不同寄主植物对柑橘木虱发育和繁殖的影响

【目的】研究柑橘木虱Diaphorina citri Kuwayama在柚、酸橘、黄皮、九里香、砂糖橘5种代表性芸香科寄主植物上的发育、存活和繁殖情况,为柑橘木虱及黄龙病的可持续防控提供参考。【方法】利用种群生命表的方法,分析了柑橘木虱在5种不同寄主植物上的发育历期、存活率、成虫寿命、性比及产卵量等数据。【结果】柑橘木虱卵、1龄若虫以及整个若虫的发育历期受寄主植物的影响较为明显,在26℃条件下在柚子植物上柑橘木虱若虫的存活率最高(58.10%),在黄皮上最低(46.04%),两者差异显著。寄主植物影响柑橘木虱成虫寿命,在柚子上柑橘木虱成虫的寿命显著长于黄皮上的寿命。黄皮上的柑橘木虱的单雌产卵量(298粒/雌)显著低于其他4种寄主植物。柑橘木虱在九里香上的内禀增长率(rm)最高(0.133 7)、酸橘上最低(0.129 8);而净增值率(R0)在砂糖橘上最高(187.74)、黄皮上最低(145.27)。【结论】在5种寄主植物中,除黄龙病隐症寄主九里香之外,显症寄主中砂糖橘是柑橘木虱的最适寄主。     

感染黄龙病菌亚洲柑橘木虱基因表达的转录组学分析

【目的】了解亚洲柑橘木虱Diaphorina citri Kuwayama与黄龙病菌Canditatus Liberibacter asiaticus的分子互作机制。【方法】利用转录组(RNA-Seq)方法分别对携带和未携带黄龙病菌的柑橘木虱成虫进行转录组测序,根据获得的转录信息分析木虱携带黄龙病菌后基因表达的差异。【结果】获得了1 502个差异表达的unigenes,在带菌木虱中上调和下调的基因分别有746和756个。共有1 099个unigenes比对上NCBI蛋白数据库并获得功能注释;852个被聚类到GO的三大功能中;931个被注释到KEGG的239个代谢通路中。根据差异表达基因的GO分析,木虱代谢过程和催化活性的相关基因明显上调。此外,筛选出53个免疫相关的unigenes中,28个与细胞免疫、25个与免疫信号路径相关,分别有64%和32%表达上调。【结论】黄龙病菌和媒介昆虫柑橘木虱存在互作关系,病菌入侵后可能通过代谢活动相关基因的上调和免疫相关基因的差异表达而影响木虱的代谢活动和免疫反应过程。     

黄龙病病菌在柑橘木虱体内的分布及感染动态

【目的】柑橘木虱Diaphorina citri Kuwayama是传播黄龙病病菌唯一的自然媒介昆虫,本文研究了黄龙病病菌在柑橘木虱各个发育阶段体内的分布以及感染动态,为有效防控柑橘木虱提供科学数据。【方法】利用常规PCR检测柑橘木虱若虫体内的黄龙病病菌,利用q RT-PCR和荧光原位杂交技术分别检测黄龙病病菌在柑橘木虱不同发育虫态体内的含量与分布形式。【结果】常规PCR可以在3-5龄若虫以及成虫体内检测到黄龙病病菌,而q RT-PCR除了3-5龄若虫外,还可以在2龄若虫体内检测到黄龙病病菌。卵和各龄期若虫中黄龙病病菌的含量是随着龄期的变大而不断增多。产卵盛期的成虫木虱体内黄龙病病菌的含量最高,显著高于产卵前期以及产卵后期。荧光原位杂交技术可以检测到4龄、5龄若虫及成虫体内的黄龙病病菌分布形态,病菌在若虫主要分布在U型含菌体内,而在雌雄成虫体内均是散布型分布。【结论】柑橘黄龙病在柑橘木虱的2-5龄若虫及成虫中都有感染,但其含量与分布形式因发育阶段不同而有显著差异。     

