沙葱萤叶甲的过冷却能力与抗寒性

【目的】沙葱萤叶甲Galeruca daurica Joannis于2009年开始在内蒙古草原暴发成灾, 发生地区不断扩大, 危害日趋严重, 严重影响内蒙古草原畜牧业的可持续发展和生态安全。低温是影响昆虫生长发育和存活的关键因子, 而昆虫对低温的耐受性决定了其越冬存活率。了解沙葱萤叶甲的过冷却点及抗寒能力有助于预测其分布范围及种群数量动态。【方法】采用热电偶法, 在室内测定了沙葱萤叶甲各发育阶段的过冷却点; 比较了幼虫在不同低温条件下（-6~-14℃）暴露2 h及在-5℃低温条件下暴露不同时间（0.5~8 d）的存活率。【结果】沙葱萤叶甲不同发育阶段的过冷却点存在显著差异, 从低到高依次为卵（-29.8℃）、 1龄幼虫（-14.6℃）、 2龄幼虫（-13.3℃）、 蛹（-12.1℃）、 3龄幼虫（-10.2℃）和成虫（-9.0℃）; 越冬卵12月和1月的过冷却点最低, 2月的过冷却点最高。随着处理温度的降低和处理时间的延长, 幼虫的存活率降低。1, 2和3龄幼虫在-5℃下的半致死时间（Ltime₅₀）分别为3.84, 3.80和2.28 d, 低温处理2 h后半致死温度（Ltemp₅₀）分别为-10.1, -9.1和-8.5℃, 高于其过冷却点。【结论】说明沙葱萤叶甲幼虫为不耐寒冷型(chill-intolerant)。     

沙葱萤叶甲热激蛋白基因GdHsp70的克隆与表达模式分析

【目的】本研究旨在克隆沙葱萤叶甲Galeruca daurica热激蛋白Hsp70基因,并对其进行序列和表达模式分析,探讨该基因在沙葱萤叶甲生长发育及响应温度胁迫方面的作用。【方法】采用RT-PCR和RACE技术从沙葱萤叶甲2龄幼虫中克隆Hsp70基因,并进行生物信息学分析;用Wo LF PSORT在线软件进行亚细胞定位预测;采用实时荧光定量PCR检测该基因在沙葱萤叶甲成虫不同组织(头、胸和腹)中、不同发育阶段(卵、1-3龄幼虫、蛹、雌雄成虫)、不同温度(-14,-10,-5,0,5,10,15,20,25和30℃)处理1 h的2龄幼虫及0℃下分别处理0 min,15 min,30min,1 h,1.5 h,2 h和3 h时卵中的相对表达量。【结果】克隆获得一个沙葱萤叶甲Hsp70基因并命名为GdHsp70(GenBank登录号:KY460462),该基因全长2 340 bp,开放阅读框(ORF)1 899 bp,编码632个氨基酸,预测蛋白质分子量为70.12 k D,等电点(p I)为4.79,无跨膜区,无信号肽。蛋白质亚细胞定位预测该蛋白主要位于细胞质内。蛋白质结构域分析表明,GdHsp70有3个功能保守区。同源比对与系统进化分析表明,GdHsp70与分类学关系上较为接近的昆虫的同源蛋白间有较高的相似度。组织特异性和不同发育阶段表达分析表明,GdHsp70在沙葱萤叶甲成虫胸部和卵期表达量最高;高温和低温胁迫均能诱导沙葱萤叶甲2龄幼虫体内GdHsp70的表达,其中-10℃处理1 h表达量最高;0℃低温处理卵15 min至3 h后均能诱导GdHsp70不同程度的表达上调,其中处理1 h上调幅度最大。【结论】沙葱萤叶甲GdHsp70与该虫的生长发育相关,并对高低温胁迫的响应有重要作用。     

沙葱萤叶甲丝氨酸蛋白酶基因GdSP的克隆及对温度胁迫的响应

【目的】丝氨酸蛋白酶(serine protease,SP)是一类以丝氨酸为活性中心的重要的蛋白水解酶。本研究旨在克隆获得沙葱萤叶甲Galeruca daurica丝氨酸蛋白酶基因,分析其对温度胁迫的响应,以期为进一步揭示沙葱萤叶甲耐温性的调控机制及其他生理功能奠定基础。【方法】根据沙葱萤叶甲2龄幼虫转录组数据,采用RACE技术克隆得到沙葱萤叶甲丝氨酸蛋白酶基因的cDNA全长序列,并进行生物信息学分析;应用qPCR技术检测其在不同温度(-10,-5,0,5,25和35℃)下处理1 h后及25℃下恢复30 min后在沙葱萤叶甲2龄幼虫中的表达量变化。【结果】自沙葱萤叶甲克隆获得一个丝氨酸蛋白酶基因,命名为GdSP(GenBank登录号:MG797556)。该基因全长1 110 bp,开放阅读框969 bp,编码322个氨基酸;蛋白预测分子量35.41 kD,等电点5.61;编码蛋白具有丝氨酸蛋白酶的典型特征,具有一个跨膜结构,无信号肽。同源序列比对和系统发育分析表明,GdSP与光肩星天牛Anoplophora glabripennis SP的同源性最高,氨基酸序列一致性为30.53%。qPCR测定结果表明,不同温度处理间2龄幼虫中GdSP表达量差异不显著,但对各高低温(-10℃除外)胁迫处理回温后GdSP表达量显著上升。【结论】快速冷驯化对沙葱萤叶甲丝氨酸蛋白酶基因表达无显著影响,而回温可诱导其上调表达。     

