桔小实蝇幼体及成虫残体DNA条形码识别技术的建立与应用

实蝇类害虫多为国内外检疫对象, 其鉴定识别方法主要依据成虫的外部形态特征, 而传统的形态学识别法对口岸经常截获的幼体及残缺的虫体, 则无能为力。本研究以桔小实蝇Bactrocera dorsalis的幼体（卵、 幼虫、 蛹）以及成虫残体（足、 翅、 头部、 胸部、 腹部）为对象, 利用 DNA 条形码技术, 构建实蝇类害虫快速鉴定技术体系, 并以其他4种常见实蝇（包括番石榴实蝇B. correcta、 瓜实蝇B. cucurbitae、 南亚果实蝇B. tau、 柑桔大实蝇B. minax）为对象对该技术体系进行应用验证。结果显示, 桔小实蝇幼体以及成虫残体的碱基序列与数据库中靶标种COⅠ基因碱基序列的一致性为99.51%~99.84%, 其他4种实蝇相应序列与数据库中靶标种COⅠ基因序列的一致性分别为100%, 100%, 99.81%~99.83%和100%; 以邻接法（NJ法）构建系统发育树, 靶标种实蝇均与数据库中对应种实蝇聚为一支, 且置信度均为100%。以K2-P模型计算种内及种间遗传距离得出, 5种实蝇的种间遗传距离为0.0597~0.2363, 平均为0.1693; 种内遗传距离为0.0000~0.0041, 平均为0.0019。这些结果表明, 基于DNA条形码的物种识别技术完全可用于口岸截获的实蝇类害虫幼体及残体的准确鉴定。     

番石榴实蝇性别决定基因 Bcotra 和 Bcotra-2 的克隆、序列特征及表达分析

【目的】对番石榴实蝇 Bactrocera correcta (Bezzi)性别决定基因 transformer 和 transformer 2 的cDNA和基因组DNA序列进行克隆和分析,明确这2个基因的结构特征及其在不同发育阶段和雌、雄成虫不同组织中的表达模式,为进一步的功能研究和番石榴实蝇遗传性别品系(genetic sexing strain, GSS)的建立奠定基础。【方法】利用PCR结合RACE技术克隆番石榴实蝇2个性别决定基因的cDNA全长和内含子序列,利用不同的生物信息学软件对序列进行结构预测、序列比对和进化树分析;利用半定量RT-PCR检测这2个基因在番石榴实蝇的不同发育阶段及雌、雄成虫不同组织(精巢、卵巢、中肠和脂肪体)中的表达分布。【结果】克隆得到番石榴实蝇 transformer 和 transformer 2 的cDNA全长序列,分别命名为 Bcotra 和 Bcotra-2 。 Bcotra 存在性别特异剪接,雌虫 Bcotra 的cDNA全长1 673 bp,其开放读码框(ORF)为1 242 bp,编码413个氨基酸(GenBank登录号为KP712876);雄虫Bcotra cDNA全长2 025 bp,比雌虫多2个外显子,但由于外显子上有多个终止密码子,因此,不能编码完整的有功能的Tra蛋白(GenBank登录号为KP712877)。 Bcotra-2 不存在性别特异剪接,cDNA全长1 458 bp,其开放读码框(ORF)为756 bp,编码251个氨基酸,具有RNA结合蛋白的典型特征(GenBank登录号为KM658207)。Bcotra-2有8个外显子,7个内含子。氨基酸序列比对和系统进化关系表明,两个基因的系统发育关系一致,Tra-2与目前已报道的双翅目Tra-2具有很高的同源性,而Tra的保守性较Tra-2要低。半定量RT-PCR结果显示, Bcotra 和 Bcotra-2 在番石榴实蝇的不同发育阶段及雌、雄成虫不同组织中都有表达。【结论】本研究明确了Bcotra 和 Bcotra-2 的基因组DNA和cDNA结构特征,Bcotra 和 Bcotra-2 在番石榴实蝇的不同发育阶段和成虫不同组织中均有表达,序列分析发现这两个性别决定基因均具有Tra/Tra-2结合位点、内含子剪接抑制序列位点,其中 Bcotra 具有RNA结合蛋白的结合位点,暗示了这2个基因可能通过翻译后相互作用调控雌、雄体性发育。Bcotra 存在性别特异剪接,雌虫特有的一段963 bp的内含子序列可以用于番石榴实蝇遗传定性品系的载体构建。     

一九七八年日本高考生物试题中遗传学部分介绍

遗传学基础知识在日本的普及教育中受到相当重 视,有关高等学校对这方面的要求也是比较高的。这 在1978年日本高考生物试题遗传学部分中得到了充 分的反映。下面就日本北海道大学、九州大学、筑波大 学、东北大学、东京大学等65所高等学校”夕3年高考 生物试题遗传学部分的情况做一简要介绍。     