亚洲柑橘木虱雌成虫对砂糖橘幼嫩部位的产卵选择性研究

【目的】明确亚洲柑橘木虱Diaphorina citri Kuwayama雌成虫的产卵过程及其对柑橘嫩芽产卵的偏好性。【方法】利用手机和微距镜头观察记录柑橘木虱雌成虫的产卵过程,并结合田间调查与室内试验明确了亚洲柑橘木虱雌成虫对砂糖橘嫩叶和不同发育状态嫩芽的偏好性。【结果】亚洲柑橘木虱雌成虫产卵前,头部前倾,尾部上翘,触角不断抖动,一段时间后,雌成虫爬行到合适的位点开始产卵,或爬至其他部位,继续上述行为,直至找到合适的位置产卵。产卵时,触角静止不动,腹部收缩带动产卵器向腹部弯曲,肛上板与下生殖板张开,产卵器插入产卵位点产卵。产卵结束后,雌成虫迅速抽出产卵器,肛上板与下生殖板在抽离过程中缓慢闭合。田间调查发现,亚洲柑橘木虱雌成虫偏向于未展开和半展开的柑橘嫩芽上产卵。室内试验发现,当同时供给新叶和多种发育状态的砂糖橘嫩芽时,亚洲柑橘木虱产卵偏好于未展开和半展开的砂糖橘嫩芽,且不会选择在砂糖橘新叶上产卵。当仅供给一种发育状态的砂糖橘嫩芽或新叶时,亚洲柑橘木虱雌成虫在新叶和嫩芽上都能产卵,但在新叶上的产卵量明显比嫩芽上的产卵量小。【结论】明确了亚洲柑橘木虱雌成虫的产卵过程。亚洲柑橘木虱雌成虫产卵具有明显趋嫩性,对于砂糖橘,雌成虫偏向于0-10 mm的嫩芽上产卵。     

华南地区柑橘木虱与柑橘粉虱内共生菌检测及其Wolbachia共生菌的系统发育关系分析

【目的】探明不同地理种群的柑橘木虱Diaphorina citri Kuwayama和柑橘粉虱Dialeurodes citri Ashmead体内昆虫内共生菌的种类及其感染率,并以Wolbachia共生菌为代表,对其系统发育关系进行分析,为今后自共生菌角度研发柑橘木虱和柑橘粉虱的新型防控技术奠定基础。【方法】以16S r DNA、23S r DNA以及wsp为目标基因,利用PCR技术检测采自于广州、湛江、南宁、桂林、厦门的柑橘木虱以及采自广州的柑橘粉虱体内共生菌的种类及其感染率;利用多位点序列分型(MLST)技术和MEGA 5.0软件对不同昆虫样本中的Wolbachia进行系统发育关系分析。【结果】本研究采集的柑橘木虱和柑橘粉虱均含有原生共生菌Portiera和次生共生菌Wolbachia、Cardinium、Rickettsia,但该3种次生共生菌在不同木虱与粉虱种群的感染率有所不同;Arsenophonus只在广州和湛江种群的柑橘木虱中检出。基于wsp基因及MLST基因序列的Wolbachia系统发育分析表明,华南地区柑橘木虱和柑橘粉虱体内的Wolbachia均属于Wolbachia的B大组Con亚组。【结论】不同地理种群的柑橘木虱与柑橘粉虱体内感染的共生菌种类及其感染率不同;Wolabchia共生菌与柑橘木虱寄主不存在协同进化关系,在同一采集点存在Wolbachia通过柑橘寄主在柑橘木虱之间、柑橘木虱与柑橘粉虱之间水平传播的可能性。     

