刺吸电波图实验中金丝与烟粉虱的粘连技术

刺吸电波图(EPG)是用于研究刺吸式口器昆虫取食的电生理技术。实验中,昆虫粘连技术是一项非常关键的技术,直接影响实验结果。该文以烟粉虱Bemisiatabaci(Gennadius) ,为例,介绍了粉虱成虫和若虫粘连的具体步骤和注意细节,比较了不同粘连方法的优缺点。结果表明,冷冻法是粘连粉虱最好的一种方法。     

灰飞虱取食行为刺吸电位波形的初步研究

利用刺吸电位技术(EPG)研究了灰飞虱Laodelphax striatellus(Fallén)EPG波形与其取食行为之间的对应关系,并对不同虫龄、性别灰飞虱的取食行为进行EPG特征参数的比较。结果表明,灰飞虱取食行为的EPG波形可分为NP、N1、N2-a、N2-b、N3、N4和N5 7种类型,波谱的形状和频率与已报道的褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)的EPG取食波形基本相同。首次发现灰飞虱在口针刺探水稻维管束进行唾液分泌时可明显分为两个阶段即N2-a和N2-b。N2-a波表示口针移动并伴随唾液的分泌;N2-b波与灰飞虱持续分泌唾液的行为有关。经对比,不同虫龄、性别灰飞虱的EPG取食波形基本相同,但EPG特征参数存在差异。雌虫刺探次数显著多于雄虫和低龄若虫;成虫口针在临近韧皮部细胞外移动的时间显著长于若虫。     

我国刺吸电位技术三十年应用及创新

刺吸电位技术(Electricalpenetrationgraph,EPG)是研究刺吸式昆虫取食行为的电生理仪器及其配套技术体系。我国从20世纪90年代开始将刺吸电位技术引入生物学和农业科学领域,主要应用于昆虫与植物的关系、植物抗性机理、昆虫传毒机理、转基因安全性评价、全球气候变化等方面,研究所涉及的昆虫种类包括半翅目的蚜虫、粉虱、叶蝉、飞虱、介虫、木虱和缨翅目的蓟马等。自2007年以来举办了5次全国性的EPG技术培训和研讨会,并对EPG仪器进行了创新设计,实现了EPG仪器的国产化,大部分消耗品(如金丝、银胶等)可以实现国内供应。人工饲料上的EPG记录、指标体系的优化等与EPG相配套的技术体系不断完善。目前我国主要是应用EPG技术进行各类农林相关刺吸式昆虫的研究,而在欧洲和美国,除农林害虫外,EPG近年来也开始应用于医学昆虫和畜牧昆虫方面的研究。欧美在波形库构建、仪器原理等方面比我们具有优势,我国今后应该加强在EPG仪器自动化和可视化、波形自动识别、指标体系完善等方面的工作,同时培养能够应用EPG的年轻一代,尝试将EPG应用到医学昆虫领域。     

褐飞虱取食人工饲料的刺吸电位波形鉴别

昆虫刺吸电位技术(Electrical penetration graph,EPG)与人工饲料体系相结合,能为昆虫与植物相互关系中的行为、生理/毒理和分子机制等多个领域提供定量的研究手段。由于人工饲料体系与植物组织在结构和成分方面有较大差异,以现有的植物EPG波形作为参照标准的研究方法存在局限性。本研究应用EPG技术记录褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)在人工饲料上的取食行为,结合刺孔检测和饲料染色等方法,鉴定各波形的生物学意义。研究发现,人工饲料EPG波形与褐飞虱取食水稻产生的7种EPG波形相比存在差异。人工饲料EPG波形包括4种基本波形:np波,非刺探波;P波,口针刺入饲囊膜;S波,口针分泌唾液,并在人工饲料中移动;I波,吸食人工饲料。研究结果可为建立准确的人工饲料-刺吸电位技术体系提供基础。     

EPG即时显示软件Realdisplay的开发和利用

研究和开发在刺吸式植食性昆虫取食行为研究中,刺吸电位技术（EPG）的一种新的应用软件Realdisplay。该软件可任意选择EPG信号采集频率和显示的通道数,也可以在同一屏幕上同时以不同的信号采焦频率即时清晰地显示1个通道的EPG信号,使研究者能准确地了解和控制昆虫的即时行为细节。此外,该软件存储的EPG信息为实验过程中每一时刻的电热值,因而后续分析和统计极为方便。因此,Realdisplay强化了EPG技术的功能,拓宽了EPG技术的应用领域。为研究刺吸式植食性昆虫的取食行为细节,昆虫与病毒、宿主植物的关系提供了有力的工具。     

EPG技术在昆虫学研究中的应用及进展

刺吸行为电图(electrical penetration graph, EPG) 技术在植食性刺吸式昆虫,如蚜虫、粉虱、叶蝉和蓟马等研究中的应用日益深入,尤其是对蚜虫和粉虱的研究,已涉及寄主专化性、植物的抗虫机制以及病毒传播等领域。该文从蚜虫和粉虱等典型的刺吸式昆虫入手,介绍EPG技术的研究进展和应用前景。     

