探究异色瓢虫体内膜结合型海藻糖酶的潜在功能和调控机制奠定了基础。     

白背飞虱海藻糖合成酶基因的表达特性及其在糖代谢调控中的作用

【目的】昆虫中海藻糖主要通过海藻糖合成酶(trehalose-6-phosphate synthase, TPS)在脂肪体中合成,当昆虫受极端环境胁迫时TPS能够诱导海藻糖累积从而起到保护作用。本研究旨在分析白背飞虱Sogatella furcifera两个TPS基因的发育和组织表达模式及其对糖类物质代谢调控功能,探究TPS基因在白背飞虱生长发育中的具体作用。【方法】基于实验室前期获得的两个海藻糖合成酶基因SfTPS1和SfTPS2片段序列,在本实验中也进行了基因克隆和测序筛选,比对两者确定了白背飞虱两个TPS基因序列。并通过MEGA 7.0软件构建基于氨基酸序列的白背飞虱与其他昆虫TPS的系统发育树。利用qRT-PCR技术检测这两个基因在白背飞虱不同发育阶段(4龄第1天若虫至3日龄成虫)和成虫不同组织(头、足、翅、中肠、脂肪体、表皮和马氏管)中的表达情况。合成这两个基因的dsRNA,并注射到白背飞虱5龄第1天若虫中进行RNAi。在RNAi 48和72 h后检测白背飞虱海藻糖酶基因TRE1-1,TRE1-2和TRE2的表达变化,海藻糖、葡萄糖和总糖原含量以及海藻糖酶活性。【结果】克隆获得白背飞虱SfTPS1和SfTPS2,ORF分别为2 424和2 115 bp,编码氨基酸数目分别为807个和704个,预测蛋白质分子量分别为90.37和80.56 kD,等电点分别为6.08和6.10。而且白背飞虱2个TPS氨基酸序列与褐飞虱Nilaparvata lugens TPS1和TPS2的一致性最高。发育阶段表达模式表明,白背飞虱TPS基因SfTPS1和SfTPS2在4龄若虫到成虫阶段都有表达;组织表达模式表明,SfTPS1和SfTPS2在成虫马氏管、中肠和表皮中的表达较为显著。当SfTPS1被RNAi后,TRE1-1和TRE2的表达水平与对照组(dsGFP注射组)相比分别为略有上升和显著升高,TRE1-2的相对表达水平在SfTPS1被RNAi 48 h后显著上升而在72 h后显著下降;可溶性海藻糖酶活性无显著变化,膜结合型海藻糖酶活性显著增加;白背飞虱5龄若虫体内海藻糖、葡萄糖和总糖原含量显著上升。TRE1-2和TRE2基因的表达水平在SfTPS2被RNAi 48 h后显著升高,而在72 h后两基因的表达水平却显著下降;TRE1-1基因的表达水平在注射dsSfTPS2 48和72 h后均显著上升。可溶性海藻糖酶活性在SfTPS2被RNAi 48 h后显著下降,72 h后显著上升;膜结合型海藻糖酶活性在SfTPS2被RNAi 72 h后显著增加。白背飞虱5龄若虫体内葡萄糖含量在SfTPS2基因RNAi 48 h后显著减少,但在72 h后海藻糖、葡萄糖和总糖原含量显著上升。【结论】通过调节白背飞虱体内TPS基因的表达影响TRE1-1,TRE1-2及TRE2基因的表达水平,进而调控体内海藻糖的含量,该结果为后期采用TPS为靶标基因用于害虫防治提供理论依据。     