亚致死浓度吡虫啉和毒死蜱对柑橘木虱成虫组织蛋白酶基因表达的影响

昆虫组织蛋白酶属于多功能酶系,在昆虫生命活动中具有重要作用,但昆虫组织蛋白酶对化学农药的响应却鲜有报道。吡虫啉和毒死蜱是目前防治柑橘木虱Diaphorina citri常用的化学药剂。本研究旨在探究吡虫啉和毒死蜱亚致死浓度处理对柑橘木虱成虫组织蛋白酶基因表达的影响。本研究基于柑橘木虱的转录组数据库,同时结合NCBI数据库,通过Blast比对鉴定得到8个柑橘木虱组织蛋白酶基因,序列分析得出其均属于半胱氨酸蛋白酶家族且含有保守的组氨酸活性位点。研究采用浸叶法处理得到经吡虫啉和毒死蜱处理24 h对柑橘木虱成虫的致死中浓度LC50分别为97.88 mg/L和47.94 mg/L。采用荧光定量PCR（qPCR）分析这两种药剂亚致死浓度（LC20和LC50）胁迫下柑橘木虱成虫组织蛋白酶基因表达水平变化。结果表明吡虫啉胁迫显著下调柑橘木虱DcCath-B,DcCath-F,DcCath-L和DcCath-L1基因表达量;毒死蜱LC20浓度胁迫显著下调柑橘木虱DcCath-B,DcCath-L和DcCath-W基因表达量,LC50浓度胁迫下仅DcCath-B表达量显著下调,其他基因表达无明显差异。以上结果表明吡虫啉和毒死蜱亚致死浓度胁迫下,柑橘木虱成虫下调表达体内部分组织蛋白酶基因以响应此逆境。本研究为探索亚致死浓度吡虫啉和毒死蜱对柑橘木虱的毒理机制提供了一定的理论依据。     

烟粉虱MEAM1隐种磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶基因克隆与表达分析

【目的】本研究旨在从烟粉虱Bemisia tabaci中东-小亚细亚1隐种(Middle East-Asia Minor 1, MEAM1)中克隆磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶(phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase, PHGPX)基因,鉴定其在烟粉虱不同发育阶段及吡虫啉处理不同时间后雌成虫体内的表达情况,明确其在烟粉虱应对外界环境压力中的功能。【方法】利用3′RACE克隆和测定烟粉虱MEAM1隐种内PHGPX基因的cDNA全长序列,并对其编码的氨基酸序列进行生物信息学分析;利用定量RT-PCR技术对该基因在烟粉虱MEAM1隐种不同发育阶段及吡虫啉处理不同时间后雌成虫体内的表达量进行分析。【结果】获得了烟粉虱MEAM1隐种两个磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶基因的全长cDNA序列,分别命名为BtB-PHGPX1(GenBank登录号:KY312116)和BtB-PHGPX2(GenBank登录号:KY312117)。序列分析表明,BtB-PHGPX1基因开放阅读框全长732 bp,编码243个氨基酸;BtB-PHGPX2基因开放阅读框全长567 bp,编码188个氨基酸。序列比对结果表明两基因的编码蛋白内均具有谷胱甘肽过氧化物酶保守的半胱氨酸、谷氨酰胺和色氨酸残基位点。BtB-PHGPX1在烟粉虱MEAM1隐种卵内表达量显著高于其在若虫、伪蛹、雌成虫和雄成虫内的表达量,BtB-PHGPX2在烟粉虱MEAM1隐种卵内的表达量显著低于其在若虫、伪蛹和雌成虫内的表达量(P<0.05)。BtB-PHGPX1和BtB-PHGPX2在雌成虫内的表达量均显著高于雄成虫内。吡虫啉处理雌成虫2 h时两基因的表达量均较对照显著提高(P<0.05),处理后5, 10和24 h时其表达量均较对照显著下降(P<0.01)。【结论】本研究克隆了烟粉虱MEAM1隐种两个PHGPX基因的序列全长,明确了其在不同发育阶段及吡虫啉处理不同时间后雌成虫体内的差异表达,推测PHGPX在烟粉虱抵御环境压力及杀虫剂胁迫时可能发挥着重要的防御作用。     