灰飞虱唾液腺三大解毒酶家族的转录组分析

灰飞虱Laodelphax striatellus （Fallén）是危害多种禾本科经济作物的重要刺吸式害虫。唾液腺对刺吸式口器昆虫取食植物尤其重要, 其分泌的唾液可以帮助刺吸式口器昆虫刺穿植物、 消化食物、 解毒植物的次生物质。细胞色素P450单加氧酶（cytochrome P450 monooxygenase, P450）、 谷胱甘肽S 转移酶（glutathione S transferase, GST）和羧酸酯酶（carboxylesterase, CarE）是昆虫主要的解毒酶系。为了分析解毒酶基因在灰飞虱唾液腺中的表达谱, 本研究对灰飞虱成虫唾液腺进行转录组测序、 重头组装和注释, 并与豌豆蚜Acyrthosiphon pisum和西方蜜蜂Apis mellifera的同源蛋白进行系统发育分析。发现有9个谷胱甘肽S 转移酶（glutathione S transferase, GST）基因、 22个羧酸酯酶（carboxylesterase, CarE）基因和39个细胞色素P450单加氧酶（cytochrome P450 monooxygenase, P450）基因在灰飞虱唾液腺中表达。通过对同源蛋白进行系统发育分析, 发现灰飞虱唾液腺大部分的CarE是参与消化/解毒和激素/信息素的加工, 而参与神经/发育的CarE很少; 灰飞虱唾液腺表达的P450基因远远少于豌豆蚜和西方蜜蜂基因组的P450基因数, 且只有CYP6和CYP4家族的成员; GST家族在3种昆虫的保守性最高。研究结果为灰飞虱对寄主植物和杀虫剂的适应性研究奠定了基础。     

外源海藻糖对水稻生理生化及褐飞虱抗性的影响

【目的】海藻糖参与植物对逆境胁迫的响应与适应过程,本文旨在明确海藻糖对水稻生理生化特性及抗褐飞虱影响,将有助于全面探索海藻糖对水稻的潜在作用,为后续研究提供参考和依据。【方法】本实验在外施10 mmol·L~(-1)和50 mmol·L~(-1)浓度的海藻糖后,测定水稻超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性,丙二醛(MDA)和可溶性糖含量,褐飞虱取食后植株功能损失系数(FPLI)及利用刺吸电位技术(EPG)研究褐飞虱的取食行为。【结果】外施10 mmol·L~(-1)和50 mmol·L~(-1)浓度的海藻糖后,POD活性和可溶性糖含量显著上升,MDA含量显著下降,并且显著提高了水稻植株的功能损失指数,EPG结果发现海藻糖处理明显增加了N4波的持续时间。【结论】适量的海藻糖改善水稻抗非生物胁迫的能力,但并不有利于对褐飞虱抗性的提高。     

水稻施硅对白背飞虱刺吸和寄主选择行为的影响

【目的】硅可增强植物对多种植食性昆虫的抗性。本研究旨在了解硅处理对水稻叶鞘硅化程度及其对白背飞虱Sogatella furcifera刺吸和寄主选择行为的影响,以明确施硅增强水稻对白背飞虱的抗性的部分机制。【方法】采用扫描电镜观察施硅水稻的叶鞘硅化程度;利用刺吸电位技术记录白背飞虱若虫刺吸行为;采用笼罩法测定白背飞虱雌成虫栖息和产卵选择性。【结果】与不施硅的对照相比,硅处理(0.16和0.32 g SiO2/kg土壤)增加了水稻叶鞘硅细胞的数量,延长了白背飞虱若虫刺吸行为中非刺探波和路径波的总时间,缩短了取食韧皮部汁液的时间。在选择性测定中,与对照组相比,白背飞虱雌成虫对0.16和0.32 g SiO2/kg土壤处理的水稻的栖息率分别降低48.0%和67.4%,在其上的产卵量分别降低34.8%和46.1%。【结论】施硅增加水稻对白背飞虱的排驱性,阻碍白背飞虱的刺吸行为,因此有助于增强水稻对白背飞虱的抗性。     

取食不同寄主植物的灰飞虱对药剂敏感性和解毒酶活性的影响

为了探索取食不同寄主植物的灰飞虱Laodelphax striatellus对药剂敏感性和体内解毒酶活性的影响,本研究在室内采用稻苗浸渍法分别测定了4种杀虫剂对取食水稻、小麦和稗草后的灰飞虱3龄若虫的毒力,同时比较了灰飞虱体内酯酶(ESTs)、谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)和多功能氧化酶(MFO)的活性.结果表明,用5种寄主植物连续饲养灰飞虱3代后,灰飞虱对三氟苯嘧啶的敏感性无明显变化,对吡虫啉、噻虫嗪和溴氰虫酰胺的敏感性存在一定差异但不显著.取食不同寄主植物的灰飞虱体内3种解毒酶活性存在明显差异,取食稗草的灰飞虱体内ESTs和MFO活性最高,取食水稻紫香糯2315的灰飞虱体内GSTs活性最高.研究结果表明取食不同寄主植物可影响灰飞虱对杀虫剂的敏感性和体内解毒酶的活性.