变温和恒温对沙葱萤叶甲发育速率的影响

沙葱萤叶甲为近年来在内蒙古草原猖獗成灾的新害虫,为明确温度对其发育速率的影响,分别设置5个变温组合(8/20℃,11/23℃,14/26℃,17/29℃和20/32℃)和6个恒温(13℃,17℃,21℃,25℃,29℃和33℃),比较了变温和恒温对沙葱萤叶甲幼虫和蛹发育速率的影响。结果表明,不同变温组合和恒温对沙葱萤叶甲幼虫和蛹的发育速率有显著的影响。发育历期随温度的升高而缩短,在变温条件下,1龄幼虫期、2龄幼虫期、3龄幼虫期、总幼虫期和蛹期分别从最低温度组合(8/20℃,平均15℃)的11.00,13.44,23.18,46.42和16.89 d,缩短至最高温度组合(20/32℃,平均27℃)的4.92,4.63,9.17,17.83和5.83 d;在恒温条件下,13℃下幼虫不能发育和存活,1龄幼虫期、2龄幼虫期、3龄幼虫期、总幼虫期和蛹期分别从17℃的14.50,10.75,20.63,45.50和11.00 d,缩短至33℃的6.10,5.47,10.60,22.17和5.33 d。在变温条件下,幼虫和蛹的发育起点温度分别为7.44℃和8.48℃,有效积温分别为344.82日度和113.52日度;在恒温条件下,幼虫和蛹的发育起点温度分别为0.64℃和5.11℃,有效积温分别为714.28日度和147.06日度。变温促进了沙葱萤叶甲幼虫和蛹的发育,本研究结果为沙葱萤叶甲的预测预报及综合防控提供了科学依据。     

低温胁迫对沙葱萤叶甲幼虫过冷却能力及生长发育的影响

【目的】低温是影响昆虫生长发育和存活的关键因子之一。通过研究低温胁迫对沙葱萤叶甲Galeruca daurica Joannis幼虫过冷却能力及生长发育的影响,为进一步预测其种群动态及分布范围奠定必要的基础。【方法】在室内,沙葱萤叶甲1龄幼虫经不同的低温处理后,测定其过冷却点及后期幼虫和蛹的发育历期及存活率。【结果】快速冷驯化对1龄幼虫的过冷却点存在极显著的影响,其中在﹣10℃下处理2 h后的过冷却点显著低于对照,而在﹣6℃下处理2 h后与对照无显著性差异。经低温处理存活的1龄幼虫在25℃下继续饲养至蜕皮为2龄幼虫,测得的过冷却点与对照均无显著差异。1龄幼虫经历不同低温处理后,1龄和2龄幼虫发育历期和幼虫总发育历期与对照相比均显著延长;蛹期与对照相比差异不显著;短时低温处理(2 h)对3龄幼虫发育历期无显著影响,而较低温度(﹣5℃)的长时间(2~6 d)处理却显著缩短了3龄幼虫发育历期,但0℃处理对3龄幼虫发育历期影响不显著。低温处理对后期1龄和2龄幼虫死亡率存在显著的影响,但对3龄幼虫和蛹的死亡率影响不显著。通常在低温处理时间相同的情况下,胁迫温度越低,对后期幼虫发育历期和死亡率影响越大;在处理温度相同的情况下,胁迫时间越长,对后期幼虫发育历期和死亡率影响越大。【结论】低温胁迫可以显著地提高沙葱萤叶甲幼虫的过冷却能力,但却延长了后期幼虫的发育历期及降低了其存活率,胁迫温度越低、时间越长,影响程度越大。     

