草地贪夜蛾对水稻和玉米的取食和产卵选择性与适合度

【目的】明确草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda对寄主植物水稻和玉米的取食和产卵选择性与适合度,进而分析草地贪夜蛾对水稻的为害风险。【方法】采用自由选择法,测定草地贪夜蛾对水稻和玉米的取食、产卵选择性。调查取食水稻和玉米苗的草地贪夜蛾的生长发育、存活率、繁殖力的差异,用种群增长趋势指数(I)评价水稻对草地贪夜蛾的适合度。【结果】草地贪夜蛾对水稻和玉米的取食和产卵选择性存在显著差异。接虫后2-48 h,幼虫对玉米的取食选择率随时间延长而逐渐增加,而幼虫对水稻的取食选择率随时间延长而逐渐降低;接虫后48 h,2龄幼虫和4龄幼虫对玉米的取食选择率分别为93.06%和59.72%,分别是对水稻的取食选择率的66.95倍和21.48倍。自由产卵6 d,在玉米上的产卵量是在水稻上的8.64倍。与取食玉米苗的相比,取食水稻苗的草地贪夜蛾幼虫发育历期延长,卵孵化率、幼虫存活率、化蛹率和成虫羽化率均显著降低,雌性比率下降,雌成虫寿命显著缩短,单雌产卵量显著减少。取食玉米苗的草地贪夜蛾的种群增长趋势指数(I)为165.93,其在水稻上的相对适合度为0.21。【结论】相较于水稻,草地贪夜蛾在玉米上表现出更高的适合度,其偏好在玉米上取食和产卵。水稻不是目前侵入我国的草地贪夜蛾的嗜食寄主,但其可以通过取食水稻幼苗正常生长发育并完成生活史,在其种群密度较大、嗜食寄主植物缺乏时存在转移为害水稻的潜在风险。     

甘薯紫外光受体IbUVR8基因克隆及表达特性分析北大核心CSCD

UVR8是植物唯一的UV-B紫外光受体,为深入研究甘薯UVR8的功能,该研究以叶菜型甘薯‘福菜薯23号’为试验材料,采用CODEHOP结合RACE技术,设计简并引物,克隆得到甘薯UVR8全长cDNA序列,并命名为IbUVR 8,利用qRT-PCR分析IbUVR 8在非生物胁迫下的表达特性,并通过原核表达获取IbUVR8蛋白,为IbUVR 8基因在甘薯花青素合成调控作用奠定理论基础。结果表明:(1)成功克隆获得甘薯IbUVR 8基因(NCBI登录号KT749986),该基因全长开放阅读框为1329 bp,共编码了441个氨基酸,相对分子量为47 kD,理论等电点为5.72。(2)序列对比和进化分析结果显示,IbUVR8与番茄、马铃薯UVR8蛋白序列相似性高,进化相对保守。(3)qRT-PCR结果显示,IbUVR 8基因在甘薯中具有组织特异性,表达量为叶片>茎>根;在低温、干旱和NaCl等非生物胁迫下,IbUVR 8基因在3种不同叶色甘薯中均为上调表达;在激素GA 3和重金属Cu 2+胁迫下,IbUVR 8基因在不同甘薯材料的表达趋势差异显著。(4)原核表达获得大小约为80 kD的IbUVR8-GST融合蛋白。研究认为,甘薯IbUVR 8基因受低温、干旱和NaCl等胁迫影响,推测IbUVR 8可能在甘薯抗逆胁迫信号通路中发挥调控作用。     

西葫芦CCD基因家族鉴定及其在果实发育中的表达北大核心CSCD

类胡萝卜素裂解双加氧酶(carotenoid cleavage dioxygenase,CCD)是类胡萝卜素氧化裂解途径中的关键酶,在植物生长发育、香气形成及胁迫响应等过程中均发挥着重要作用。该研究运用生物信息学方法从西葫芦全基因组中鉴定出13条具有完整RPE65保守结构域的CCD基因,为进一步解析CCD基因家族在西葫芦中的功能奠定基础。结果表明:(1)聚类分析显示,13个西葫芦CCD基因编码的蛋白可分为CCD1、CCD4、CCD7、CCD8、NCED、CCD1-like共6个亚组,且CCD8和CCD7亚组与其他家族成员的遗传距离较远。(2)顺式作用元件预测分析发现,CCD基因启动子中含有光信号、激素、环境胁迫和生长发育响应元件。(3)转录组数据分析显示,CCD家族基因具有组织表达特异性,其中3个CCD基因在组织中不表达,CpCCD1基因在叶和果实中显著高表达。(4)在果实发育过程中,8个CCD基因呈现上调表达,2个CCD基因呈现下调表达,其中CpCCD1、CpCCD4a、CpCCD4b、CpCCD8a这4个CCD基因在果实膨大生长期或成熟期出现显著高表达,推测它们可能在西葫芦果实发育过程中具有重要的调控作用。     

