圆红冬孢酵母利用生物乙醇废水-木薯粉水解液发酵产油

【目的】获得能够高效降解生物乙醇废水化学需氧量(COD)的圆红冬孢酵母菌株,评估废水初始COD浓度对驯化菌株生长的影响,将木薯粉生产微生物油脂和高浓度有机废水降解过程整合,以生物乙醇废水为水源制备生物乙醇废水-木薯粉水解液培养基,明确产油效率高、生物乙醇废水COD降解率高的初始还原糖浓度。【方法】采用在高浓度的生物乙醇废水中进行多次驯化的方法,获得能够适应废水环境的圆红冬孢酵母菌株;采用双酶水解法对加入乙醇废水中的木薯粉进行水解;采用重量法监测生物量浓度变化,采用酸热法提取油脂,重铬酸钾法监测COD,DNS法测定废水还原糖浓度,凯氏定氮法测定总氮,钼酸铵比色法测定总磷。【结果】通过驯化筛选得到一株能耐受高浓度生物乙醇废水的优势菌株Rhodosporidium toruloides D5。以未稀释的废水为培养基,驯化菌株的最终生物量浓度和COD降解率分别为3.8 g/L和75.0%。采用生物乙醇废水-木薯粉水解液发酵时,控制初始还原糖浓度低于30 g/L时,生物量浓度和油脂浓度随初始还原糖浓度的升高而升高,均在120 h时达到最高COD降解率,初始还原糖浓度对达到的最大COD降解率无明显影响,废水N、P去除率分别达到99%和92%以上。【结论】在未经稀释的高浓度生物乙醇废水中可获得较高的生物量浓度;采用高浓度生物乙醇废水-木薯粉水解液培养基发酵产油,初始还原糖浓度为30 g/L,可在保证高油脂产量的同时,实现废水COD的高效降解,有效回收利用废水中残余的N、P源,从而降低微生物油脂生产和废水处理成本,研究结果可为开发廉价微生物油脂生产技术提供有用的参考。     

褐飞虱磷脂酰肌醇3激酶p85α亚基基因NlPIK3R1的克隆与功能分析

【目的】PI3K信号通路在生物体中发挥重要功能,涉及糖和脂质的代谢、细胞和组织生长以及生物个体寿命等。本研究旨在探明该通路中磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)在褐飞虱Nilaparvata lugens中的功能。【方法】根据转录组提供的PI3K p85α核心序列信息,应用c DNA末端快速克隆的技术(RACE)获得了编码PI3K p85α的基因Nl PIK3R1的全长c DNA(Gen Bank登录号为KP635379),并应用荧光定量PCR和通过给成虫喂食ds Nl PIK3R1对Nl PIK3R1进行RNA干扰(RNAi)分别对该基因的表达规律和功能进行了研究。【结果】荧光定量PCR测定结果表明,Nl PIK3R1在褐飞虱若虫和雄成虫中表达量均较低,但在怀卵雌成虫中大量表达。RNAi结果表明,给褐飞虱成虫喂食0.1和0.5μg/μL ds Nl PIK3R1均导致Nl PIK3R1的表达明显受到抑制,高浓度组的抑制效果尤为明显。喂食ds Nl PIK3R1对褐飞虱成虫具有极显著致死效果,高浓度组的褐飞虱成虫在饲喂第7天时存活率仅为37.5%,相比于空白对照组(87.00%)和ds GFP对照组(76.67%)均达到了极显著差异(P0.01)。对Nl PIK3R1的RNAi导致褐飞虱成虫羽化率下降和体重变轻。【结论】本研究结果显示,Nl PIK3R1基因对褐飞虱的生存、生长和发育具有重要作用,可以作为防治褐飞虱的潜在靶标。     

