荔枝蒂蛀虫转录组及嗅觉相关基因分析

【目的】荔枝蒂蛀虫Conopomorpha sinensis Bradley是专一性危害我国华南地区荔枝和龙眼的重要害虫,隐蔽性强,防治困难,基因组信息缺乏。本研究的目的是获得荔枝蒂蛀虫的基因数据,寻求有效控制害虫的分子靶标。【方法】采用新一代高通量测序技术Illumina Hi SeqTM4000对荔枝蒂蛀虫进行转录组测序和生物信息学分析。【结果】经序列拼接获得68 996条unigenes。进一步利用七大公共数据库进行同源比对,注释了22 348 unigenes。注释到Nr数据库的unigenes数量最多,达27.01%,其中Nr注释的荔枝蒂蛀虫unigenes中与小菜蛾Plutella xylostella unigenes同源性最高,达34.1%。将unigenes与GO数据库比对发现,15 585条unigenes根据其功能大致可分为3类47亚类。KEGG pathways分析表明,7 272条unigenes定位为267个代谢通路。基因注释进一步筛选鉴定获得100个荔枝蒂蛀虫嗅觉相关基因;与鳞翅目相关气味结合蛋白基因联合分析发现,与荔枝蒂蛀虫气味结合蛋白基因直系同源的有18组,部分基因形成独立一簇。【结论】本研究首次获得了荔枝蒂蛀虫的转录组数据,研究结果为生物控制荔枝蒂蛀虫提供了重要的基础数据和候选分子靶标。荔枝蒂蛀虫独有的气味结合蛋白基因可能与其生境中特有的化学物质相关。     

荔枝果实在发育和采后的乙烯产生及其生理作用

荔枝果实在发育与成熟过程中呼吸作用和乙烯的产生不断下降。 成熟荔枝果皮的乙烯产生量约为果肉和种子的86倍。外源乙烯处理能提高荔枝果皮多酚氧化酶和过氧化物酶活性。 在5℃下,荔枝果实的呼吸和乙烯产生受到强烈抑制,只有常温(25℃)下的1/10或更低,但进入常温后则很快上升,果实内部乙烯最高可达17.6 ppm。     

荔枝的光合特性

在低光强(0至0.15m mol m~(-2)s~(-1))下,荔枝叶子的光合速率随光入射量子通量的增高而增大。在光强0.7m mol m~(-2)s~(-1)时光合速率为1.76μmol m~(-2)s~(-1)。光合作用的光补偿点约为0.02 m mol m~(-2)s~(-1)光量子。荔技叶子具有低的气孔对水分传导率。气孔对水分传导率和蒸腾速率在低光强时随入射量子通量增高而增大:而细胞间CO_2浓度随光强增高而下降。在光强高于0.2m mol m~(-2) s~(-1)光量子时,细胞间CO_2浓度变化较少。在低光强时,叶子的水分利用效率(光合/蒸腾)随光强增高而增大。在光强高于0.2m mol m~(-2) s~(-1)光量子时,水分利用效率明显降低。荔枝叶子的最适光合作用叶温为22-26℃。可能表明在华南夏季中午的高温限制荔枝的田间光合作用。外界CO_2浓度增高相应增高细胞间CO_2浓度。当细胞间CO_2浓度约低于230μ1.1~(-1)时,光合速率随细胞间CO_2浓度增高而增大。在更高的细胞间CO_2浓度对,光合速率变化则较少。荔枝叶子光合速率对叶子/空气水蒸汽压陡度的变化响应不敏感。气孔对水分传导率和细胞间CO_2浓度随叶子/空气水蒸汽压陡度增大略有降低。     

采后荔枝果皮色素、总酚及有关酶活性的变化

成熟度约八成的“淮枝”在采收后2天内,色素的合成代谢仍相当活跃,类胡萝卜素,花色素苷的含量增高,多酚氧化酶和苯丙氨酸解氨酶的活性增大,总酚保持原有水平,叶绿素降解,反映了果实达到完全成熟的特征,随后,上述各项参数因果实的衰老而下降,与采收当天相比,7天后花色素苷为90％,类黄酮为59％,总酚为71％,苯丙氨酸解氨酶活性为46％,讨论了酚类,花色素苷及两种酶活性之间的关系及对荔枝果实在成熟,衰老褐变中的作用。     

采后荔枝果实中氧化和过氧化作用的变化

采后的荔枝（Litchi chinensts)果实的果皮和果汁中的抗坏血酸及果汁的谷胱甘肽含量逐渐下降,果皮的谷胱甘肽甘肽含量先增多（采后3天）接着减少,超氧化物歧化酶活性随采后时间加长而降低,膜脂过氧化产物丙二醛及过氧化物酶活性显著增高,采收7天后果皮中丙二醛含量增加2倍,过氧化物酶活性增高6－7倍,超氧物歧化酶活性只为原来的44％,内源清除活性氧能力的减弱与膜脂过氧化产物的积累表明,荔枝果实的衰老与活性氧的伤害有关,过氧化物酶活性增高可作为果实衰老的一个指标。     

