昆虫迁飞研究中的轨迹分析方法

轨迹分析是确定迁飞性昆虫虫源地和降落区常用、有效的方法之一。本文就目前研究中常用的轨迹分析方法,并结合稻飞虱实例做一个简单介绍。NOAA HYSPLIT模型操作简单,但无法自定义相关参数。而结合中尺度数值模式(MM5、WRF)可得到更高时空分辨率的气象背景场,大大改进了轨迹的精度。     

寄主植物对瓜蚜实验种群生命表参数的影响

在(25±1)℃条件下比较了5种寄主植物上瓜蚜实验种群生命表参数.结果表明:在不同寄主植物上,瓜蚜各龄历期、成蚜寿命、日均产仔量、净增殖率、内禀增长率、周限增长率、平均世代历期和种群加倍时间等均存在显著差异.瓜蚜完成1代所需时间在瓢葫芦上最长,为5.84 d,其他4种供试植物上差异不显著(5.24～5.45 d).成蚜寿命在黄瓜上最长,为20.04 d,其他4种供试植物上差异不显著(14.76 ～ 16.03 d).瓜蚜种群存活曲线在所有供试寄主植物上均为Ⅰ型,即死亡主要发生在后期,而且在黄瓜上的存活率高于其他4种供试植物.根据瓜蚜内禀增长率大小排序,寄主适合性依次为哈密瓜＞瓢葫芦＞南瓜＞黄瓜＞茭瓜.     

沙葱萤叶甲保幼激素结合蛋白基因GdJHBP的克隆及表达分析

【目的】克隆沙葱萤叶甲Galerucadaurica保幼激素结合蛋白基因(Juvenilehormonebinding protein,JHBP)cDNA全长序列,分析其分子特征和表达特性,为进一步明确其在沙葱萤叶甲生长发育及滞育中的作用奠定基础。【方法】基于本实验室组装的沙葱萤叶甲转录组数据库,采用RACE技术,克隆沙葱萤叶甲GdJHBP基因cDNA全长序列;运用ORF Finder、SignaIP、DNAMAN和TMHMM等软件分析其分子特征;利用MEGA6.0软件中的邻接法(Neighbor-joining,NJ)构建系统发育树;应用荧光实时定量PCR(RT-qPCR)技术分析GdJHBP在沙葱萤叶甲不同发育时期、成虫不同组织及高温胁迫下的表达模式。【结果】克隆获得了沙葱萤叶甲保幼激素结合蛋白基因GdJHBP cDNA全长序列(GenBank登录号:MG460309),cDNA全长为826 bp,开放阅读框(ORF)为714 bp,编码237个氨基酸;蛋白质预测分子量为26.58ku,等电点为4.37;包含1条信号肽,无跨膜区,且在第27-189位氨基酸之间存在一个保幼激素结合蛋白家族JHBP保守结构域。序列比对分析表明,不同昆虫JHBP间氨基酸序列一致性较低,沙葱萤叶甲GdJHBP与棕榈象RhynchophorusferrugineusRfJHBP和马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata JHBP 3p2的氨基酸序列一致性最高也仅为30%。系统发育分析表明,GdJHBP与棕榈象血淋巴JHBP亲缘关系最近。RT-qPCR结果显示,GdJHBP在沙葱萤叶甲不同发育阶段均有表达,在幼虫期表达量最高,在卵和蛹期微量表达;在成虫滞育期间低表达,在滞育前与滞育结束后则有较高表达;在成虫发育过程中,头部的表达量显著低于腹部和胸部;高温(30-40℃)可诱导GdJHBP上调表达,在35℃时表达量达到最高值。【结论】沙葱萤叶甲GdJHBP属于血淋巴JHBP,在沙葱萤叶甲生长发育和成虫夏滞育中可能发挥着重要作用。     

不同野化训练条件下朱鹮的行为差异

2010年7月至201 1年1月,在陕西省洋县朱鹮生态园和华阳镇朱鹮野化训练基地,采用瞬时扫描取样法和行为取样法,对2处野化训练大网笼中朱鹮(Nipponia nippon)(n洋县=30只;n华阳=22只)的行为进行研究,同时调查2处大网笼野化训练条件的不同.结果表明,在觅食行为的时间分配中,秋季洋县群的划动寻觅、探...     