沉默类胰岛素多肽(Ilp)基因对褐飞虱翅和卵巢发育及海藻糖代谢的影响

【目的】类胰岛素多肽(insulin-like peptide, Ilp)位于胰岛素信号通路最上游,其在糖类物质调控中发挥关键作用。本研究则旨在探究Ilp在褐飞虱Nilaparvata lugens海藻糖代谢平衡的调控作用。【方法】以褐飞虱5龄若虫为实验材料,采用RNAi技术干扰Ilps的表达,观察RNAi后褐飞虱的表型以及雌成虫的卵巢发育。RNAi 48 h与72 h后,采用生化方法测定褐飞虱5龄若虫体内海藻糖、糖原和葡萄糖含量以及海藻糖酶活性变化;采用qPCR检测海藻糖酶基因(TRE1-1, TRE1-2和TRE2)和海藻糖合成酶基因(TPS1和TPS2)的表达量变化。【结果】dsRNA可有效抑制Ilps的表达,导致褐飞虱出现异常翅型,且注射dsIlp3以及dsIlp1+dsIlp2+dsIlp3+dsIlp4发现褐飞虱2日龄雌成虫卵巢发育不完全。分别注射dsIlp1-4和dsIlp1+dsIlp2+dsIlp3+dsIlp4后48 h均能显著提高葡萄糖含量;分别注射dsIlp2, dsIlp3及dsIlp4后48 h显著提高了糖原含量;分别注射dsIlp3和dsIlp4后48 h能够显著提高海藻糖含量,而分别抑制Ilp2和Ilp4 72 h后海藻糖含量显著下降,但注射dsIlp1+dsIlp2+dsIlp3+dsIlp4后48和72 h海藻糖含量都显著上升。注射dsIlp1+dsIlp2+dsIlp3+dsIlp4后72 h可溶性海藻糖酶活性均显著上升,膜结合型海藻糖酶活性则在分别注射dsIlp3, dsIlp4和dsIlp1+dsIlp2+dsIlp3+dsIlp4后72 h显著下降;分别注射dsIlp1, dsIlp2和dsIlp4后TRE1-1, TRE1-2, TRE2, TPS1和TPS2的表达量显著下降。【结论】沉默Ilp基因对褐飞虱的发育以及繁殖有一定的阻碍作用,且能够提高褐飞虱体内葡萄糖与糖原的含量,下调海藻糖酶与海藻糖合成酶基因表达量,提高可溶性海藻糖酶的活性,进而调控海藻糖的代谢。     

胰岛素受体基因InR调控褐飞虱海藻糖代谢研究

在昆虫中已发现成熟的典型胰岛素信号通路,但是其调控海藻糖代谢途径的机制还未清晰。为探讨胰岛素受体基因在褐飞虱海藻糖代谢平衡及其发育的调控作用,本文采用RNAi技术抑制胰岛素受体(InR)基因的表达,测定处理后海藻糖、糖原和葡萄糖含量及海藻糖酶活变化,并检测InR、类胰岛素多肽(Ilp)、海藻糖代谢途径中关键基因的表达。研究结果表明dsRNA注射后能够显著抑制Ilp和InR基因的表达;InR1低表达后72 h能够显著抑制3种糖类物质的含量;InR表达抑制后72 h可溶性海藻糖酶活性上升,而膜结合型海藻糖酶活性下降;当InR表达受抑制后3个海藻糖酶和2个海藻糖合成酶基因的表达都显著下降。这些结果说明InR能够影响海藻糖等糖类物质的平衡。从而为将来通过调控昆虫血糖平衡来控制害虫提供理论依据。     

灰飞虱海藻糖酶基因的克隆及RNA干扰效应

RNA干扰（RNAi）不但可以用于研究基因的功能, 还可以通过沉默靶标基因干扰特定的生命过程。因此, 通过深入研究, 发掘高效专一性靶基因和RNAi技术, 有可能开辟针对性的害虫RNAi防控新途径。本研究通过灰飞虱Laodelphax striatellus转录组数据分析并结合RACE技术, 克隆了灰飞虱两种海藻糖酶的全长基因, 分别命名为LSTre-1和LSTre-2, 其GenBank登录号分别为JQ027050和JQ027051。它们均具有海藻糖酶基因的典型特征, 与已报道的其他昆虫的海藻糖酶基因具有很高的相似性, 并表现出一定的虫种亲缘关系。其中LSTre-1为水溶性海藻糖酶基因, 全长2 042 bp, 开放阅读框编码602个氨基酸, 前端有25个氨基酸的信号肽, 但无跨膜结构域; LSTre-2为膜结合型海藻糖酶基因, 全长2 619 bp, 开放阅读框编码618个氨基酸, 前端有26个氨基酸的信号肽, 有2个疏水性跨膜结构域。利用喂食法研究2种海藻糖酶基因dsRNA对灰飞虱的致死效应, 发现靶向水溶性酶基因的干扰效应略高于靶向膜结合型的, 但两种海藻糖酶基因的dsRNA都可以显著抑制灰飞虱海藻糖酶基因的表达, 降低其活力, 还能显著抑制试虫的生长, 大幅增加试虫死亡率。 结果提示, 通过适宜途径干扰海藻糖酶基因可以开发防治灰飞虱的新途径。     