空间和猎物密度对异色瓢虫取食柑橘木虱的影响

【目的】捕食功能与捕食行为发生的空间及猎物密度存在相关性,通过对异色瓢虫Harmoniaaxyridis (Pallas)在室内不同空间大小和柑橘木虱Diaphorina citri密度不同条件下的影响程度研究,可以为田间应用提供参考。【方法】分别设计不同的捕猎空间,研究捕食量和空间大小的相关性,采用高、低密度梯度下研究异色瓢虫对柑橘木虱的取食功能反应,以及在捕食笼中设置不同的猎物密度,统计日捕食头数。【结果】空间大小(x)与日捕食量(y)呈线性负相关,结果拟合y=﹣28.375x+130.08线性方程,不同密度梯度设置得到的HollingⅡ型功能反应曲线参数显示,高密度下异色瓢虫捕食柑橘木虱更快、更容易,异色瓢虫在不同柑橘木虱密度下持续捕食结果表明,起始密度高低影响第一天的捕食量,对随后的日捕食量影响不大。【结论】空间尺寸和猎物密度明显影响异色瓢虫成虫对柑橘木虱的捕食行为。     

黑尾叶蝉卵黄原蛋白受体基因cDNA的克隆、序列分析及表达模式

【目的】卵黄原蛋白受体(vitellogenin receptor,VgR)属于低密度脂蛋白受体,通过介导内吞作用为发育中的卵母细胞摄取卵黄原蛋白,为胚胎发育提供营养物质,在昆虫生殖过程中发挥关键作用。为研究黑尾叶蝉Nephotettix cincticeps VgR(NcVgR)基因的生理功能及其在生殖中的作用,本研究克隆并解析了NcVgR基因的序列,并对其时空表达进行了研究。【方法】根据黑尾叶蝉转录组数据信息,利用RT-PCR克隆了NcVgR基因,并进行了生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR研究了不同发育时期、成虫不同组织NcVgR的表达水平。【结果】NcVgR c DNA序列全长6 676 bp,开放阅读框长度5 568 bp,编码1 855个氨基酸,预测编码蛋白的分子量为206 k D,N端前17个氨基酸为信号肽。序列分析显示,NcVgR具有低密度脂蛋白家族的5个经典保守域,即:配体结合域(ligand-binding domain,LBD)、表皮生长因子前体同源域(EGF-precursor homology domain,EGFP)、O-糖链结构域(O-linked sugar domain,OLSD)、跨膜域(transmembrane domain,TMD)和胞质尾域(cytoplasmic domain)。系统发育分析表明,NcVgR与褐飞虱N.lugens VgR亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果显示,NcVgR转录起始时间为5龄若虫,羽化后转录水平逐渐上升,至羽化后8 d达到峰值,随后下降。有意思的是,随着黑尾叶蝉产卵,NcVgR转录水平再次上升,至羽化后16 d达到最高水平。组织定位结果显示,NcVgR在黑尾叶蝉雌成虫卵巢中特异性高表达,而在雌成虫脂肪体和肠道中微量表达,在雌成虫脑及雄成虫中均未检测到表达。【结论】NcVgR在黑尾叶蝉雌成虫卵巢中特异性表达,并且不同发育时期具有不同的表达量,这为研究黑尾叶蝉的生殖调控机理提供了分子信息。     

褐飞虱丝氨酸蛋白酶抑制剂基因Nlserpin4的克隆及表达模式分析

【目的】克隆和分析褐飞虱Nilaparvata lugens丝氨酸蛋白酶抑制剂基因Nlserpin4,并探明其时空表达谱和病原真菌诱导表达模式。【方法】基于褐飞虱转录组和全基因组序列数据,利用PCR技术克隆得到褐飞虱Nlserpin4基因的全长cDNA序列;利用生物信息学手段分析其核苷酸和蛋白质序列特征;通过qRT-PCR技术检测其在褐飞虱不同发育时期(卵、1-5龄若虫和初羽化雌雄成虫)和5龄若虫不同组织(脂肪体、肠道、血淋巴和剩余虫体)中的时空表达谱,以及金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae注射感染褐飞虱5龄若虫不同时间后的诱导表达模式。【结果】克隆获得褐飞虱Nlserpin4基因全长cDNA序列(GenBank登录号:MN822802),其开放阅读框长1 227 bp,编码408个氨基酸,蛋白的相对分子质量和等电点分别为45.91 kD和6.23。氨基酸序列分析表明,Nlserpin4蛋白无糖基化位点,N端包含一段由23个氨基酸残基组成的信号肽,C端具有serpin蛋白家族典型的RCL区,且含有能被靶标蛋白酶识别的活性裂解位点。系统发育分析表明,Nlserpin4与半翅目其他昆虫的serpin亲缘关系较近,其中与蔗黄伪毛蚜Sipha flava serpin4的亲缘关系最近。qRT-PCR分析表明,Nlserpin4基因表达具有明显的时空特异性,其在成虫中的表达量显著高于在其他龄期的,且在雄成虫中表达量最高;Nlserpin4基因在褐飞虱5龄若虫脂肪体、肠道、血淋巴和剩余虫体中均有表达,且在剩余虫体组织中表达量最高;病原真菌金龟子绿僵菌诱导48 h内Nlserpin4表达量均显著下调,但随着诱导时间的增加,Nlserpin4表达量呈回升趋势。【结论】褐飞虱Nlserpin4基因在褐飞虱不同发育阶段、不同组织以及病原真菌金龟子绿僵菌诱导不同时间下差异表达。研究结果为深入研究Nlserpin4在褐飞虱生长发育和免疫调节中的功能奠定了基础。     