低温对沙葱萤叶甲越冬卵存活和发育的影响

【目的】沙葱萤叶甲Galeruca daurica(Joannis)是近年来在内蒙古草原暴发成灾的一种新害虫,以卵在牛粪、石块及草丛下越冬,了解其越冬卵的抗寒能力有助于预测其分布范围及种群数量动态。【方法】在室内测定了沙葱萤叶甲越冬卵在不同低温条件下(-18~-39℃)暴露12和24 h及在-30℃低温条件下暴露不同时间(0~60 d)的存活率以及存活卵的发育历期。【结果】低温强度和暴露时间对沙葱萤叶甲越冬卵的存活率有显著影响,随着温度的降低和暴露时间的延长,越冬卵的存活率降低。当温度≤-33℃暴露12 h或≤-30℃暴露24 h,越冬卵存活率显著低于其相应的对照(25℃)。越冬卵低温暴露12和24 h的致死中温度(LT50)分别为-33.08和-32.13℃,在-30℃下的致死中时间(Lt50)为33.33 d。经-36℃低温暴露12 h或≤-33℃低温暴露24 h后,存活的越冬卵发育历期显著延长,而-30℃低温暴露30 d内差异不显著。【结论】沙葱萤叶甲越冬卵抗寒能力强,冬季低温通常不会造成越冬卵的大量死亡。     

上海地区红棕象甲的耐寒性研究

红棕象甲Rhynchophorus ferrugineus (Olivier)是我国危害棕榈科植物的重要入侵害虫, 为探明其越冬抗寒性, 利用过冷却点测定仪测定了红棕象甲上海种群不同虫态的过冷却点, 在低温箱内测定了该虫不同虫态的耐寒性, 然后结合田间越冬模拟试验、气象资料和寄主分布情况, 初步确定了红棕象甲在我国的越冬北界。结果表明： 红棕象甲过冷却点随虫态的发育程度的升高而下降, 卵、1龄幼虫、5龄幼虫、9龄幼虫和成虫的平均过冷却点分别为-5.92, -6.42, -7.19, -7.43和-11.84℃, 过冷却点由高到低的顺序依次为: 卵>幼虫>成虫。在6, 24, 48和72 h 4个时间处理下, 各虫态在低温与存活率之间呈显著或极显著的logistic回归, 半致死温度（Ltemp₅₀）均随处理时间的延长而上升, 不同虫态在处理72 h 后, 卵、1龄幼虫、5龄幼虫、9龄幼虫和成虫之间的Ltemp₅₀分别为1.61, -1.67, -2.39, -2.40和-0.40℃, 各虫态耐寒性由弱到强的顺序依次为: 卵<成虫<幼虫。红棕象甲不同发育阶段的过冷却点与其耐寒性并不完全相关, 幼虫和成虫均可能是该虫的越冬虫态。连续两年的田间模拟越冬试验表明, 在上海地区, 红棕象甲的幼虫和成虫的越冬存活率均在60％以上, 说明红棕象甲在上海地区是可以越冬的。根据这些结果, 结合寄主分布情况, 初步将红棕象甲在我国的越冬北界定于北纬35°附近, 即1月份0℃等温线左右。     

沙葱萤叶甲核糖体蛋白基因GdRpS3a的克隆、分子特性及表达分析

核糖体蛋白(ribosomal protein,Rp)是一类参与蛋白质合成、细胞代谢、机体免疫及信号传导等重要功能的蛋白质.本研究旨在克隆沙葱萤叶甲Galeruca daurica核糖体蛋白S3a基因cDNA全长序列,分析其分子特性和表达模式,以期为进一步研究其在沙葱萤叶甲生长发育及滞育中的作用提供必要的基础.根据现有的沙葱萤叶甲转录组测序数据,应用cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆获得了沙葱萤叶甲RpS3a基因的全长cDNA序列,命名为GdRpS3a(GenBank登录号:MN660144).该基因全长为800 bp,开放阅读框全长为687 bp,编码228个氨基酸,具有核糖体蛋白S3a家族的保守功能域;预测分子量为25.63 kDa,等电点pI为10.53,无信号肽和跨膜结构.同源序列比对和系统发育分析表明,GdRpS3a与玉米根萤叶甲Diabrotica virgifera virgifera RpS3a的亲缘关系最近,其氨基酸序列一致性最高为54.10％.采用qPCR技术检测该基因在沙葱萤叶甲不同发育阶段(卵、1～3龄幼虫、预蛹、蛹及成虫羽化3、7、10、15、25、40、60、80和100 d)和3日龄成虫在不同温度(0、5、10、15、20、25、30、35和40℃)处理1h后的表达谱.结果 表明:GdRpS3a在不同发育阶段的沙葱萤叶甲体内均有表达,在成虫滞育结束后表达量最高,在卵期和成虫滞育期间低表达.温度对GdRpS3a的表达有显著的影响,30℃下最高,0℃下最低.GdRps3a的表达与沙葱萤叶甲生长发育阶段及环境温度有关,可能在沙葱萤叶甲成虫夏滞育中起着重要作用.     