烟粉虱传毒相关蛋白基因的克隆及其表达量分析

【目的】烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)是一种世界性的入侵性害虫,其传播的番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)给我国番茄生产造成巨大经济损失。为了阐明烟粉虱传播双生病毒的机理,本文拟研究明确B和Q烟粉虱体内传毒相关蛋白Gro EL基因及其表达量。【方法】采用特异性引物克隆了B和Q烟粉虱内共生菌编码的传毒相关蛋白Gro EL基因,并进行序列分析;并利用荧光定量PCR技术检测两种生物型及其获取双生病毒前后该基因的相对表达量。【结果】烟粉虱内共生菌Hamiltonella编码的Gro EL基因全长为1 668 bp,编码555个氨基酸;B、Q烟粉虱该基因的核苷酸序列相似性为99.94%,氨基酸同源性为99.82%;带毒烟粉虱中Gro EL基因的表达量显著高于未带毒的对应生物型烟粉虱;无论带毒与否,Q烟粉虱该基因的表达量均显著高于B(P<0.05)。【结论】烟粉虱携带TYLCV后可诱导Gro EL的表达量升高,B和Q烟粉虱中Gro EL基因及其表达量均存在差异,这可能是B和Q烟粉虱传毒效率存在显著差异的原因之一。     

B型烟粉虱对不同茄子品种的选择及适生性分析

【目的】研究烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)对同种寄主不同品种的选择性及适生性,可为该寄主抗性品种的选育和烟粉虱的综合治理提供理论依据。【方法】在温度(29±2)℃、湿度80%±5%的自然光照温室内,进行B型烟粉虱对不同茄子品种的选择性以及这些品种对其生长发育、繁殖、存活和生命表参数的影响实验。【结果】B型烟粉虱对茄子不同品种的选择及适生性具有一定的差异,在14个茄子品种或材料中,B型烟粉虱对黑马紫长茄的选择性最强,对龙茄1号的选择性最弱;B型烟粉虱从卵发育到成虫的存活率在辽茄3号上最低,在龙茄1号上最高;世代发育历期在辽茄3号上最短,在徐州长茄上最长。此外,B型烟粉虱在苏崎茄、扬茄1号和紫圆茄上的种群趋势指数(I)分别为68.7215、37.4675、25.6245,表明B型烟粉虱对这3个品种的适生性为苏崎茄>扬茄1号>紫圆茄。     

烟粉虱及温室白粉虱为害后对后续粉虱种群的影响

【目的】分析烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)或温室白粉虱Trialeurodes vaporariorum(Westwood)为害番茄后对后续温室白粉虱和烟粉虱生长、发育、成虫寿命和繁殖等产生的促进或抑制作用,可为明确寄主植物番茄介导的温室白粉虱-烟粉虱的种间互作,开展粉虱的科学防控提供科学依据。【方法】通过在寄主植物番茄叶片上先将B型烟粉虱或温室白粉虱按不同的顺序、时间间隔分开接种,再系统观察后续接上的两种粉虱生长、发育、繁殖等种群参数的变化。【结果】(1)先期接上烟粉虱对后续温室白粉虱的发育、寿命、产卵量有明显的促进作用;这种作用需烟粉虱的持续诱导,若去掉烟粉虱,其对温室白粉虱的促进作用即消失;先期接上温室白粉虱可缩短后续烟粉虱伪蛹期,但温室白粉虱的持续存在不利于烟粉虱的产卵,且明显降低烟粉虱的内禀增长率和净增殖率。(2)先后在番茄上同时接上温室白粉虱可降低后续烟粉虱的单雌产卵量和雌、雄虫的成虫寿命;先后同时接种烟粉虱却显著地增加了温室白粉虱的单雌产卵量;烟粉虱的提前存在降低了后续烟粉虱单雌产卵量。(3)但两种粉虱之间作用存在着一定的时间滞后性。烟粉虱对温室白粉虱的发育、寿命、产卵量产生的促进作用大约在其卵期后的一段时间才能显现出来;温室白粉虱对烟粉虱伪蛹期的缩短作用也需提前诱导;而温室白粉虱对温室白粉虱的促进作用相当滞后,直到成虫期才显现出来。【结论】B型烟粉虱和温室白粉虱之间可通过寄主番茄产生相互影响,前期烟粉虱为害可显著促进后续温室白粉虱卵和若虫的发育,而前期温室白粉虱为害对烟粉虱的发育不利。     