稻飞虱:国际视野下的中国问题

稻飞虱对日本水稻的危害已有数百年历史,日本人对稻飞虱的研究也超过了一个世纪,而国际水稻研究所(IRRI)在热带稻区为治理稻飞虱也已努力了近40年。本文综述了日本、国际水稻研究所(IRRI)对稻飞虱的研究与治理,提出了我国稻飞虱研究的发展方向。作者认为,稻飞虱的问题首先是个国际问题,我们的虫源在境外,因此必须走出国门掌握一手虫情;同时需要逐步扩大国际合作,尽早转变思路,以国际眼光研究和解决中国的飞虱问题。     

安徽江淮地区灰飞虱的春季迁飞与扩散

通过2009,2010年春季对江淮地区安徽凤台麦田及灯诱灰飞虱Laodelphax striatellus(Fallén)种群的系统调查和雌虫卵巢的系统解剖,明确了本地越冬后灰飞虱的种群性质,作为灰飞虱能否迁飞的判据;运用美国NOAA网站的HYSPLIT平台对本地的迁入高峰做了数值模拟和虫源分析。结果表明:(1)江淮稻区灰飞虱麦田种群的迁移动态为远距离迁飞与本地扩散相结合;(2)在本地范围内,灰飞虱的本地繁殖型长翅成虫于麦收前可从麦田向秧田迁移扩散,在不利于长翅成虫起飞进行远距离迁飞的天气条件,如降雨、大风等的影响下,麦田迁飞型种群可向附近的秧田扩散;(3)灯诱与田间长翅雌虫卵巢解剖表明本地2010年6月5日和12日出现迁入虫群;虫源轨迹分析显示2010年6月5日迁入虫峰来自苏中的扬州地区,6月12日迁入虫源来自鲁南济宁地区。     

2008年广西北部湾稻区稻飞虱初迁入过程分析

2008年2月,我国南方和越南北方普遍遭遇了罕见的低温冻害,褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)与白背飞虱Sogatella furcifera(Horváth)越冬虫量大大减少,而广西北部湾稻区在3—4月却出现了大规模的稻飞虱迁入峰。结合2008年越冬考察、灯下监测以及田间系统调查结果,通过HYSPLIT模型与GrADS软件对此阶段出现的稻飞虱大规模迁入过程进行轨迹模拟与天气学背景分析,得出以下结论:(1)2008年广西早期迁入稻飞虱虫源与越南北部虫源关系不大,主要来自越南中部及老挝南部;(2)850hPa高空温度较高,低空急流频繁,以及过早出现的台风是造成钦州4月份稻飞虱大规模远距离迁入的最主要原因。因此,除越南北部红河三角洲地区外,为我国华南稻区提供早期迁入虫源的越南中部稻区更值得关注。     

褐飞虱(Nilaparvata lugens(St(a)l))前期迁入与ENSO指标的遥相关及其中长期预测

分析了全国6个不同褐飞虱发生区内16个监测点的褐飞虱(Nilaparvata lugens(St(a)l))前期迁入量与从前两年1月至当年6月各月ENSO 指标(包括4个Nino区海温和南方涛动指数(SOI)的月平均距平值)遥相关的时空分布.结果表明,与褐飞虱前期迁入量显著遥相关的ENSO指标主要为N3区、N4区和N3.4区的海温,三者共占显著相关指标总数的71.8%.在时间分布上,显著遥相关的ENSO指标主要分布在前两年和前一年(约占84%),当年仅占16.7%.从相关性质来看,褐飞虱前期迁入量与各Nino区海温在前两年至前一年春季之前呈负相关,而与前一年冬季至当年春季呈正相关;与前一年夏秋季ENSO指标的相关性质则无明显规律.褐飞虱前期迁入量与各Nino区海温和与SOI遥相关的相关性质相反.以前期显著相关的ENSO指标为预测因子,用逐步回归法建立褐飞虱前期迁入量的中长期预测方程.筛选出历史回检率和预测准确性较高的方程,经集成后共获得12个预报模型,可提前3～27个月作出预测,预测的准确率为88.9%.     