沙葱萤叶甲海藻糖酶基因GdTre1的克隆、分子特性和表达分析

【目的】海藻糖酶(trehalase,Tre)作为昆虫体内海藻糖代谢的关键性酶,在昆虫能量调节和生长发育中具有重要作用。本研究旨在克隆获得沙葱萤叶甲Galeruca daurica海藻糖酶基因,并对其表达模式进行定量分析,以期探究海藻糖酶在沙葱萤叶甲生长发育和成虫夏滞育中的作用。【方法】根据沙葱萤叶甲转录组数据,采用RACE技术,克隆得到Tre基因的c DNA全长,并进行生物信息学分析;应用实时荧光定量PCR(RT-q PCR)技术检测其在沙葱萤叶甲不同发育阶段[卵、1-3龄幼虫、预蛹、蛹、成虫(羽化后3,7,10,15,25,40,60,80和100 d)]、成虫不同组织(头、胸和腹)以及3日龄成虫在不同温度(15,20,25,30,35和40℃)胁迫下的表达水平;采用3,5-二硝基水杨酸法测定不同日龄成虫体内海藻糖酶活性。【结果】克隆获得了沙葱萤叶甲可溶性海藻糖酶基因,并命名为Gd Tre1(Gen Bank登录号:KY697913),该基因全长1 933 bp,开放阅读框1 704bp,编码567个氨基酸;蛋白预测分子量为66.56 k D,等电点为6.62;编码蛋白具有海藻糖酶超基因家族典型的功能结构域,包含1条信号肽,不具有跨膜结构。同源序列比对和系统发育分析表明,Gd Tre1与马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata Tre1b的同源性最高,氨基酸序列一致性达70.25%。RT-q PCR检测结果表明,Gd Tre1在沙葱萤叶甲各发育阶段均有表达,其中在卵期和成虫滞育期间高表达,而在幼虫、预蛹、蛹及成虫滞育前低表达;在成虫不同组织中,通常在腹部中表达量最高,其次为胸部,最低为头部;Gd Tre1表达量随着温度升高而上升,30℃达最高值,而后随温度升高略有下降。沙葱萤叶甲不同日龄成虫体内Gd Tre1表达量及Tre活性存在显著差异,且Gd Tre1表达量与Tre活性变化趋势一致。【结论】海藻糖酶与沙葱萤叶甲生长发育和成虫夏滞育有密切的关系。该结果为进一步揭示该虫的夏滞育分子机理提供了必要的基础。     

沙葱萤叶甲钙结合蛋白基因的鉴定及表达谱分析

【目的】沙葱萤叶甲Galeruca daurica是一种近年来在内蒙古草原上猖獗成灾的新害虫。本研究旨在克隆沙葱萤叶甲钙结合蛋白(calcium-binding protein, CaBP)基因,分析其在沙葱萤叶甲成虫不同发育阶段及不同温度下的表达谱,为进一步探究其在沙葱萤叶甲生长发育及滞育过程中的作用奠定基础。【方法】根据沙葱萤叶甲转录组和蛋白质组数据,筛选CaBP基因序列信息,应用RT-PCR技术克隆获得CaBP基因的开放阅读框(ORF)全长序列,并对其进行生物信息学分析;通过qPCR检测其在沙葱萤叶甲成虫不同日龄(羽化后3, 7, 10, 15, 20, 30, 40, 60, 90和110 d)及3日龄成虫在不同温度(0, 5, 10,15, 20, 25, 30和35℃)下处理1 h后的表达水平。【结果】克隆得到4条具有完整ORF的沙葱萤叶甲CaBP基因cDNA序列,分别命名为GdCaM, GdCAPSL, GdTnCl和GdCRT(GenBank登录号: MN695412-695415),ORF全长分别为480, 648, 516和1 209 bp,分别编码149, 215, 171和402个氨基酸;只有GdCRT拥有信号肽。同源序列比对和系统发育分析表明,GdCaM, GdCAPSL, GdTnCl和GdCRT分别与玉米根萤叶甲Diabroticavirgifera virgifera的CaM, CAPSL, TnCl及马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata CRT的氨基酸序列一致性最高,分别为100.0%, 74.0%, 88.2%和92.5%。qPCR结果表明,4个CaBP基因在沙葱萤叶甲不同日龄成虫中均差异表达,且表达模式不同。GdCaM在成虫滞育前(羽化后3 d)表达量较高,进入滞育后(羽化后7 d)表达量降低,在滞育期间(羽化后7-60 d)表达量变化较小,而解除滞育后(羽化后90 d)表达量进一步下调。GdCAPSL在滞育初期(羽化后10 d)维持在最低水平,进入滞育中后期(羽化后40和60 d)开始回升,滞育解除后又突然下调至最低水平,而羽化后110 d急剧上升至最高水平。GdTnCl在滞育初期(羽化后15-20 d)高表达,进入滞育中后期(羽化后30-60 d)急剧下降至最低水平,滞育解除后再次上调,但羽化后110 d突然下调至最低水平。GdCRT在进入滞育后表达量开始逐渐下调,在滞育维持期间(羽化后15-60 d)维持在低水平,滞育解除后又开始上升。温度对3日龄成虫中除GdCRT外的其他3个CaBP基因的表达有显著影响。温度低于20℃时,GdCaM的表达量随温度的降低而升高,但0℃时突然下降;温度高于20℃时,GdCaM的表达量随着温度的升高而上升。GdCAPSL的表达量随着温度的升高而呈现上升的趋势,25℃时达到最高,然后下降。GdTnCl随着温度的升高,表达量呈现下降的趋势。【结论】钙结合蛋白可能在沙葱萤叶甲成虫生长发育及夏滞育调控过程中发挥着重要作用。     