定虫隆对锈赤扁谷盗生长发育影响及其作用机理初探

定虫隆是一种昆虫生长调节抑制剂,研究其对锈赤扁谷盗的控制作用,将为锈赤扁谷盗的综合防治提供理论基础。本研究以锈赤扁谷盗幼虫为研究对象,用定虫隆拌粮进行饲喂,观察定虫隆对锈赤扁谷盗的亚致死效应,并利用实时荧光定量PCR(qPCR)技术,测定经定虫隆处理后锈赤扁谷盗幼虫几丁质合成酶1(CfCHS1)和几丁质合成酶2(CfCHS2)基因表达量的变化。结果表明:定虫隆对锈赤扁谷盗的毒力回归方程为y=7.514+1.81x(r=0.974),LD 10、LD 20、LD 30分别为0.008 mg/kg、0.014 mg/kg、0.021 mg/kg,亚致死剂量定虫隆可使锈赤扁谷盗幼虫发育历期明显延长(P<0.05),体重和几丁质含量明显降低(P<0.05),这说明了定虫隆对锈赤扁谷盗的生长发育有明显的抑制作用,可以有效控制锈赤扁谷盗的为害。qPCR结果显示,与对照组相比,LD 30处理后的锈赤扁谷盗幼虫的CfCHS 1基因表达量提高了74.7%,CfCHS 2基因的表达量提高了27.4%,均差异显著(P<0.05)。CfCHS 1和CfCHS2基因表达量的上调,可能是几丁质合成酶受到了抑制,锈赤扁谷盗为了维持机体的稳定,提高几丁质合成酶基因的表达量,从而形成一种代偿性增加的反馈机制,由此推测定虫隆可能作用于几丁质合成酶。     

昆虫几丁质酶基因家族功能研究进展

昆虫几丁质酶的研究历史很长,研究内容也非常广泛;但仅局限于传统的方法研究某个昆虫单个基因的功能及应用。近年来,随着生物信息学和RNAi技术在生命科学研究工作中的广泛应用,在昆虫几丁质酶的研究方面也取得了较大进展。本文主要以生物信息学在几丁质酶家族基因鉴定和分类研究过程中的应用,以及利用RNAi技术分析几丁质酶不同家族成员在赤拟谷盗和褐飞虱两种昆虫生长发育中的功能比较分析,对全面认识昆虫几丁质酶基因家族功能和作用机理,并利用几丁质酶基因防治害虫奠定良好的基础。     

昆虫几丁质合成及其调控研究前沿

几丁质合成与降解是昆虫最重要的生理过程之一。本文根据国外和作者自己的研究,综述了昆虫几丁质合成及其调控研究进展。昆虫几丁质的生物合成通路始于海藻糖,终止于几丁质,其中共有8个酶参与。目前研究最多的为海藻糖酶和几丁质合成酶。昆虫存在2个海藻糖酶基因和2个几丁质合成酶基因。可溶性海藻糖酶基因对昆虫表皮的几丁质合成影响更大,而膜结合海藻糖酶基因则主要影响中肠的几丁质合成。几丁质合成酶A主要负责表皮和气管几丁质的合成,而几丁质合成酶B则负责中肠围食膜的几丁质合成。目前,昆虫几丁质合成的调控途径主要有两种:利用RNAi技术和几丁质合成抑制剂。     