桃小食心虫成虫期高表达气味结合蛋白基因的克隆与表达谱分析

【目的】桃小食心虫Carposina sasakii是我国北方落叶果树的重要蛀果害虫,一旦幼虫蛀入果内,便会对果实的品质产生影响。成虫期是控制此害虫发生为害的关键时期。气味结合蛋白(odorant binding protein, OBP)作为昆虫嗅觉感受系统中与气味分子结合的重要气味运转蛋白,在成虫寄主植物定位及交配行为中具有重要作用。本研究对桃小食心虫气味结合蛋白基因进行克隆、鉴定和成虫组织表达分析,以期为OBPs在桃小食心虫嗅觉感受过程中的功能研究奠定基础。【方法】基于前期获得的桃小食心虫转录组测序数据,选择在其雌雄成虫触角中相对高表达的5个OBP基因(CsasOBP7, CsasOBP12, CsasOBP15, CsasOBP19和CsasOBP21)。采用RACE技术克隆出这5个OBP基因cDNA全长序列,进行生物信息学分析;通过qRT-PCR技术检测这5个OBP基因在桃小食心虫不同发育阶段(1和5日龄卵、初孵幼虫、老熟幼虫和蛹)以及在刚羽化、交配高峰期的和交配后6 h的雌雄成虫不同组织［触角、头(不含触角)、胸、腹、足和翅］中表达量。【结果】获得桃小食心虫5个OBP基因CsasOBP7, CsasOBP12, CsasOBP15, CsasOBP19和CsasOBP21的全长cDNA序列(GenBank登录号: MZ476786-MZ476790)。其中CsasOBP19为一段C端不完整的Minus-C OBP,其余均属于完整的Classical OBPs,且均含有信号肽。系统发育分析表明,在桃小食心虫5个CsasOBPs中, CsasOBP7和CsasOBP19的亲缘关系最近。qRT-PCR结果表明,CsasOBP7和CsasOBP19均在桃小食心虫蛹期高表达,而CsasOBP12, CsasOBP15和CsasOBP21均在卵期高表达。从桃小食心虫成虫刚羽化、交配高峰直至交配后6 h,5个CsasOBP基因表达量总体呈下降趋势。在成虫刚羽化时,这5个CsasOBP基因在各组织中均有表达,且主要在雄虫组织中高表达;在成虫交配高峰期,这5个CsasOBP基因在雄虫触角中高表达,特别是CsasOBP7和CsasOBP15只在雄虫触角中特异性表达;在成虫交配后6 h,每个CsasOBP基因只特异性地高表达于1或2个组织中。【结论】桃小食心虫的这5个CsasOBP基因在成虫交配高峰期雄虫触角中高表达,意味着这些CsasOBP基因可能在雄虫寻找雌虫过程中发挥着重要作用。     

沙葱萤叶甲海藻糖磷酸酶基因GdTPP的克隆、原核表达及对温度胁迫的响应

【目的】海藻糖磷酸酶(Trealose-6-phosphate phosphatase,TPP)是参与昆虫海藻糖合成的关键酶之一。本研究旨在克隆和表达沙葱萤叶甲Galeruca daurica海藻糖磷酸酶基因,分析其对不同温度胁迫的响应,以期为进一步揭示其在沙葱萤叶甲生长发育及抗寒、耐热中的作用奠定基础。【方法】根据沙葱萤叶甲转录组数据,通过cDNA末端快速扩增(Rapid-amplification of cDNA ends,RACE)技术克隆沙葱萤叶甲TPP的全长cDNA序列,并对该基因进行生物信息学分析;将该基因与pET28a载体链接构建表达载体,导入大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)使其表达;利用实时荧光定量PCR(qPCR)检测TPP基因在沙葱萤叶甲2龄幼虫不同温度下的表达格局。【结果】克隆获得1条沙葱萤叶甲TPP基因cDNA全长序列(GdTPP,GenBank登录号:MG431210),该基因全长1 372 bp,开放阅读框(ORF)864 bp,编码287个氨基酸;蛋白预测分子量为32.32 ku,等电点(pI)为6.19;无信号肽和跨膜结构;包含2个N-糖基化位点;蛋白质亚细胞定位预测该蛋白位于细胞质中。同源性分析表明,GdTPP与马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata TPP亲缘关系最近。成功构建原核表达载体pET28a-GdTPP,经IPTG诱导,GdTPP在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中高效表达。qPCR结果表明,低于25℃对照时,GdTPP表达量随着温度下降而上升,﹣10℃时达到最高值,为对照的1.82倍;高于25℃对照时,GdTPP表达量随着温度上升而上升,40℃时达到最高值,为对照的1.68倍。【结论】沙葱萤叶甲幼虫通过上调GdTPP的表达来应对高温和低温胁迫,该结果为进一步揭示TPP在昆虫应对温度胁迫过程中的作用奠定了基础。