大螟成虫性信息素生物合成和释放及求偶和交配行为的昼夜节律

【目的】探索大螟Sesamia inferens性信息素顺11-十六碳烯乙酸酯(Z11-16∶Ac)和顺11-十六碳烯醇(Z11-16∶OH)的合成和释放及求偶和交配行为的昼夜节律,及其与田间性信息素诱捕的关系。【方法】通过溶剂浸提和固相微萃取(solid phase microextraction, SPME)分析大螟雌蛾性信息素Z11-16∶Ac和Z11--16∶OH的滴度,结合行为观测和多地田间实时性信息素诱捕数据,调查大螟性信息素的生物合成、释放及求偶和交配行为的昼夜节律。【结果】大螟雌蛾腺体内性信息素Z11-16∶Ac和Z11-16∶OH含量可检测到的时间始于暗期前1 h,暗期后4 h快速增加,暗期8 h为第1次高峰,但光期1h又一次高峰,光期5 h还可以被显著检测到。分泌至腺体外的性信息素化合物可检测到的时间始于暗期后6 h,高峰期在暗期后10 h,光期后1 h性信息素Z11-16∶Ac滴度达到96.9±20.9 ng/雌。采用溶剂浸提法获得的Z11-16∶Ac和Z11-16∶OH的比例在暗期平均为2.8±1.9,在光期平均为2.5±0.9,统计上二者没有显著差异,而SPME法获得的Z11-16∶Ac和Z11-16∶OH的比例在暗期平均为8.5±1.2,在光期平均为5.7±0.6,统计上二者差异显著。产卵器伸出时间发生在暗期6-8 h,产卵器伸出持续时间平均为80.8±4.4 min。大螟的交配发生在暗期4-10 h,交配持续时间平均为83.4±5.0 min。广东、四川、浙江、江苏四省性诱自动计数的田间每日每小时实时计数数据显示,越冬代诱蛾比较集中,之后的世代则比较分散,田间雄蛾的性诱昼夜节律受地理环境、季节和世代等因子的影响。【结论】本研究发现大螟交配和性信息素释放的昼夜节律在时间上不一致,交配时间在暗期较早时段。雌蛾性信息素有效的释放时间范围比雄蛾对性信息素反应的要小。产卵器伸展与雌蛾性信息素化合物的释放速率加快和扩散 范围有关。     

外源茉莉酸甲酯诱导抗性与敏感稗草对二氯喹啉酸抗性的差异及机理

以遗传背景一致的抗二氯喹啉酸型和敏感型稗草为供试材料,分析了经外源茉莉酸甲酯(MeJA)预处理后,稗草种群间应对二氯喹啉酸胁迫的抗性水平及4种内源激素含量的变化。结果表明: 外源MeJA处理可显著提高抗性稗草对二氯喹啉酸的抗性,而对敏感稗草的抗性影响不显著。供试稗草间植株体内生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)的含量及其变化幅度存在显著差异。二氯喹啉酸处理显著增加了稗草ABA、SA和JA的含量,且敏感稗草ABA和JA含量升高幅度明显高于抗性稗草;外源MeJA预处理能显著增强二氯喹啉酸对稗草ABA和JA含量的诱导,且敏感稗草变化幅度较大。表明敏感稗草较快的激素变化不利于其应对除草剂胁迫,抗性稗草相对平缓的激素变化赋予了其对除草剂的适应性,且MeJA处理增强了其对二氯喹啉酸的抗性。稗草植株体内ABA和JA激素信号在其抵抗二氯喹啉酸胁迫过程中可能发挥重要的生物学功能。     

昆虫杆状病毒几丁质酶及其应用研究进展

杆状病毒几丁质酶基因（chitinase,,ChiA）是晚期表达的非必需基因,高度保守。表达产物几丁质酶分为3个区：N-端信号肽区,中部酶活性区和C-末端酶内质网结合区。该酶同时具有内切和外切几丁质酶活性,主要功能是水解昆虫体内的几丁质,促进虫体液化;作为组织蛋白酶原（pro-V-Cath）的分子伴侣,参与其加工和运输过程; 影响多角体的形成,并与细胞的裂解有关;还与病毒侵染机制相关联。杆状病毒ChiA与细菌ChiA源于共同的祖先,而昆虫ChiA则可能直接来自杆状病毒。在害虫生物防治中,杆状病毒ChiA可直接作为杀虫剂,或作为苏云金杆菌和杆状病毒等微生物杀虫剂的增效剂使用;杆状病毒ChiA可转入植物,获得具有持续杀虫及抗病活性的转基因植物;将杆状病毒ChiA的内质网定位序列删除、突变,或在病毒基因组中插入外源ChiA,重组病毒的杀虫活性增强。通过基因工程手段,删除病毒基因组ChiA或V-Cath,可改善杆状病毒表达系统对分泌蛋白和膜结合蛋白的表达。     

