昆虫对转Bt杀虫蛋白基因植物的抗性及其对策

1 引言 苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis 简称Bt)是目前世界上产量最大、应用最为成功的微生物杀虫剂,除了已筛选出多种Bt菌株直接发酵培养外,还培育出转基因工程菌及转基因植物,使Bt的使用范围大为扩大. Bt在形成芽孢时产生的伴孢晶体是Bt杀虫活性的主要来源,它可能由几种晶体蛋白即δ-内毒素组成,包括Cry和Cyt两大类.一般认为,δ-内毒素的作用过程要经溶解、酶解活化、与受体结合、插入和孔洞或离子通道形成等五个环节[1],涉及到多种毒素和作用位点,单一因素的改变对其敏感性影响不大,自50年代到80年代初Bt应用的30多年里,均未有昆虫对之产生抗性的报道,以至于一些研究者曾过分乐观地认为昆虫对Bt 不会产生抗性.进入80年代后,情况发生了急剧变化,相继发现五带淡色库蚊(Culex qu inquefasciatusg)、印度谷螟(Plodia interpunctella)等多种昆虫对Bt产生了抗体[2],同时在田间也发现世界性蔬菜害虫小菜蛾(Plutella xylostella) 对Bt产生了抗生[3-4],世界各国相继开展了昆虫对Bt产生抗性的条件和机制的研究,以期在昆虫还未普遍对Bt产生抗性之前,制定出相应的防治策略,这对于Bt制剂,尤其是转Bt工程菌和转Bt植物的推广使用,具有十分重要的意义.     

祁连山山地草原四种蝗虫成虫期的食物消耗量及其利用的初步研究

祁连山山地草原四种蝗虫成虫期的食物消耗量及其利用的初步研究王世贵（杭州师范学院生物系杭州３１００３６）廉振民（陕西师范大学动物研究所西安７１００６２蝗虫作为初级消费者之一,在草原生态系统中占有重要地位。定量地分析蝗虫对其生境中喜食植物的消耗量以及对摄...     

胰岛素受体基因InR调控褐飞虱海藻糖代谢研究

在昆虫中已发现成熟的典型胰岛素信号通路,但是其调控海藻糖代谢途径的机制还未清晰。为探讨胰岛素受体基因在褐飞虱海藻糖代谢平衡及其发育的调控作用,本文采用RNAi技术抑制胰岛素受体(InR)基因的表达,测定处理后海藻糖、糖原和葡萄糖含量及海藻糖酶活变化,并检测InR、类胰岛素多肽(Ilp)、海藻糖代谢途径中关键基因的表达。研究结果表明dsRNA注射后能够显著抑制Ilp和InR基因的表达;InR1低表达后72 h能够显著抑制3种糖类物质的含量;InR表达抑制后72 h可溶性海藻糖酶活性上升,而膜结合型海藻糖酶活性下降;当InR表达受抑制后3个海藻糖酶和2个海藻糖合成酶基因的表达都显著下降。这些结果说明InR能够影响海藻糖等糖类物质的平衡。从而为将来通过调控昆虫血糖平衡来控制害虫提供理论依据。     

昆虫海藻糖酶的基因特性及功能研究进展

海藻糖酶(Treh)是昆虫能量代谢必不可少的一类酶, 亦是昆虫体内几丁质合成通路的第一个酶。其基因表达和酶活性直接与正常发育、 蜕皮、 变态以及繁殖等昆虫重要生理过程密切相关。目前已有多种昆虫的海藻糖酶基因被成功克隆, 从而发现昆虫海藻糖酶基因家族由多个成员组成。海藻糖酶基因所编码的蛋白大多数具有一个信号肽前导区, 部分蛋白拥有1~2个跨膜结构域, 根据是否具有跨膜结构, 可将其分为可溶性海藻糖酶(Treh1)和膜结合型海藻糖酶(Treh2)两类, 膜结合型海藻糖酶具有2个特有的标签序列, 即“PGGRFREFYYWDSY”和“QWDYPNAWPP”。海藻糖酶的主要功能是将胞外和胞内的海藻糖降解成葡萄糖, 为昆虫的生命活动提供能量。具体表现为两个方面, 一是参与昆虫几丁质合成途径, 从而调控表皮、 中肠等处的几丁质合成; 二是通过与激素的协同作用, 调控昆虫体内海藻糖和葡萄糖等糖类物质的浓度变化, 从而有效保护体内细胞的适应并渡过相应的逆境环境, 并提高其抗逆能力。鉴于海藻糖酶的重要功能, 其已成为害虫控制的潜在新靶标。不同类型海藻糖酶的功能研究及酶抑制剂的研发与应用将进一步推动害虫生物防治的发展。     

MicroRNA调控昆虫免疫的研究进展

MicroRNA(miRNA)是一类由内源基因编码的长度约为21nt的非编码单链RNA分子,在各种生物学过程中具有转录后水平调控基因表达的重要作用。本文从miRNA调控昆虫抗菌肽的表达、调控昆虫抗病毒免疫反应、调控昆虫与共生菌的免疫反应及调控昆虫作为病原体媒介引起的免疫反应等方面,就miRNAs在昆虫免疫防御方面的研究进展作一综述。     