重金属镉胁迫对白纹伊蚊幼虫海藻糖代谢的影响

【目的】深入了解镉对白纹伊蚊Aedes albopictus的毒害作用机理和白纹伊蚊对极端环境的适应机制,揭示重金属胁迫对白纹伊蚊种群发生、疾病传播等可能存在的影响,为卫生害虫防控等提供参考依据。【方法】分别用200 mL配制好的50, 100, 200, 300和400 mg/L镉溶液对放置于320 mL一次性杯中长势一致的白纹伊蚊3龄末至4龄初幼虫急性染毒12 h,以双蒸水养殖幼虫作为对照。通过生化方法测定处理后12 h白纹伊蚊幼虫体内海藻糖、葡萄糖和总糖原含量以及可溶性海藻糖酶(TRE1)和膜结合型海藻糖酶(TRE2)活力,并采用qRT PCR测定这些幼虫体内海藻糖合成酶基因(TPS), TRE1和TRE2表达量。【结果】在200和300 mg/L重金属镉处理12 h时白纹伊蚊幼虫海藻糖含量显著增加,在高镉浓度(300和400mg/L)处理时葡萄糖含量显著下降,而不同镉浓度急性处理对总糖原含量没有影响。TRE1和TRE2活力在高镉浓度(300和400 mg/L)处理时显著下降。300 mg/L镉处理组TPS相对表达量达到最高值,TRE1和TRE2相对表达量在高镉浓度(300和400 mg/L)处理时显著下降,与酶活力变化趋势表现一致。【结论】当镉浓度低于半致死浓度(217 mg/L)时,镉急性胁迫使白纹伊蚊幼虫TPS基因表达上调,而TRE基因则表达量下降,TRE活力降低,从而促使葡萄糖转化为海藻糖,通过海藻糖的积累来应对镉胁迫压力。这些结果说明海藻糖在白纹伊蚊在重金属应激中起一定作用,白纹伊蚊幼虫可以通过合成海藻糖从而提高应对镉胁迫的抗逆能力。     

飞蝗可溶型海藻糖酶基因的序列分析及mRNA表达特性

海藻糖酶是海藻糖代谢过程中的一个关键酶, 在昆虫发育和能量调节中具有重要作用, 为进一步探讨海藻糖酶基因的功能, 本文分析了飞蝗Locusta migratoria一可溶型海藻糖酶基因的氨基酸序列并对其mRNA表达特性进行了研究。结果表明： 该海藻糖酶（TRE, GenBank登录号： FJ795020）不含有跨膜结构。系统进化树分析结果显示, 该酶与大豆蚜Aphis glycines、 豌豆蚜Acyrthosiphon pisum、 褐飞虱Nilaparvata lugens和灰飞虱Laodelphax striatella可溶型海藻糖酶具有较近的亲缘关系, 因此我们将该酶的基因命名为LmTre-1。对该基因在不同组织和发育时期表达量的荧光定量 PCR 分析表明： LmTre-1在卵发育前期、 中期的表达量都很低, 卵发育后期表达量显著提高; LmTre-1在5龄若虫和成虫被检测的组织部位中均有表达, 在体壁中的表达量最高, 其次是在脂肪体、 肌肉、 气管、 精巢及卵巢中; 5龄飞蝗刚蜕皮后LmTre-1在体壁中的表达量较高, 随着生长发育其表达量逐渐降低; LmTre-1在成虫发育期体壁中稳定高表达。LmTre-1的mRNA表达特性与几丁质合成酶1基因非常相似, 据此推测该基因可能与体壁几丁质的合成相关。本研究为深入探讨该基因的生理功能提供了重要的基础数据, 并为以海藻糖酶为杀虫靶标的农药筛选奠定实验基础。     