Mdogg1基因参与家蝇体内氧化还原平衡的维持

【目的】本研究旨在克隆鉴定家蝇Musca domestica中8-羟基鸟嘌呤糖苷酶1(8-hydroxyguanineglycosylase 1, OGG1)编码基因Mdogg1,明确其是否参与家蝇氧化应激调控。【方法】根据家蝇转录组数据,利用RT-PCR克隆Mdogg1基因cDNA序列,并进行生物信息学分析;利用qRT-PCR检测Mdogg1在家蝇不同发育阶段(卵、1-3龄幼虫、蛹和成虫)的表达变化、3龄幼虫不同组织(血细胞、肌肉、肠道和脂肪体)中的表达分布以及不同胁迫处理［2.5~100 mmol/L CdCl₂胁迫24 h, 0.1 g/L盐酸阿霉素(DOX)浸泡30min并恢复培养6, 12和24 h, 以及280-315 nm紫外线(UV)(强度5 J/cm²)处理5~30 min］ 后2龄幼虫中的转录水平变化;通过RNAi技术敲低家蝇2龄幼虫Mdogg1表达,并检测其丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量、活性氧(reactive oxygen species, ROS)水平、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性和8-羟基鸟嘌呤(8-oxoguanine, 8-oxoG)含量的变化。【结果】Mdogg1(GenBank登录号:AYK27449.1) cDNA序列全长1 062 bp,编码353个氨基酸,该蛋白的理论分子量和等电点分别为41.08 kD和9.02。MdOGG1氨基酸序列中含有螺旋-发夹-螺旋(HhH)结构域,并包含核酸内切酶Ⅲ保守结构域ENDO3c。qRT-PCR结果显示,Mdogg1主要在家蝇卵和3龄幼虫脂肪体中呈高水平表达。2龄幼虫暴露于2.5~100 mmol/L CdCl₂下,Mdogg1表达量呈现先上升再下降趋势,并伴有8-oxoG含量的持续升高。2龄幼虫浸泡于0.1 g/L DOX 30 min并恢复培养12和24 h以及UV照射30 min后,Mdogg1表达量较未处理对照均显著上调。利用RNAi技术敲低家蝇2龄幼虫体内Mdogg1的表达后,家蝇幼虫体内的ROS水平、MDA含量和8-oxoG含量较注射dsGFP的对照组显著增高,而SOD活性下降。【结论】Mdogg1参与家蝇氧化还原平衡的维持,具有保护机体抵抗氧化损伤的生物学效应。     

寄生黑腹果蝇的日本开臂反颚茧蜂生物学特性及其寄生对寄主发育及免疫反应的影响

【目的】调查寄生黑腹果蝇Drosophila melanogaster的日本开臂反颚茧蜂Asobara japonica的生物学特性,明确其寄生对寄主生长发育及免疫反应的影响。【方法】运用解剖成像和实时荧光定量PCR技术调查分析了日本开臂反颚茧蜂的各发育阶段发育历期、形态特征,以及日本开臂反颚茧蜂寄生黑腹果蝇2龄幼虫后的寄生率、出蜂率及寄主化蛹时间和寄主免疫通路15个主要基因(Toll通路中的SPE, Toll,Myd88, Dif和Drosomycin, Imd通路中的PGRP-LE, PGRP-LC, imd, Relish和Diptericin及PO通路中的 Spn27A, MP2, yellow-f2, DoxA2和PPO1)转录水平的变化。【结果】在25±1℃,相对湿度50%±1%和光周期16L∶8D条件下,日本开臂反颚茧蜂的卵期平均为2.38±0.01 d,幼虫期为5.36±0.07 d,蛹期为8.30±0.04 d。日本开臂反颚茧蜂寄生黑腹果蝇2龄幼虫,其寄生率为94.9%±4.0%,出蜂率为64.3%±7.1%。另外,日本开臂反颚茧蜂寄生使黑腹果蝇幼虫50%化蛹时的化蛹时间比未被寄生对照显著延缓约0.5 d;寄生后黑腹果蝇抗菌肽基因Drosomycin和Diptericin转录水平显著上调,而原酚氧化酶基因PPO1转录水平则显著下调。【结论】通过延缓寄主发育和抑制寄主的黑化反应,日本开臂反颚茧蜂能够在黑腹果蝇幼虫上成功寄生。本研究的结果为进一步规模化扩繁日本开臂反颚茧蜂并进行田间生物防治应用提供了理论基础。     