番茄黄化曲叶病毒对温室白粉虱适合度的影响

【目的】温室白粉虱Trialeurodes vaporariorum(Westwood)是为害北方地区花卉蔬菜的主要粉虱种类,烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)则在近些年逐渐频繁的花卉贸易活动中扩散至黑龙江省部分地区并取代了白粉虱成为当地温室害虫的优势物种,番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)是烟粉虱传播的一种重要双生病毒,对作物的危害十分严重,然而该病毒对本地白粉虱的影响及对烟粉虱与白粉虱种间竞争关系的影响尚待研究。【方法】本研究观察记录感染番茄黄化曲叶病毒的番茄植株上温室白粉虱和烟粉虱的种群动态及番茄形态和部分生理指标的变化。【结果】结果表明:1)有烟粉虱滋生的番茄植株矮小,根系发达;2)有白粉虱滋生的番茄略微矮粗,影响较小;3)感染病毒的番茄矮粗或矮小,根部无明显变化;4)染毒带虫相对于带虫处理而言,在白粉虱试验中,番茄植株矮小,根系生物量也骤减;与此相反,在烟粉虱试验中,番茄的反应相对缓和;5)此外,不同酶类对植株染毒的响应不同:Ach E酶活高不利于植株,而GST酶活高则有利于植株。【结论】总体而言:烟粉虱单独作用很不利于苗期番茄,白粉虱对苗期番茄没有明显的直接影响;而感染病毒会缓解烟粉虱对番茄的强烈刺激,而加重白粉虱对番茄的作用,即染毒使带白粉虱的苗期番茄生长发育受到明显抑制。与番茄变化情况相对应的是,染毒番茄上烟粉虱产卵较少,但在发育前期(从卵到伪蛹)存活率较高;染毒番茄上白粉虱产卵较多,但在前期存活率较低。本研究可为高纬度地区粉虱综合防控提供参考。     

烟粉虱内共生菌 Rickettsia 在植物体内的分布及转移效率初探

【目的】检测 Q 型烟粉虱 Bemisia tabaci （Gennadius）体内 Rickettsia 的感染情况,研究分析Rickettsia 共生菌经烟粉虱传入豇豆植物后的分布、转移效率等。【方法】以 Q 型烟粉虱为实验材料,利用常规 PCR 及荧光原位杂交技术(FISH),检测了烟粉虱体内 Rickettsia 的感染率,以及 Rickettsia 传入豇豆植物体内后的存留情况。【结果】 Q 型烟粉虱可以通过取食将 Rickettsia 传至豇豆植株内;接虫数量与 Rickettsia传入效率及其在取食部位相邻的下部叶片中检测到的起始时间呈负相关;Rickettsia 经烟粉虱取食传入豇豆叶片后,集中分布在叶片的韧皮部筛管中;基于16S rRNA 的系统发育分析结果表明,Q 型烟粉虱体内的Rickettsia 与经取食传入豇豆叶片的 Rickettsia 高度同源。【结论】 Rickettsia 可以通过烟粉虱的取食传入植物体内,并且可以在相邻叶片之间转移传播,Rickettsia 在由寄主昆虫向植株传播过程中高度保守。     