褐飞虱两个糖转运蛋白的功能分析及调控海藻糖代谢的影响

海藻糖转运蛋白（Trehalose transporter,Tret）可将昆虫“血糖”——海藻糖由脂肪体转运到血淋巴中,是维持昆虫体内海藻糖平衡的重要转运蛋白。本研究通过对褐飞虱Nilaparvata lugens两条糖转运蛋白序列（NlTret1、NlTret1 X1）进行生物信息学分析,并利用RNAi技术沉默NlTret1与NlTret1 X1基因,探讨其对褐飞虱调控海藻糖代谢的生物学功能。生物信息学分析表明,NlTret1与NlTret1 X1分别有1 353 bp和1 488 bp的开放阅读框,编码具有450和495个氨基酸残基,蛋白分子量大小为49.984 kDa和53.059 kDa,理论等电点pI为6.53和7.46;保守结构域分析NlTret1和NlTret1 X1分别包含10个和12个跨膜结构域,属于MFS超家族;二级结构以及三级结构预测NlTret1和NlTret1 X1主要包含无规卷曲和α螺旋结构。进化树分析显示NlTret1和NlTret1 X1皆与同为半翅目昆虫的Tret1蛋白亲缘关系接近。与注射dsGFP相比RNAi后显著抑制了靶标基因的表达量。荧光定量检测海藻糖代谢通路TRE和TPS基因,结果显示注射dsNlTret1 48 h后NlTRE1-1、NlTPS2基因表达量极显著下调,NlTRE1-2、NlTRE2与NlTPS1、NlTPS3基因表达量极显著上调;而注射dsNlTret1 X1则为NlTRE1-1、NlTRE2与NlTPS1、NlTPS2基因表达量极显著降低,NlTRE1-2和NlTPS3基因表达量极显著增高。注射dsNlTret1与dsNlTret1 X1后海藻糖酶活性均显著性降低,同时NlTret1的沉默显著抑制了糖原含量和海藻糖含量,NlTret1 X1的沉默仅使葡萄糖含量显著增高。褐飞虱两条糖转运蛋白序列经初步分析确定为海藻糖转运蛋白,这两个海藻糖转运蛋白在转运糖类物质中发挥着不同的作用,其中NlTret1 X1可能参与葡萄糖运输功能,而NlTret1则更可能参与海藻糖特异性转运。研究结果有利于探究海藻糖转运蛋白Tret调控海藻糖代谢的作用机制,为将来通过其调控昆虫海藻糖代谢平衡治理褐飞虱等害虫提供理论依据。     

敲减Wingless / Wnt1基因表达对赤拟谷盗发育中的影响

Wnt信号通路是进化中高度保守的一条信号转导途径,在调控动物的胚胎轴向正常发育、胚胎分化、决定细胞极性、维持成体动态平衡等方面发挥重要作用. 该信号通路的异常激活还与肿瘤的发生密切相关. 本实验将体外人工合成的Wingless(Wg)/Wnt1基因dsRNA显微注射入赤拟谷盗晚期幼虫体内,研究Wingless/Wnt1蛋白在赤拟谷盗发育过程中发挥的作用. 实验结果显示,注射 Wingless(wg)/Wnt1基因dsRNA后,赤拟谷盗发育形成的蛹,翅膀宽度减小,翅间距明显增大,且羽化过程也受到严重影响. 此外,qPCR结果表明,赤拟谷盗Wingless(Wg)/Wnt1基因被沉默后,Cadherin-like 和 Smoothened (Smo)基因的表达显著上调,Armadillo-2基因略上调. 这些结果揭示,Wnt-1 信号通路和赤拟谷盗翅膀发育以及成虫羽化过程密切相关. 蛹翅宽减小,翅间距增大,可能是由于调控细胞粘连及细胞形态的Cadherin-like 和Armadillo-2基因的上调所引起.更重要的是,Smo基因的上调,表明了Wnt信号通路和Hedgehog信号通路在赤拟谷盗发育过程中有交互作用.     

不同地区转Bt基因抗虫水稻稻谷对赤拟谷盗生长发育的影响

为了明确来自湖北武穴、孝感、随州3个不同地区的转cry1Ab/cry1Ac、cry2A、cry1C基因明恢63(分别命名为TT51、T2A-1和T1C-19)对赤拟谷盗Tribolium castaneumHerbst生长发育的影响,在室内以不同的转Bt基因稻谷继代饲养赤拟谷盗6代,结果表明:各处理赤拟谷盗的卵期3～4d,卵孵化率85%～100%,幼虫期22～27d,化蛹率85%～97%,蛹期6～7d,百蛹重0.25～0.31g,性比0.8～1.4,羽化率82%～97%,产卵前期5～7d。不同抗虫转基因水稻对赤拟谷盗各发育历期及生命表参数没有显著的影响,同一转基因事件,没有因为种植地区的不同造成对赤拟谷盗生长发育的差异。3种Bt蛋白在继代饲养的赤拟谷盗幼虫体内检测均呈阳性反应,但积累量很小,继代饲养后,没有发现在赤拟谷盗体内明显的累积。     