烟草甲谷胱甘肽S-转移酶基因LsGSTe1的表达及其与甲酸乙酯耐受性的关系

【目的】探究烟草甲Lasioderma serricorne谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase, GST)基因LsGSTe1的分子特性和生物学功能。【方法】在烟草甲转录组数据的基础上,利用RT-PCR技术扩增LsGSTe1基因,并进行生物信息学分析;采用qPCR技术检测LsGSTe1在烟草甲不同发育阶段(低龄幼虫、高龄幼虫、蛹、低龄成虫、高龄成虫)及高龄幼虫不同组织(表皮、中肠、脂肪体、马氏管)中的表达水平,以及在甲酸乙酯熏蒸胁迫后的5龄幼虫中的表达变化。进一步采用RNAi技术沉默烟草甲5龄幼虫LsGSTe1基因,通过生物测定分析烟草甲对熏蒸剂甲酸乙酯的敏感性变化。【结果】获得LsGSTe1基因的全长cDNA序列(GenBank登录号:MN480468),开放阅读框长684 bp,编码227个氨基酸,N端和C端均存在催化保守位点。系统发育分析表明该基因属于GSTs的Epsilon家族。qPCR结果表明,LsGSTe1在烟草甲不同发育阶段均有表达,且在高龄幼虫期的表达量较高;表达部位主要在幼虫脂肪体,其次为中肠和表皮,而在马氏管中的表达量最低。LC_(30)(10μL/L)和LC_(50)(20μL/L)浓度的甲酸乙酯对烟草甲5龄幼虫熏蒸胁迫后,LsGSTe1的表达水平显著升高,分别是对照组的2.96和5.80倍。RNAi结果发现,RNAi 48 h和72 h后,LsGSTe1的表达量分别下降了79.9%和83.0%,沉默效率显著;RNAi 72 h后,dsLsGSTe1注射组与对照(dsGFP组)相比,LC_(50)浓度的甲酸乙酯处理5龄幼虫的死亡率明显提高了32.4%。【结论】推测LsGSTe1基因可能参与了烟草甲对甲酸乙酯的代谢与解毒过程。     

暗黑鳃金龟UDP-N-乙酰氨基葡萄糖焦磷酸化酶(UAP)基因的克隆、原核表达及功能分析

【目的】本研究旨在阐明暗黑鳃金龟Holotrichia parallela UDP-N-乙酰氨基葡萄糖焦磷酸化酶(UAP)基因HpUAP的序列特征和功能。【方法】通过PCR方法从暗黑鳃金龟2龄幼虫中扩增HpUAP全长cDNA序列,并进行生物信息学分析;构建pET30a-HpUAP重组表达载体,转化大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3),IPTG诱导蛋白表达;利用qRT-PCR检测HpUAP在暗黑鳃金龟幼虫不同发育阶段(1-3龄幼虫)和3龄第2天幼虫不同组织(体壁、中肠、直肠、回肠、马氏管和脂肪体)中的表达量。利用RNAi沉默暗黑鳃金龟2龄幼虫体内HpUAP基因后,观察其生长发育和存活情况,并测定RNAi 72 h后其HpUAP表达量和体壁几丁质含量。【结果】PCR扩增获得暗黑鳃金龟HpUAP 全长cDNA序列(GenBank登录号: MW676788),开放阅读框长1 461 bp,编码486个氨基酸残基,蛋白分子量约为53.9 kD。系统进化分析发现HpUAP与似牛嗡蜣螂Onthophagus taurinus UAP的氨基酸序列以较高的置信度聚为一个分支。经IPTG诱导可表达53.9 kD的HpUAP蛋白,与预期大小一致。发育表达谱结果表明HpUAP在1龄第1天和3龄第1天暗黑鳃金龟幼虫中表达量较高,组织表达谱结果表明HpUAP在暗黑鳃金龟3龄第2天幼虫中肠和体壁中表达量较高。HpUAP RNAi导致暗黑鳃金龟2龄幼虫生长与行动缓慢,体表颜色加深并皱缩;RNAi处理72 h后,与对照组（dsGFP注射组）相比,dsHpUAP注射组HpUAP表达量下降了93.06%,死亡率增加了40%左右,表皮几丁质含量下降了约29%。【结论】结果说明HpUAP参与几丁质代谢,在暗黑鳃金龟幼虫的生长发育过程中起关键作用。     