荔枝果实的氰不敏感呼吸

荔枝果实果皮和果肉的匀浆或组织的呼吸受KCN,SHAM和PG的抑制。KCN对呼吸的抑制达12％～58％。有KCN时,受SHAM抑制的呼吸为4％～29％。氰不敏感呼吸比率与果实成熟度有关,未熟绿果比半熟果和成熟果的高。乙烯利诱导成熟前果实呼吸增高但减少氰不敏感呼吸比率。DNP对绿果的总呼吸及氰不敏感呼吸均有轻微刺激作用,但对成熟果只明显刺激总呼吸率。     

温度对荔枝异形小卷蛾发育和繁殖的影响

荔枝异形小卷蛾的蛀梢为害是珍贵树种格木人工林健康发展的主要限制因子。依据其天然分布和潜在推广区的温度范围设置系列温度梯度,探讨温度对荔枝异形小卷蛾发育和繁殖的综合影响。结果显示,温度对荔枝异形小卷蛾各阶段的发育历期具有显著影响,在研究温度范围内,发育历期随温度升高呈显著地下降趋势,世代历期在18℃时为66.87 d,30℃时降至35.77 d。预蛹和蛹的存活率对温度的响应不敏感,而卵、幼虫、成虫的存活率和世代存活率以及产卵量均随温度升高表现为先上升后下降的变化趋势,且繁殖力对温度的反映较存活率敏感,其存活率和繁殖力在18℃时均最低,分别为41.20%和13.90粒,在27℃时发育最适,分别为83.80%和45.40粒,在30℃时虽有下降,分别为66.00%和32.40粒,但仍高于18℃时,即其对低温较高温敏感。荔枝异形小卷蛾完整世代发育起点温度为5.77℃,所需有效积温为876.76 d℃,其中幼虫发育所需有效积温最高,占整个历期的45.23%,发育速率与温度显著正相关。根据荔枝异形小卷蛾为害方式、发育和繁殖特征分析可知,在低温地区其幼虫期长,但世代数少、存活率和繁殖力低,对寄主植物受害部位的单次为害程度严重;在高温地区则幼虫期短,但世代数多、存活率和繁殖力高,对寄主植物受害部位的单次为害程度低,但更为频繁,持续为害程度高。研究结果对于不同地区选择荔枝异形小卷蛾的防治具有借鉴意义,同时有助于指导格木人工林的合理推广和健康发展。     

荔枝农药残留的初步调查

本文对广东省一些荔枝园进行抽样调查,结果初步显示按常规方式生产的荔枝有三氯杀螨醇、氯氰菊酯以及甲胺磷农药残留,而经权威认证机构认证的有机荔枝园生产的有机荔枝未检测出农药残留.有机荔枝的出现解决了食品安全问题,是未来荔枝市场发展的必然趋势.     

龙眼和荔枝卷叶蛾类种群动态及其群落结构

调查结果显示,在广西南宁市和崇左市的部分龙眼和荔枝园中,危害龙眼和荔枝的卷叶蛾类有3科20种,其中龙眼园的卷叶蛾类有3科16种,荔枝园有2科17种,2类果园发生的种类有所不同。20种中,9种过去尚未见报道。龙眼园和荔枝园卷叶蛾类群落结构的均匀度指数较低,分别为0.298 2和0.406 3,说明在群落中有某种卷叶蛾的种群数量相当大,各种类数量分布不均一,有某个种群数量相当大。2类果园卷叶蛾类群落的多样性相比,荔枝园要高于龙眼园。龙眼园卷叶蛾类的优势种为三角新小卷蛾Olethreutes leucaspisMeyrick(优势度指数d=0.813 2),荔枝园分别为三角新小卷蛾(d=0.722 6)和灰白条小卷蛾Dudua aprobola(Meyrick)(d=0.102 8)。2类果园种群数量较大的种类均为三角新小卷蛾、灰白条小卷蛾和圆角卷蛾Ebodo cellerigeraMeyrick。各月份卷叶蛾类发生的总数量均以龙眼园高于荔枝园。     

海南部分荔枝种质资源亲缘关系的SSR分析

利用SSR标记对22份荔枝材料进行了亲缘关系分析,从32对引物中筛选出22对多态性引物用于荔枝SSR扩增,共扩增到52条带,其中多态性条带49条,多态性百分率为94.23%。多态性条带经POPGENE32软件统计分析表明,22个位点的平均有效等位基因频率（Ne）、平均基因杂合度（H）、平均Shannon遗传多样性指数（H_i′）分别为1.364 3、0.296 0、0.417 0。通过NTSYS聚类结果显示,在相似系数为0.51处,供试材料被聚为两大类,第一类包括13份材料,又可分为两个亚类,第二类包括9份材料。