褐飞虱丝氨酸蛋白酶抑制剂基因Nlserpin4的克隆及表达模式分析

摘要: 【目的】克隆和分析褐飞虱Nilaparvata lugens丝氨酸蛋白酶抑制剂基因Nlserpin4,并探明其时空表达谱和病原真菌诱导表达模式。【方法】基于褐飞虱转录组和全基因组序列数据,利用PCR技术克隆得到褐飞虱Nlserpin4基因的全长cDNA序列;利用生物信息学手段分析其核苷酸和蛋白质序列特征;通过qRT-PCR技术检测其在褐飞虱不同发育时期(卵、1-5龄若虫和初羽化雌雄成虫)和5龄若虫不同组织(脂肪体、肠道、血淋巴和剩余虫体)中的时空表达谱,以及金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae注射感染褐飞虱5龄若虫不同时间后的诱导表达模式。【结果】克隆获得褐飞虱Nlserpin4基因全长cDNA序列(GenBank登录号: MN822802),其开放阅读框长1 227 bp,编码408个氨基酸,蛋白的相对分子质量和等电点分别为45.91 kD和6.23。氨基酸序列分析表明,Nlserpin4蛋白无糖基化位点,N端包含一段由23个氨基酸残基组成的信号肽,C端具有serpin蛋白家族典型的RCL区,且含有能被靶标蛋白酶识别的活性裂解位点。系统发育分析表明,Nlserpin4与半翅目其他昆虫的serpin亲缘关系较近,其中与蔗黄伪毛蚜Sipha flava serpin4的亲缘关系最近。qRT-PCR分析表明,Nlserpin4基因表达具有明显的时空特异性,其在成虫中的表达量显著高于在其他龄期的,且在雄成虫中表达量最高;Nlserpin4基因在褐飞虱5龄若虫脂肪体、肠道、血淋巴和剩余虫体中均有表达,且在剩余虫体组织中表达量最高;病原真菌金龟子绿僵菌诱导48 h内Nlserpin4表达量均显著下调,但随着诱导时间的增加,Nlserpin4表达量呈回升趋势。【结论】褐飞虱Nlserpin4基因在褐飞虱不同发育阶段、不同组织以及病原真菌金龟子绿僵菌诱导不同时间下差异表达。研究结果为深入研究Nlserpin4在褐飞虱生长发育和免疫调节中的功能奠定了基础。     