赤拟谷盗和杂拟谷盗的生殖隔离研究

赤拟谷盗和杂拟谷盗是两个同域发生的近缘储粮害虫。为明确它们的生殖隔离程度和机制,本研究比较分析了赤拟谷盗和杂拟谷盗雄虫对同种和异种雌虫的交配选择;赤拟谷盗与杂拟谷盗交配后,测定了精子在异种雌体内的存活情况;将赤拟谷盗和杂拟谷盗进行正反杂交,研究其F1代、F2代和回交代杂种是否产生及其雌雄比。结果显示,赤拟谷盗和杂拟谷盗雄虫对同种雌虫的爬跨率和交配率高于其对异种雌虫的爬跨率和交配率,表明赤拟谷盗和杂拟谷盗种间性隔离不完全;赤拟谷盗和杂拟谷盗交配后精子在异种雌体内是存活的,杂交所产的F1代卵为受精卵,说明交配后完成了精子传送和受精过程,表明种间机械隔离和配子隔离不完全;赤拟谷盗和杂拟谷盗的杂种F1代自交和回交产生了F2代和回交代,表明种间不存在杂种不育;一些杂交组合产生的F2代和回交代数量少且存在雌雄性比偏离,表明种间存在部分杂种不活和杂种衰败。本研究明确了赤拟谷盗和杂拟谷盗的生殖隔离机制,这对于揭示它们的物种进化关系有着重要意义。     

特定电磁波(TDP)对赤拟谷盗繁殖性能的影响

TDP辐射器经通电,产生一条2～50μm电磁波谱。该波自问世10多年来,在人和动物的疾病防治及其他生物学效应方面,均有实用价值。TDP辐射对家畜繁殖功能有促进和调节作用,前已有报道［1,2］。对昆虫赤拟谷盗TriboliumcastaneumHerbst的影响本实验尚属首次,赤拟谷盗,因其世代短,繁殖力强,性染色体雌虫为XX雄虫为XY,踊期可鉴别雌雄,故在遗传学研究中常作“导航试验昆虫”[3]。本试验目的在于观察TDP对赤拟谷盗繁殖功能的影响。1实验方法选野生型SH系中赤拟谷盗10个家系的蛹,鉴别雌雄,分别放入培养箱中（温度32℃,相对湿度60…     

种间竞争对四种储粮害虫种群动态的影响

在30 ℃、75 %相对湿度条件下研究种间竞争对玉米象(Sitophilus zeamais)、谷蠹(Rhizopertha domini-ca)、赤拟谷盗(Triboliumcastaneum)和锈赤扁谷盗(Cryptolestes ferrugineus)4种主要储粮害虫种群动态的影响,并对种群动态进行回归分析。结果表明,玉米象与谷蠹、赤拟谷盗与锈赤扁谷盗混合饲养种群增长均受到显著抑制,玉米象和谷蠹对赤拟谷盗和锈赤扁谷盗的种群增长具有明显的促进作用,赤拟谷盗和锈赤扁谷盗对玉米象和谷蠹的种群增长具有一定的抑制作用。回归分析结果表明玉米象种群最大增长潜能最大,锈赤扁谷盗最小,种群增长率变化规律不明显。     

昆虫海藻糖酶的基因特性及功能研究进展

海藻糖酶(Treh)是昆虫能量代谢必不可少的一类酶, 亦是昆虫体内几丁质合成通路的第一个酶。其基因表达和酶活性直接与正常发育、 蜕皮、 变态以及繁殖等昆虫重要生理过程密切相关。目前已有多种昆虫的海藻糖酶基因被成功克隆, 从而发现昆虫海藻糖酶基因家族由多个成员组成。海藻糖酶基因所编码的蛋白大多数具有一个信号肽前导区, 部分蛋白拥有1~2个跨膜结构域, 根据是否具有跨膜结构, 可将其分为可溶性海藻糖酶(Treh1)和膜结合型海藻糖酶(Treh2)两类, 膜结合型海藻糖酶具有2个特有的标签序列, 即“PGGRFREFYYWDSY”和“QWDYPNAWPP”。海藻糖酶的主要功能是将胞外和胞内的海藻糖降解成葡萄糖, 为昆虫的生命活动提供能量。具体表现为两个方面, 一是参与昆虫几丁质合成途径, 从而调控表皮、 中肠等处的几丁质合成; 二是通过与激素的协同作用, 调控昆虫体内海藻糖和葡萄糖等糖类物质的浓度变化, 从而有效保护体内细胞的适应并渡过相应的逆境环境, 并提高其抗逆能力。鉴于海藻糖酶的重要功能, 其已成为害虫控制的潜在新靶标。不同类型海藻糖酶的功能研究及酶抑制剂的研发与应用将进一步推动害虫生物防治的发展。     