粤北晚稻褐飞虱发生动态

【目的】粤北地区是褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)(BPJ)后期回迁重点区域。阐释后期褐飞虱回迁对粤北稻区的影响,可为其预测预报提供依据。【方法】利用轨迹分析平台HYSPLIT对2006—2012年粤北地区秋季回迁的褐飞虱主要峰次进行轨迹模拟,用气象制图工具Gr ADS分析2011年粤北褐飞虱回迁的降落机制,解析粤北地区后期回迁褐飞虱虫源地及其降落机制。【结论】(1)粤西北地区主要虫源地分布于湖南南部、福建南部和江西,粤东北地区虫源地主要分布于江西南部、福建南部以及广东东南沿海稻区。其中,地形因素是造成两地虫源差异的主要原因。(2)通过粤北地区2011年秋季几个迁入高峰日各气象要素分析结果显示,低空急流能为主降区输入褐飞虱虫源;低层切变线和强降雨过程是造成粤西北褐飞虱大规模降落的主要因素。(3)2011年粤北晚稻褐飞虱出现两个回迁高峰(8月下旬至9月上旬、9月下旬至10月上旬),随着晚稻进入分蘖抽穗期,良好的食料条件加之两次较大的回迁峰加重了褐飞虱对晚稻的危害。(4)8—9月份虫源地适宜的温度以及降水条件造成褐飞虱增殖暴发重要气候因素。     

螺旋粉虱的田间抗药性监测及其对毒死蜱的抗性风险评估

【背景】螺旋粉虱是新入侵中国海南的一种危险性害虫,化学防治是目前最主要的防治手段和应急措施。【方法】采用POTTER喷雾法监测了海南各地理种群螺旋粉虱对毒死蜱、丙溴磷、高效氯氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、吡虫啉、啶虫脒和阿维菌素等7种药剂的抗性水平,并运用Tabashnik域性状分析法估算了螺旋粉虱对毒死蜱的抗性现实遗传力。【结果】螺旋粉虱对各药剂均处于抗性敏感阶段,抗性倍数为1.03~4.29倍。螺旋粉虱对毒死蜱的抗性现实遗传力h2=0.2405;预测结果表明,当田间使用毒死蜱对螺旋粉虱的防治效果达90%时,螺旋粉虱对毒死蜱的抗性提高10倍所需代数为7.09代。田间试验表明,螺旋粉虱对毒死蜱的抗性发展速率要比模型预测缓慢。【结论与意义】本研究可为螺旋粉虱的化学防治及抗药性治理提供参考。     

扶桑绵粉蚧与长角立毛蚁的互惠关系及其对寄主棉花叶片叶绿素荧光特性的影响

【背景】草食动物对寄主植物的取食或损伤会诱导改变植物的光合作用,从而直接影响植株的健康生长。产蜜昆虫与蚂蚁的互惠关系是物种相互促进的一种重要的生态学现象,能够促进产蜜昆虫的种群数量,然而这种互惠关系及其对寄主植物光合生理的影响还知之甚少。【方法】在室内条件下,运用叶绿素荧光动力学技术研究了外来入侵害虫扶桑绵粉蚧与长角立毛蚁的互惠对寄主棉花叶片叶绿素荧光特性的影响。【结果】随着扶桑绵粉蚧危害时间的延续,寄主植物上蚂蚁和扶桑绵粉蚧的数量均呈现显著上升的趋势,而在危害后期,蚂蚁存在情况下扶桑绵粉蚧的数量要明显低于无蚂蚁处理;在扶桑绵粉蚧取食寄主棉花20 d后,有、无蚂蚁存在的棉花叶片的光合利用率α值较无虫处理分别下降了53.5%和37.0%;存在蚂蚁或扶桑绵粉蚧危害后期对棉花叶片最大相对电子传递效率r ETRmax有显著影响,然而扶桑绵粉蚧单独取食或与蚂蚁互作的情况下未显著影响棉花叶片对强光的耐受能力(Ek)。【结论与意义】研究明确了扶桑绵粉蚧与长角立毛蚁的互惠关系对寄主棉花叶片的光合生理产生了一定的负面效应,为进一步解释扶桑绵粉蚧入侵、扩散及暴发的生态学过程提供了科学依据。