重大潜在入侵害虫番茄潜叶蛾的SS-CoI快速检测技术

【背景】番茄潜叶蛾是源自南美洲的一种最具毁灭性的世界性入侵害虫,其适生区范围广,且与其他潜叶类昆虫难以准确、快速识别。【方法】以田间常见的其他6种潜叶类害虫为对照,采用基于mtDNACOl基因的种特异性SS—COI方法,研究番茄潜叶蛾快速分子检测技术。【结果】种特异性检测结果显示,SS-COl引物只对番茄潜叶蛾mtDNA具有扩增能力,对美洲斑潜蝇、南美斑潜蝇、三叶草斑潜蝇、葱斑潜蝇、豌豆潜叶蝇、桃潜叶蛾等其他潜叶类害虫不具有扩增效果。该引物不仅对成虫和单粒卵具有很好的扩增效能,对单根触角、头部、胸部、腹部以及翅和足等成虫残体亦具有同样的扩增能力,其最低检出阈值为312．5Pg·μL^-1。【结论与意义】该方法在有效防范番茄潜叶蛾侵入我国,保障农业生产安全和生态环境安全中意义重大。     

中国新发现外来入侵害虫——南美番茄潜叶蛾(鳞翅目:麦蛾科)

2017年8月,在新疆维吾尔自治区伊犁哈萨克自治州露地鲜食番茄上发现一种鳞翅目害虫,以幼虫潜食叶肉、蛀食果实,经鉴定为南美番茄潜叶蛾。该害虫原产南美洲的秘鲁,2006年入侵欧洲的西班牙,截至2017年5月,已在南美洲、欧洲、非洲、中美洲和亚洲的80多个国家和地区发生,严重危害鲜食番茄、加工番茄和樱桃番茄/圣女果,产量损失最高可达80%～100%。本文提供了南美番茄潜叶蛾的危害情况及主要形态鉴定特征,提出了防范其进一步扩散危害的措施建议以及今后应开展的主要研究方向,包括植物检疫、发生分布调查、生物学生态学特性研究、天敌资源挖掘利用等,以为积极应对南美番茄潜叶蛾对我国农业生产安全的威胁提供参考。     

捕食性天敌昆虫控害作用定量评价方法

天敌昆虫田间捕食作用与能力的研究,通常采用田间种群数量调查与分析的方法或笼罩试验来评价其控制作用,但往往与实际情况不符,尤其是对可捕食多种猎物的非专食性天敌,很难说明其在田间对某一特定猎物的控制作用究竟有多大,而分子生物学技术为捕食者-猎物关系评价研究提供了新途径。本文系统介绍了基于种特异性SS-PCR标记技术和TaqMan-MGB实时荧光定量PCR技术的捕食性天敌控害作用定量评价方法及其优缺点,旨在为害虫天敌的种类筛选及其保护利用提供技术指导。     

寄主植物转换对B型烟粉虱和温室粉虱淀粉酶及蛋白酶活性的影响

B型烟粉虱(Bemisia tabaci)和温室粉虱(Trialeurodes vaporariorum)在华北地区常混合发生, 为了揭示寄主植物在两种粉虱生态位竞争中的作用, 以番茄饲养的B型烟粉虱与温室粉虱为实验种群, 研究了转换取食棉花、甘蓝及玉米后, 其体内淀粉酶及蛋白酶的变化。结果表明, 无论在饲养寄主上还是转换植物上, B型烟粉虱淀粉酶活性较温室粉虱高1.49–1.66倍, 改变植物种类对两种粉虱淀粉酶活性的影响不大。植物种类的改变对B型烟粉虱的蛋白酶活性没有显著影响, 而温室粉虱却受到明显抑制, 由番茄转换到甘蓝、棉花及玉米上, 温室粉虱蛋白酶活性下降了29.9–42.7%; 转换到甘蓝或棉花上, B型烟粉虱蛋白酶活性分别较温室粉虱高1.30倍和1.21倍, 而在玉米上两种粉虱间没有明显差异。B型烟粉虱在嗜食寄主甘蓝或非寄主玉米上取食, 其淀粉酶活性的动态变化趋势为激活—抑制型或抑制—激活型, 而温室粉虱激活—抑制不明显; 在B型烟粉虱嗜食、温室粉虱亦可利用的棉花上, 两种粉虱淀粉酶活性的动态趋势相仿。转换的植物种类不同, 两种粉虱蛋白酶活性的变化趋势各异; 在B型烟粉虱嗜食的甘蓝和棉花上, 其蛋白酶活性的动态趋势为激活—抑制型; 在非寄主玉米上虽亦为激活—抑制型, 但激活需时长且较为平缓; 而温室粉虱无论转换为寄主还是非寄主植物, 其蛋白酶活性的变化趋势均相仿且较为平缓。以上结果表明B型烟粉虱应对植物种类转换的能力较温室粉虱强。     