利用RNAi技术沉默小菜蛾类钙粘蛋白基因

RNA干扰（RNA interference, RNAi）是一种调控基因表达的方法, 其通过体外合成一段与内源靶基因同源的双链RNA（dsRNA）或siRNA, 导入生物体内, 使内源靶基因中同源mRNA降解, 从而达到阻抑基因表达的目的。类钙粘蛋白（cadherin-like protein）是位于昆虫中肠刷状缘膜囊(brush border membrane vesicles, BBMV)上与钙粘蛋白(cadherin)结构相似的物质, 是多种昆虫体内Bt杀虫蛋白的受体。本研究利用基因特异引物通过RT-PCR扩增了小菜蛾类钙粘蛋白基因的2个片段（CAD1和CAD2）, 合成相对应的双链RNA（double-stranded RNA, dsRNA）; 并将dsRNA通过显微注射导入小菜蛾3龄幼虫体内, 测定了不同靶位点、不同剂量、不同检测时间对目的基因mRNA表达量的影响。结果表明: 将70 nL CAD1对应的dsRNA注射到幼虫体内48 h后, 基因表达量显著下降, 72 h后恢复。免疫印迹检测结果表明, 类钙粘蛋白在注射dsRNA 48 h后幼虫BBMV中的含量明显下降。本实验成功实现了小菜蛾类钙粘蛋白基因的沉默, 该体系的成功建立为利用RNAi技术分析小菜蛾及其他鳞翅目昆虫基因的功能提供了参考。     

RNAi抑制萝卜过氧化物酶基因的效果受光照影响

农杆菌介导的RNAi技术已广泛应用于研究植物基因的功能.本实验应用小块萝卜肉质根体外培养,探讨光照对干扰萝卜过氧化物酶基因Rsprx1表达的影响.结果表明,干扰萝卜过氧化物酶基因Rsprx1表达后,抑制组中过氧化物酶活性显著低于对照组,光照减弱RNAi的抑制作用;抑制作用始于浸染后4 h, 过氧化物酶活性减低时,花青素含量增加,但光照增加花青素含量;HPLC结果显示,与对照组比,抑制组中花青素苷种类和含量有较大差异;花青素合成相关基因（RsCHS、RsDFR和RsLDOX）的mRNA水平在处理后明显上调.此外,过氧化氢酶活性和H2O2含量相应升高.由此表明,光照可影响农杆菌介导的RNAi效果,干扰萝卜过氧化物酶基因Rsprx1表达可以通过影响花青素合成相关基因的表达和过氧化氢含量,从而影响花青素代谢.     

营养质量对雄性赤拟谷盗生长发育、抗饥饿和资源再获取能力的影响

昆虫的生长发育、抗饥饿和资源再获取能力对其生存、生殖和性选择非常重要。本文研究了营养质量对赤拟谷盗Tribolium castaneum(Herbst)生长发育、抗饥饿和资源再获取能力的影响。结果表明,三个营养处理下雄性赤拟谷盗的生长发育性状（幼虫重、发育历期、蛹重和成虫重）均存在显著性差异,在高营养质量下生长的雄性赤拟谷盗发育更快,体重更大,且各生长发育性状间存在显著性相关。营养质量对雄性赤拟谷盗成虫的抗饥饿能力没有显著影响,但对其资源再获取能力有显著影响,表现为在高营养质量下生长的雄性赤拟谷盗成虫比在低营养质量下生长的具有更高的资源再获取能力。雄性赤拟谷盗抗饥饿能力和资源再获取能力之间存在显著性相关,但是雄性赤拟谷盗抗饥饿能力和资源再获取能力除了与发育历期存在显著性相关外,与其它生长发育性状不存在显著性相关。本文还对这些实验结果的性选择意义进行了讨论。