不同水稻品种对三化螟抗性差异的机理

研究了不同水稻品种对三化螟Scirpophaga incertulas抗性差异的机理。结果表明, 在汕优63、镇稻2号和92-109稻株中, 虫体的游离必需氨基酸含量极低（0.422～0.875 nmol/mg）, 幼虫生长发育缓慢;而在9-92、武育粳3号等稻株中, 虫体的游离必需氨基酸含量高（2.788～5.421 nmol/mg）, 幼虫生长快。虫体的游离必需氨基酸含量和生长发育的差异, 与不同水稻品种的游离必需氨基酸含量、总必需氨基酸含量、还原糖含量和叶鞘硅化细胞密度均无明显相关。叶鞘维管束间距、鞘脊宽度及小于蚁螟头宽的叶鞘维管束间距百分率的差异, 是不同水稻品种抗螟性差异的主要作用因子。     

梨木虱化学感受蛋白CchiCSP8与梨树挥发物的结合特性分析

【目的】梨木虱Cacopsylla chinensis是我国重要的梨树害虫。本研究通过分析梨木虱化学感受蛋白8(chemosensory protein 8, CchiCSP8)与梨树挥发物的结合特性，综合研究CchiCSP8的嗅觉功能，为今后阐释梨木虱定位梨树的嗅觉机理提供前期基础。【方法】采用PCR方法克隆CchiCSP8的全长开放阅读框序列，并对推导的氨基酸序列与其他半翅目昆虫CSPs进行同源比对和进化分析；构建pET30a(+)-CchiCSP8的原核表达载体，通过大肠杆菌Escherichia coli体外表达、组氨酸标签蛋白镍磁珠纯化技术和荧光竞争性结合实验，共测定了重组蛋白CchiCSP8与41种梨树挥发物的结合能力。随后对CchiCSP8进行同源建模和分子对接分析。【结果】克隆获得了CchiCSP8全长序列，开放阅读框全长426 bp，编码141个氨基酸，N端有一个包含21个氨基酸的信号肽。成熟的CchiCSP8蛋白的预测分子量和等电点分别为15.02 kD和9.77；与其他半翅目昆虫CSPs的序列比对发现，CchiCSP8具有4个保守的半胱氨酸位点，并与柑橘木虱Diaphorina citri化学感受蛋白DcitCSP11的进化关系最近；pET30a(+)-CchiCSP8在IPTG诱导下在大肠杆菌中成功表达，并通过镍磁珠纯化获得纯净的CchiCSP8蛋白；采用荧光竞争性结合实验分析重组蛋白CchiCSP8的结合特性，结果显示CchiCSP8对18种梨树植物挥发物具有不同程度的结合能力(Ki=14~30 μmol/L)，包括4种烯烃、6种醇类、4种醛类、1种酮、1种酯类和2种芳香类物质，CchiCSP8与配体的结合力表现出了随碳原子数不同而变化的特点；分子对接结果显示CchiCSP8和每个配体之间的结合能相差不大(-4.2~6.0 kJ/mol)，这与上述荧光竞争结合实验的结果一致。在CchiCSP8与不同配体结合过程中，存在多个共有氨基酸残基，其中5个非极性残基(A38， A42， L93， L99和V100)以及2个极性残基(Q107和K46)的作用最为突出。【结论】CchiCSP8能够结合18种不同类型的梨树挥发物，推测其在梨 木虱识别梨树挥发物的过程起到重要作用，本研究结果可为明晰梨木虱在定位梨树过程中的嗅觉机制提供理论基础，并为开发基于扰乱嗅觉行为的新型梨木虱行为调控技术提供新思路。