基于SCAR标记技术的丽蚜小蜂快速识别

丽蚜小蜂Encarsia formosa Gahan作为温室粉虱Trialeurodes vaporariorum Westwood和烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius)等粉虱类害虫的优势寄生蜂而备受关注。针对丽蚜小蜂体型微小, 难以与其他同域近缘种寄生蜂快速、 准确区别的问题, 本研究采用SCAR (sequence characterized amplified region, 特异性扩增区域)标记技术, 筛选出一对丽蚜小蜂特征片段扩增引物(EFZZF/EFZZR), 其扩增片段的大小为287 bp。种特异性检验结果表明, 该对引物只对丽蚜小蜂的基因组DNA具有扩增能力, 对其近缘种属寄生蜂如浅黄恩蚜小蜂Encarsia sophia (Girault & Dodd)、 海氏桨角蚜小蜂Eretmocerus hayati Zolnerowich & Rose、 本地未知种桨角蚜小蜂Eretmocerus sp.、 蒙氏桨角蚜小蜂Eretmocerus mundus Mercet、 刺粉虱黑蜂Amitus hesperidum Silvertri不具有扩增效果, 对丽蚜小蜂的寄主包括不同生物型 (B型、 Q型、 ZHJ 1型和ZHJ 2型)的烟粉虱、 温室粉虱以及我国最常见的黑刺粉虱Aleurocanthus spiniferus (Quaintanca)等亦不具有扩增能力。同时, 该检测技术灵敏度高, 对成虫的最低检出阈值为7.812 ng/μL (相当于1/1 600头成虫)。研究结果对丽蚜小蜂的种类识别、 寄主谱的确定及其有效利用具有重要意义。     

利用种特异性COI引物（SS-COI）鉴别扶桑绵粉蚧

扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley是我国近年新发现的一种严重威胁农林业生产的重要外来入侵害虫。针对扶桑绵粉蚧与其他粉蚧类昆虫难以准确快速识别且适生区广泛的问题, 以扶桑绵粉蚧为靶标, 以我国常见的其他7种粉蚧为参照, 采用基于线粒体DNA细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ (mtDNA COI) 基因序列的种特异性(species-specific COI, SS-COI) PCR方法, 研究其快速分子检测技术。通过已知粉蚧的COI基因序列设计通用型引物1对, 获得扶桑绵粉蚧及其他7种粉蚧包括康氏粉蚧Pseudococcus comstocki Kuwana、 南洋臀纹粉蚧Planococcus lilacius Cockerell、 木槿曼粉蚧Maconellicoccus hirsutus (Green)、 甘蔗红粉蚧Saccharicoccus sacchari (Cockerell)、 新菠萝灰粉蚧Dysmicoccus neobrevipes Beardsley、 番石榴粉蚧Planococcus minor Maskel和石蒜绵粉蚧Phenacoccus solani Ferris的COI基因序列, 根据测序结果及数据库中已知粉蚧的COI基因序列设计SS COI引物1对(PSZTF1/PSZTR1), 其扩增片段大小为546 bp。种特异性检验结果表明, 该引物只对扶桑绵粉蚧的COI基因具有扩增能力, 对其他7种粉蚧不具有扩增效果; 该引物不仅对成虫具有良好的扩增能力, 对不同虫态的扶桑绵粉蚧以及来自我国不同省市的14个地理种群和口岸截获的来自巴基斯坦的扶桑绵粉蚧亦具有同样的扩增效能。这些结果表明, 该技术体系完全可用于扶桑绵粉蚧的准确识别及其检测监测, 对有效阻截其进一步扩张蔓延意义重大。     

警惕杰克贝尔氏粉蚧Pseudococcus jackbeardsleyi Gimpel & Miller在中国大陆扩散

杰克贝尔氏粉蚧原产于新热带区,是新近传入中国大陆的一种外来生物,主要危害水果、蔬菜、园林植物和粮食作物。该虫于2012年首次在我国海南乐东被发现,寄主植物为丝瓜;之后又在新疆乌鲁木齐的花卉市场被发现,寄主植物为来自广东或福建的盆景人参榕。杰克贝尔氏粉蚧寄主范围广泛,涉及50科200多种,且极易随农产品的贸易活动进行远距离传播扩散,对我国农林产业的安全生产构成了潜在巨大威胁。概述了杰克贝尔氏粉蚧的地理分布和生物学特征,浅析了其在我国的传播扩散趋势,并从物种鉴定、生物防治和检验检疫处理等方面提出了防控建议,以期为有效预防和控制该种粉蚧在我国的进一步传播扩散提供参考。