杂交兰花瓣类黄酮成分分析及其对花色的影响

为探究杂交兰花色形成的物质基础,以7个杂交兰品种为研究材料,采用显色反应、紫外 可见光谱方法初步判断花瓣中色素的类型;利用超高效液相色谱串联质谱(UPLC MS/MS)技术分析黄色系品种‘玉凤’和红色系品种‘福韵红霞’中代谢物组分及其含量差异,为探索杂交兰花色形成机理和兰花育种提供理论依据。结果表明：(1)7个品种均含有黄酮类化合物,不含类胡萝卜素,除‘玉凤’和‘双艺雅凤’外均含有花青素。(2)在代谢物中检测到160种差异代谢物,显著富集在花青素生物合成途径与黄酮和黄酮醇生物合成途径。(3)矢车菊素衍生物和芍药素衍生物是红色系杂交兰‘福韵红霞’的主要花色素成分;槲皮素类衍生物是黄色系‘玉凤’的主要花色素成分,推测花青素和黄酮醇生物合成的分流是杂交兰花色变化的主要原因。     

日本刀角瓢虫对不同番茄品种的产卵选择性及其影响因素

【目的】明确日本刀角瓢虫Serangium japonicum对叶毛密度和类型不同的番茄Lycopersiconesculentum品种的产卵选择性。【方法】以4个番茄品种(砧木101、闽粉樱1号、砧木301和以色列超级金刚)作为日本刀角瓢虫的寄主植物,观察番茄叶片背面超微结构,统计叶片背面叶毛类型及密度;用叶蝶法和植株法测定日本刀角瓢虫雌成虫在带烟粉虱Bemisia tabaci卵的4个番茄品种上的产卵量占比;并测定日本刀角瓢虫在这4个番茄品种叶片上的子代及成虫表现(生长发育、繁殖和捕食能力)以及对叶片的附着力,雌成虫对4个番茄品种健康叶片和受烟粉虱为害叶片的气味选择以及4个番茄品种叶碟和植株上日本刀角瓢虫卵被同类捕食的风险。【结果】4个番茄品种叶片背面叶毛类型均具有非腺毛和腺毛,其中,非腺毛有Ⅱ, Ⅲ和Ⅴ型,腺毛有Ⅰ, Ⅳ Ⅵ和Ⅶ型,且均以Ⅴ型非腺毛密度最高。以色列超级金刚叶片背面的叶毛密度显著低于其他3个供试番茄品种。日本刀角瓢虫偏好在以色列超级金刚上产卵,在以色列超级金刚、砧木101和闽粉樱1号上的繁殖力(165~223.92粒/雌)显著高于在砧木301上的(2809粒/雌)。日本刀角瓢虫子代由卵发育至成虫的历期在闽粉樱1号上最短(15.73 d),在砧木101上最长(23.00 d)。日本刀角瓢虫在4个番茄品种上的产卵选择性与子代表现及亲代表现无显著相关性,而与日本刀角瓢虫卵的被捕食风险存在显著正相关关系。日本刀角瓢虫在4个番茄品种上的产卵选择性与日本刀角瓢虫对番茄叶片的附着力及番茄叶片上各类型叶毛密度均无显著相关性。番茄的7种叶毛类型其叶毛密度在4个番茄品种上都存在显著差异,除番茄Ⅰ型腺毛密度与日本刀角瓢虫的繁殖力(30 d内单雌产卵量)存在显著负相关关系外,其他6种类型的叶毛密度与日本刀角瓢虫子代表现及亲代表现均无显著相关性。日本刀角瓢虫雌成虫对4个番茄品种的气味无明显偏好。日本刀角瓢虫卵在4个番茄品种叶蝶和植株上的被捕食比例差异显著。【结论】日本刀角瓢虫雌成虫偏好在叶毛密度低的番茄品种叶片上产卵,番茄腺毛对日本刀角瓢虫成虫生命活动影响显著。     