四种农药对小菜蛾体温的影响

【目的】本研究旨在为阐明小菜蛾Plutellaxylostella体温在其防治中的应用价值提供资料。【方法】在不同人工气候箱内温度(环境温度)下,测定小菜蛾2, 3和4龄幼虫的体温,建立各龄幼虫体温(y)与环境温度(x)的关系方程;同时测定了不同环境温度下不同浓度阿维菌素、毒死蜱、氟虫腈和高效氯氰菊酯分别处理后小菜蛾3龄幼虫在不同处理时间的体温。【结果】小菜蛾2, 3和 4龄幼虫体温(y)与环境温度(x)关系方程分别为y＝0.95x+1.19(r=0.9463), y＝0.95x+1.18(r=0.9988),以及y＝0.93x+1.45(r=0.9989),等温点分别为22.16℃,21.40℃和21.41℃。在气候箱温度设定为15℃或40℃时,4种农药都对小菜蛾3龄幼虫体温无影响;而其他温度条件下,农药处理都可能改变小菜蛾3龄幼虫体温。对于阿维菌素,25℃下 2, 4和8 mg/L处理12 h,2和4 mg/L处理24 h, 0.5, 2, 4和8 mg/L处理36 h以及0.5, 1, 2和8 mg/L处理48 h时3龄幼虫体温均显著高于对照, 8 mg/L阿维菌素处理24 h时3龄幼虫体温显著低于对照;30℃下0.5 mg/L处理24 h及1 mg/L处理36 h 3龄幼虫体温显著低于对照,1 mg/L处理48 h和各浓度处理60 h时3龄幼虫体温均显著高于对照;35℃下只有1和8 mg/L处理48 h时3龄幼虫体温显著低于对照。对于毒死蜱,20℃下50, 200和800 mg/L处理24 h, 100, 400和800 mg/L处理36 h时3龄幼虫体温都显著低于对照;25℃下100和200 mg/L处理12h, 800 mg/L处理24 h, 100, 200和800 mg/L处理60 h时3龄幼虫体温均显著低于对照,而50, 100, 200和400 mg/L处理24 h, 100和200 mg/L处理36 h及100和400 mg/L处理48 h时3龄幼虫体温均显著高于对照;30℃下只有800 mg/L处理24 h时3龄幼虫体温显著低于对照,50, 100, 200和800 mg/L处理60 h时3龄幼虫体温显著高于对照。对于氟虫腈,20℃下只有0.5 mg/L处理36 h时3龄幼虫体温显著低于对照;25℃下 4 mg/L处理12 h和各浓度处理60 h时3龄幼虫体温显著低于对照,0.5 mg/L处理24 h以及0.25, 1和2mg/L处理48 h时3龄幼虫体温均显著高于对照;30℃下 0.25和0.5 mg/L处理12 h, 0.25和2 mg/L处理24h, 4 mg/L处理48 h以及2 mg/L处理60 h时3龄幼虫体温显著低于对照;35℃下只有0.25和0.5 mg/L处理60 h时3龄幼虫体温显著高于对照。对于高效氯氰菊酯,20℃下2和8 g/L处理36 h, 4和8 g/L处理48 h时3龄幼虫体温显著高于对照;25℃下 2, 4和8 g/L处理12 h时3龄幼虫体温均显著低于对照, 0.5, 4和8g/L处理24 h, 1, 4和 8 g/L处理36 h以及1, 2和4 g/L处理60 h时3龄幼虫体温均显著高于对照;30℃下 0.5和1 g/L浓度处理12 h, 0.5, 1, 4和8 g/L处理24 h以及1, 2和8 g/L处理60 h时3龄幼虫体温都显著低于对照。【结论】小菜蛾幼虫自律性体温调节能力低;阿维菌素、毒死蜱、氟虫腈或高效氯氰菊酯处理影响小菜蛾3龄幼虫的体温,影响形式随农药种类和浓度,环境温度及处理时间不同而不同。本研究拓宽了农药毒理学及害虫防治研究内容。     