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。     

园艺矿物油乳剂对亚洲柑橘木虱成虫刺吸行为的影响

目的】亚洲柑橘木虱Diaphorina citri是传播柑橘最重要病害黄龙病(huanglongbing, Candidatus Liberibacter asiaticus)的媒介昆虫,树冠喷施园艺矿物油(horticultural mineral oil, HMO)可以减少其在柑橘上的取食和产卵。本研究旨在探索植物组织内残留的园艺矿物油如何影响亚洲柑橘木虱成虫的取食行为。【方法】采用直流型刺吸电位仪(DC-EPG Giga-8)记录亚洲柑橘木虱成虫12 h内在喷施不同浓度(0.25%, 0.5%, 1%和2%, v/v)HMO(nC24)乳剂和清水(对照)时柑橘嫩叶上的刺探和取食行为并转换为波形信号,分析比较各处理的波形参数。【结果】不同浓度HMO乳剂处理显著提高了亚洲柑橘木虱成虫在柑橘叶片上的C波(路径波)持续时间百分比,显著减少了E2波(韧皮部吸食汁液)持续时间百分比,而对D(口针第一次接触韧皮部组织), E1(韧皮部出现唾液分泌) 和G(木质部吸食汁液) 波持续时间百分比没有显著影响。HMO处理组C波的每成虫波形累积时间(WDI)显著长于对照组,而各浓度处理之间没有显著差异,但D波WDI明显短于对照组。随着HMO浓度的增加, E1, E2和G波WDI显著下降,2% HMO处理组E1, E2和G波WDI明显低于其他浓度处理组。HMO乳剂处理明显减少了刺探次数;在HMO处理中,每成虫刺探次数和每成虫各波形次数均显著少于对照组,其中以1%和2% HMO乳剂处理最少。HMO乳剂处理组np波 (非刺探波)、D波、E2波的每成虫单次波形持续时间(WDE)均短于对照组,其中2% HMO乳剂处理后,D, E1和E2波WDE显著短于其他浓度处理和对照。同时,2% HMO乳剂处理推迟了从口器接触叶片到第1次开始刺探的时间和从口器接触叶片到第1次刺探到韧皮部的时间。【结论】结果表明,2% HMO乳剂显著减少亚洲柑橘木虱成虫在柑橘叶片上的取食次数和有效取食时间,同时还缩短了其在韧皮部分泌唾液和吸食汁液时间,因此可推荐矿物油用于柑橘黄龙病和亚洲柑橘木虱的综合防治体系。同时初步推断矿物油的作用机制可能是其进入植物气孔阻止植物挥发性物质的释放,抑制或掩盖柑橘叶片表面的挥发性物质从而减少了亚洲柑橘木虱在寄主上取食。     

球孢白僵菌诱导的柑橘木虱免疫应答转录组分析

【目的】筛选柑橘木虱Diaphorina citri Kuwayama应对球孢白僵菌侵染的免疫应答及其网络调控基因,以进一步探讨柑橘木虱对球孢白僵菌的免疫防御机制。【方法】采用Illumina高通量测序平台对感染球孢白僵菌24、48、72 h与健康的柑橘木虱转录组进行了测序,利用生物信息学软件对筛选到的差异表达基因进行了功能注释、分类以及参与的信号通路分析。【结果】组装得到138 313条不可延长的非冗余Unigene,其N50和N90分别为2 532 bp和413 bp,平均长度为1 191.26 bp。在CK vs.S24h、CK vs.S48h和CK vs.S72h 3个转录组里分别获得了971、1 671和752个显著差异表达基因(DEGs),GO富集分析表明分别有405、614和542个DEGs显著富集到56、83和60个GO terms中,KEGG pathway分析结果显示分别有98、333和247个DEGs显著富集到10、27和25条代谢通路里。【结论】差异表达基因主要富集在能量代谢、离子运输、转录和翻译调控、生殖和发育调控以及免疫防御反应等相关通路,大部分编码潜在的与免疫识别及调控相关的基因,并从中筛选到5个显著上调表达的免疫相关基因,为开展柑橘木虱免疫应答虫生真菌的研究奠定理论基础。下一步将进行免疫相关基因的q-PCR验证及表达量分析,研究其在柑橘木虱应对球孢白僵菌侵染过程中的作用。     

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...     