年龄-龄期两性生命表及其在种群生态学与害虫综合治理中的应用

生命表是种群生态学与害虫治理的重要工具,由于传统雌性生命表无法正确描述昆虫的变态且忽略雄性个体,近年来国内外学者普遍采用年龄-龄期两性生命表。本文首先从昆虫种群的龄期分化、性比对种群增长的影响、总产卵前期与成虫产卵前期的差异、产卵期与产卵日数的差异4个方面概述了年龄-龄期两性生命表(age-stage, two-sex life table)的基本原理,进而阐明了基于bootstrap技术的生命表分析技术及其主要优点,然后介绍了年龄-龄期两性生命表各软件(TWOSEX-MSChart, CONSUME-MSChart, TIMING-MSChart)的主要用途,即预测种群的增长与防治适期、正确分析天敌的捕食率与害虫的取食量、预测天敌的种群增长与捕食潜能以及指导天敌的大量繁育。昆虫生命表作为一种强有力的分析技术,不仅在研究种群生态学和害虫治理方面已有广泛的应用,展望未来,这项技术还可以用于昆虫生理、抗药性、亚致死剂量、共生菌等方面的研究。     

文心兰FT同源基因的克隆及其表达分析

FT(Flowering Locus T)及其同源基因被认为是植物开花、花发育相关的重要基因。为了深入研究FT同源基因的功能以及文心兰开花的分子机理,该研究以文心兰品种‘金辉’为试验材料,基于转录组测序结果,克隆获得‘金辉’FT同源基因,命名为OnFT(GenBank登录号为MK967676)。OnFT基因编码区长度为537 bp,共编码178个氨基酸;生物信息学分析表明,该蛋白质分子量约为19.99 kD,可能是一种亲水性不稳定蛋白质,属于PEBP家族蛋白;基于FT的系统进化分析表明,文心兰与同科植物桃红蝴蝶兰的亲缘关系较近。qRT-PCR分析结果显示,OnFT在文心兰不同组织的表达差异较大,在花中表达量最高,在根中几乎不表达;OnFT基因在幼嫩花芽中的表达量较低,并且在花的成熟过程中逐渐增加;OnFT基因在叶片和假鳞茎中的表达量随成熟度的增长均呈先上升后降低的变化趋势,在中苗期的叶片和抽芽期的假鳞茎中表达量较高。     

植被恢复对土壤碳氮循环的影响研究进展

植被恢复重建是治理水土流失的主要手段之一,能够有效地促进侵蚀土壤发育、提高土壤肥力、增强土壤微生物活性,进一步影响土壤碳氮循环.因此,植被的恢复重建过程对土壤有机碳库、氮库累积以及温室气体的排放具有一定作用.本文综述了植被恢复对土壤碳、氮循环过程的影响以及土壤质量与植被修复之间的协同效应,并提出了今后进一步研究的方向.对评价植被恢复在应对全球气候变化中所起的作用具有借鉴与参考价值,对促进土壤肥力改善和退化生态系统的恢复及可持续发展也有重要的现实意义.     

紫背天葵叶和花中花青素合成相关转录组基因分析

为获取紫背天葵(Gynura bicolor D C.)花青素合成代谢相关调控基因信息,该试验以紫背天葵叶片为材料,以其花朵为对照,进行转录组测序,并进行CHS、CHI、F3H等8类合成酶基因以及MYB、bHLH及WD40等3类转录因子检索,从中选取8个相关差异表达显著调控基因进行qRT-PCR验证分析。结果显示:(1)在紫背天葵中共获得72个花青素合成酶信息,其中差异表达明显的有1个F3′H和2个3GT下调,9个F3H基因中有上调基因4个和下调基因5个。(2)在紫背天葵中获取到238个MYB、113个bHLH和219个WD40转录因子,这3类转录因子中差异表达明显的分别为22个、16个和7个。(3)qRT-PCR结果显示,所选取的8个花青素合成相关调控基因,在紫背天葵叶及花朵中的下调表达趋势与转录组测序结果完全一致,但不同基因差异表达趋势略有不同。研究表明,在紫背天葵叶片和花朵中所存在的大量花青素合成代谢调控基因中,只有少量差异表达显著,但转录因子相比合成酶的调控更为复杂。