环丙氨嗪对鸡粪中亮斑扁角水虻生长的影响及添加活性炭对环丙氨嗪的解毒作用

【目的】研究环丙氨嗪对鸡粪中亮斑扁角水虻Hermetia illucens幼虫生长发育的影响及添加活性炭对环丙氨嗪的解毒作用。【方法】使用含不同浓度(0, 0.1, 0.25, 0.5, 1, 2.5, 5, 10和15 mg/kg)环丙氨嗪的鸡粪分别饲养3, 4和5龄亮斑扁角水虻幼虫,统计幼虫的生长发育(体重和死亡率)变化;在鸡粪中添加不同浓度(0, 10, 30, 50, 100和150 g/kg)活性炭饲养亮斑扁角水虻3龄幼虫,测定活性炭对其生长发育的影响以及对环丙氨嗪的解毒作用。【结果】在用含一定浓度环丙氨嗪的鸡粪饲养后,亮斑扁角水虻3, 4和5龄幼虫均表现出体节伸长,停止进食,直至死亡。鸡粪中环丙氨嗪对亮斑扁角水虻3, 4和5龄幼虫的致死中浓度(medium lethal concentration, LC₅₀)值分别为0.18, 1.39和6.45 mg/kg。在鸡粪中添加量为30~100 g/kg的活性炭可以显著促进亮斑扁角水虻3龄幼虫的生长发育,并且能够解除环丙 氨嗪对3龄幼虫的毒性,95%有效剂量(95% effective dose, ED₉₅)值为51.83 g/kg。【结论】随着亮斑扁角水虻幼虫龄期增长,其对鸡粪中环丙氨嗪的敏感性逐渐降低。活性炭可用于解除鸡粪中环丙氨嗪对亮斑扁角水虻幼虫的毒性,为生产上应用亮斑扁角水虻处理含环丙氨嗪的鸡粪提供解决方案。     

小菜蛾活化蛋白激酶C受体1基因PxyRACK1在变态发育调控中的作用

【目的】活化蛋白激酶C受体1(receptor for activated C kinase 1, RACK1)参与了多细胞生物体中重要的信号传导,调节生物体的生长发育。本研究旨在克隆小菜蛾Plutella xylostella RACK1基因PxyRACK1,调查其表达模式,明确其对小菜蛾化蛹的影响及其机制。【方法】克隆PxyRACK1的全长cDNA,进行生物信息学分析,并利用qPCR检测其在小菜蛾各发育阶段(卵、1-4龄幼虫、预蛹、蛹和成虫)的表达;通过dsPxyRACK1显微注射小菜蛾4龄幼虫进行RNA干扰,并检测RNAi后PxyRACK1及蛹期特异表达基因PxyBr-Z2/3的表达量;统计死亡率、化蛹率、平均化蛹时间以及蛹重。【结果】小菜蛾PxyRACK1(GenBank登录号: MW160739)序列全长为1 148 bp,开放阅读框长960 bp,编码319个氨基酸,具有7个WD40重复序列,每个WD40重复序列包含39~42个氨基酸。PxyRACK1在小菜蛾各发育阶段均有表达,其中4龄第2天幼虫中表达量最高,2日龄蛹中表达量最低。显微注射dsPxyRACK1 24 h后,处理组4龄幼虫中PxyRACK1和PxyBr-Z2/3表达量较对照组(dsGFP注射组)的分别显著降低了36.26%和83.46%,并且显微注射dsPxyRACK1导致试虫死亡率上升、化蛹推迟、化蛹率降低以及蛹重减轻。【结论】结果说明PxyRACK1参与调控小菜蛾蛹期变态发育。本研究为进一步阐明小菜蛾变态发育的信号调控通路及开发新型昆虫生长调节剂提供了思路。     

桃蛀螟CYP6AE76基因参与对Cry1Ab蛋白的解毒作用

【目的】明确桃蛀螟Conogethes punctiferalis幼虫取食Cry1Ab蛋白后体内CYP6AE76的过表达及对Cry1Ab蛋白有解毒作用。【方法】分析桃蛀螟CYP6AE76序列特征;利用RT-qPCR检测CYP6AE76在不同发育阶段(1-5龄幼虫)和4龄幼虫不同组织(头、中肠、血淋巴和脂肪体)以及4龄幼虫取食含有Cry1Ab蛋白(LC₅₀=1.08 ng/cm2)的人工饲料3 d存活的幼虫中肠和血淋巴中的表达量;利用RNAi饲喂法沉默桃蛀螟4 龄幼虫CYP6AE76后检测中肠中CYP6AE76的表达量,并统计120 h后幼虫体重并计算幼虫存活率;利用RNAi饲喂法沉默桃蛀螟初孵幼虫CYP6AE76后饲喂含1.08 ng/cm² Cry1Ab蛋白的饲料,7 d后统计幼虫体重并计算幼虫存活率。【结果】桃蛀螟CYP6AE76基因开放阅读框长1 572 bp,编码524个氨基酸,分子量约为60.34 kD,属于CYP6家族基因。发育表达谱结果表明, CYP6AE76基因在桃蛀螟整个幼虫阶段均有表达且在1龄幼虫期表达量最高,随着幼虫龄期增大而表达量降低;组织表达谱结果表明,CYP6AE76在4龄幼虫中肠中表达量最高。4龄幼虫取食含有Cry1Ab蛋白(1.08 ng/cm²)的人工饲料后,CYP6AE76在中肠和血淋巴中的表达量相比对照显著上调。通过RNAi沉默CYP6AE76后,桃蛀螟初孵幼虫再取食含有Cry1Ab蛋白的人工饲料后体重显著降低。【结论】CYP6AE76可能参与对桃蛀螟幼虫摄入的Cry1Ab蛋白的解毒。