大豆食心虫储存蛋白hexamerin基因的克隆与表达分析

【目的】储存蛋白是昆虫发育、变态和生殖过程中氨基酸的主要来源,Hexamerin是储存蛋白家族重要成员,在昆虫的生长发育中起着重要作用。为了研究hexamerin基因(SpbHex)在大豆食心虫Leguminivora glycinivorella Matsumurav生长发育过程中的作用,对大豆食心虫SpbHex基因进行克隆与表达分析。【方法】利用RT-PCR和RACE技术克隆SpbHex的cDNA全长序列,并通过qPCR研究其在不同发育阶段和幼虫不同组织的表达情况。【结果】SpbHex基因cDNA序列全长2 161 bp,其中开放阅读框2 112 bp,编码703个氨基酸。蛋白预测分子量84.15 ku。hexamerin基因在大豆食心虫不同发育阶段和不同组织中均有表达。在不同生长发育阶段中4龄幼虫的表达量较高,1龄和成虫的表达量较低;在不同组织中脂肪体的表达量较高,表皮中的表达量最低。【结论】本研究克隆了大豆食心虫储存蛋白hexamerin基因,并对其在大豆食心虫中表达模式进行分析,为进一步明确hexamerin基因在大豆食心虫生长发育中的作用奠定基础。     

灰飞虱中IKK相关基因的鉴定及其在水稻条纹病毒侵染中的功能

【目的】本研究旨在鉴定灰飞虱Laodelphax striatellus中的IκB激酶(IκB kinase,IKK)相关基因,并调查其在灰飞虱抗病毒中的作用,以进一步深入理解传毒介体应对植物病毒的先天免疫机制。【方法】通过生物信息学鉴定了灰飞虱基因组中IKK相关基因;以无毒及水稻条纹病毒(rice stripe virus,RSV)侵染的灰飞虱为材料,利用RT-PCR方法检测IKK相关基因在无毒灰飞虱各个龄期(卵、1-5龄若虫、雄成虫和雌成虫)及成虫不同组织(肠道、唾液腺、血淋巴、脂肪体、卵巢和精巢)中的表达量;利用qRT-PCR方法检测无毒以及RSV侵染后的灰飞虱IKK相关基因在各个龄期及成虫不同组织中的表达量;通过对3龄若虫注射IKK基因dsRNA进行RNA干扰后,利用qRT-PCR检测带毒灰飞虱中表示病毒含量的RSV外壳蛋白(CP)基因转录水平。【结果】在灰飞虱基因组中鉴定到了两个IKK相关基因即IKKα(GenBank登录号:MK903504)和TANK结合激酶1(TANK-binding kinase1)基因TBK 1(GenBank登录号:MN124506)。IKKα开放阅读框长2379 bp,编码792个氨基酸;TBK 1开放阅读框长1551 bp,编码516个氨基酸。两个基因编码的蛋白都具有1个保守的丝氨酸/苏氨酸激酶结构域和1个泛素折叠结构域。RT-PCR结果表明,IKKα和TBK 1在无毒灰飞虱各个龄期及成虫不同组织中均有表达。qRT-PCR分析结果表明,IKKα和TBK 1在RSV侵染后的灰飞虱各个龄期及成虫不同组织中的表达水平与其在无毒灰飞虱中的表达量之间存在明显差异。进一步将RSV侵染后的灰飞虱3龄若虫中的IKKα和TBK 1干扰后,带毒灰飞虱中的RSV含量显著上升。【结论】本研究结果表明,NF-κB信号途径中的两个重要基因IKKα和TBK 1在灰飞虱中广泛表达,且在灰飞虱抵御RSV的侵入过程中可能具有重要功能。这些结果为今后进一步深入研究NF-κB免疫通路在灰飞虱抗病毒中的功能提供了丰富的基础信息。     