昆虫海藻糖及其合成酶基因的特性与功能研究进展

海藻糖广泛存在于细菌、真菌、昆虫、无脊椎动物和植物等大量生物中。它不仅可以作为昆虫的能量来源,而且在抗逆等方面起着重要作用。海藻糖合成酶(Trehalose-6-phosphate synthase,TPS)是海藻糖合成过程中的一个关键酶。目前细菌、真菌和植物中都已经被发现和克隆,但其不存在于哺乳动物中。海藻糖是昆虫的"血糖",主要通过海藻糖合成酶和海藻糖-6-磷酸脂酶(Trehalose-6-phosphate phosphatase,TPP)在脂肪体中催化合成。TPS基因所编码的蛋白序列一般都包含两个保守的结构域:TPS和TPP,分别对应着酵母中的Ots A和Ots B基因。昆虫海藻糖合成酶的基因表达和酶活性的变化与昆虫的多项生理过程有着密切的关系,海藻糖合成酶有可能成为控制害虫的新靶标。     

红褐斑腿蝗的耐寒能力及其季节性变化

用测定过冷却点的方法研究了红褐斑腿蝗(Catantops pinguis (Stal))在不同季节的抗寒能力,并就虫体含水量、粗脂肪、总蛋白和总糖等成分在不同季节的变化及其对过冷却点的影响进行了探讨.结果表明,红褐斑腿蝗的过冷却点存在显著的季节性差异,依次为秋季种群((-23.1 ± 0.2 )℃)＜ 越冬后种群((-19.3 ± 0.1) ℃)＜ 夏季种群((-4.0 ± 0.1) ℃).含水率在生长期极显著高于越冬期,越冬初期和越冬后期变化不大,说明红褐斑腿蝗在越冬准备期已排出了体内多余的游离水.越冬后蝗虫体内总糖含量和脂肪含量均显著低于越冬初期,说明蝗虫在越冬时主要靠消耗体内的碳水化合物和脂肪物质来维持体温,体内的营养物质消耗极大,导致越冬后过冷却点显著上升.含水率和含脂率在两性间差异不显著,雌性蝗虫的总蛋白含量在夏季种群略高于雄性,越冬期显著低于雄性,可能与雌蝗孕卵过程中动用了大量营养物质有关.     

小菜蛾血淋巴蛋白质双向电泳技术体系的建立及优化

采用不同方法对小菜蛾Plutella xylostella(L.)血淋巴进行双向电泳研究,建立了一套适用于小菜蛾血淋巴蛋白质组分析的双向电泳体系。从样品处理方案、等电聚焦时间、染色方法等因素对小菜蛾双向电泳结果的影响进行了分析和优化。结果表明,TCA/丙酮沉淀法提取蛋白损失少,图谱均匀清晰,分辨率和重复性更高。不同长度胶条的最佳上样量不同,胶条长度为7、17、24cm时,最佳上样量依次为20～50μg、50～300μg、100～500μg,而聚焦时间则分别以24000、50000、65000vhr为宜。第二向聚丙烯酰胺凝胶的浓度以12%为宜,电泳后蛋白点呈均匀分布。银染的灵敏度明显高于考马斯亮蓝染色,可以检测出更多的蛋白点,但考马斯亮蓝染色在后续蛋白点质谱鉴定中具有优势。     

红褐斑腿蝗血细胞的形态与分类

利用光学显微镜和显微数码拍照系统,对红褐斑腿蝗Catantops pinguis(Stal)血细胞的形态进行观察和分类。结果在红褐斑腿蝗血淋巴中观察到5种血细胞,分别是原血胞、浆血胞、粒血胞、珠血胞和囊血胞。原血胞为小型圆形细胞,边缘圆滑、清晰,核质比例很大。粒血胞多为中型,形状不规则,边缘凹突不平,内含较大的异质性溶酶体颗粒。浆血胞多为中型,刚离体时形状较规则,常呈圆形、卵圆形。浆血胞内缺乏大的颗粒,细胞核大而圆形,细胞质内具许多小型颗粒状物质。浆血胞离体后形状变化较多,常发展出伪足,呈丝状、短芒状、钩状或片状伪足。珠血胞多为大、中型,外形大体呈圆形,但边缘由于大小不等的珠形内含物突出,呈花瓣状。囊血胞多为中型,圆形或椭圆形,细胞质内具有大小不一的带有折光性的颗粒或块状物,细胞边缘比较光滑。     

两种小菜蛾寄生蜂产卵器感器的形态和超微结构

半闭弯尾姬蜂和菜蛾盘绒茧蜂是两种重要的小菜蛾寄生蜂.采用扫描电镜对该两种寄生蜂雌蜂产卵器上的感受器的形态和超微结构进行了观察和研究,结果显示半闭弯尾姬蜂和菜蛾盘绒茧蜂的产卵器形态结构基本相同,都是由两个独立的腹产卵瓣和两个愈合在一起的背产卵瓣包围形成产卵道,与其它种类的寄生蜂相似.借背产卵瓣上的脊与腹产卵瓣的沟连锁在一起,腹产卵瓣可以沿背产卵瓣上的脊前后相对滑动.在半闭弯尾姬蜂产卵器上观察到1种钟形感器、2种腔锥感器、浅凹状感器和分泌毛孔.在菜蛾盘绒茧蜂产卵器上同样观察到了这几种感器,但菜蛾盘绒茧蜂产卵器端部的钟形感器突起较狭长,顶部开有气孔.此外菜蛾盘绒茧蜂产卵器上还存在第3种腔锥感器,其中央突起较低而长,表面有网孔.对各种感受器的形态和分布进行了描述,并对其功能进行了探讨,认为半闭弯尾姬蜂的产卵器较细长,且刺突部位有6个倒钩状突起,背、腹产卵瓣上分布更多的感受器,显示出更强的寄主搜寻定位和产卵寄生能力.