柑橘大实蝇气味结合蛋白基因BminOBP25的克隆、原核表达及组织表达分析

【目的】昆虫的气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)与嗅觉识别密切相关,在触角感受器淋巴液内运输外界的脂溶性气味分子顺利到达嗅觉受体过程中起着关键的作用。本研究对柑橘大实蝇Bactrocera minax的气味结合蛋白基因进行了克隆和表达分析,旨在更好地了解气味结合蛋白在柑橘大实蝇嗅觉识别中的作用及为进一步研究柑橘大实蝇嗅觉传递的分子机制奠定基础。【方法】利用RT-PCR和RACE技术克隆柑橘大实蝇的气味结合蛋白基因,并进行生物信息学分析;构建重组表达载体p ET28a(+)-Bmin OBP25,转化到大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中,SDS-PAGE及Western blotting鉴定重组表达蛋白;采用荧光定量PCR检测该基因在柑橘大实蝇成虫不同组织中的表达。【结果】克隆获得柑橘大实蝇气味结合蛋白基因的c DNA全长序列,命名为Bmin OBP25(Gen Bank登录号:MH181875)。测序结果表明,Bmin OBP25开放阅读框全长447 bp,编码148个氨基酸,预测分子量为17.5 k D,编码序列具有OBPs典型的6个保守半胱氨酸和6个α螺旋区域特征。在IPTG诱导下目标蛋白以6×His标签融合蛋白的形式在宿主菌中得到稳定表达。荧光定量PCR分析表明,Bmin OBP25 mRNA在成虫触角、头(去除触角)、胸、腹、足、翅和产卵器中均有表达,其中在触角、头(去除触角)、足和产卵器中表达量较高。【结论】Bmin OBP25在柑橘大实蝇成虫触角、头、足和产卵器中具有高转录活性,提示该基因在非嗅觉组织中可能也具有生理功能,特别是可能在昆虫的取食与产卵地选择过程中起重要作用,其功能还需深入研究。本研究实现了Bmin OBP25基因的原核表达,为深入研究Bmin OBP25基因的功能奠定基础。     

褐飞虱基因BphMIF1克隆及表达分析

【目的】克隆水稻重要害虫褐飞虱Nilaparvatalugens唾液蛋白基因BphMIF1,探析BphMIF1在响应褐飞虱取食过程中的表达谱。【方法】采用RT-PCR法克隆了褐飞虱唾液蛋白基因BphMIF1,测序后对序列进行生物信息学分析,使用实时荧光定量PCR(qPCR)对褐飞虱1-5龄若虫及成虫以及不同成虫虫体部位BphMIF1的表达量进行分析,同时对BphMIF1进行了原核表达分析。【结果】克隆得到BphMIF1基因,编码119个氨基酸。qPCR结果表明BphMIF1基因在若虫4龄期表达会迅速上调,在成虫的头、胸、腹均有表达,以腹部表达量最高。原核表达结果显示褐飞虱BphMIF1基因以0.5mmol?L-1的IPTG作为诱导浓度,诱导时间为4h表达效果较好。【结论】BphMIF1基因在褐飞虱成虫头、胸、腹部均有表达,在若虫不同发育历期其表达量有所差异且在4龄若虫时期表达量有显著上调。该结果可为BphMIF1在褐飞虱取食过程中的功能研究奠定基础。     

意大利蜜蜂amPFK基因的克隆与表达分析

【目的】本研究旨在明确意大利蜜蜂磷酸果糖激酶(amPFK)基因的序列特征及表达模式,为进一步研究amPFK在生殖和发育中的功能奠定理论基础。【方法】采用RT-PCR技术克隆了amPFK基因,并对其氨基酸序列和蛋白结构进行了分析;通过RT-qPCR检测了amPFK基因在意大利蜜蜂不同品级不同发育时期的表达模式。【结果】克隆获得了意大利蜜蜂amPFK的全长cDNA序列,其中开放阅读框(ORF)2 486 bp,编码757个氨基酸。序列分析表明,amPFK在进化过程中具有较高的保守性,可能存在两个磷酸果糖激酶结构域;amPFK蛋白主要由α-螺旋构成,是一个稳定的亲水性蛋白,具有1个可能的互作蛋白Vha44。表达模式显示,amPFK基因在意大利蜜蜂不同品级、不同发育时期的表达量差异显著(P?0.05);雄蜂、蜂王不同时期amPFK的表达量均呈现出先升高后降低再升高的趋势,羽化成虫后表达量最高;不同品级的幼虫第一日龄amPFK的表达量明显较高,而且羽化成虫后蜂王和雄蜂的表达量明显高于工蜂。【结论】意大利蜜蜂amPFK在蜂王、雄蜂的幼虫初期和成虫期的高表达量可能与其胚后发育初期和生殖发育中细胞增殖的能量代谢有关。