喜树碱诱导的草地贪夜蛾Sf9细胞凋亡

传统植物源杀虫剂喜树碱具有优异的抑制昆虫生长发育活性, 其诱导昆虫细胞凋亡的作用方式和机制尚不明确, 极大地限制了喜树碱在植物保护领域的应用开发。本研究以1 μmol/L喜树碱诱导草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda Sf9细胞呈现细胞皱缩、微绒毛消失和染色质边集等典型细胞凋亡早期超微结构形态特征, 中期凋亡小体逐渐出现并急剧增多, DNA电泳分析可见清晰DNA片段化凋亡特征。流式细胞术分析表明1 μmol/L喜树碱诱导Sf9细胞12 h凋亡率达到最大值39.67%, 是对照的13.13倍, 随后减小。喜树碱诱导Sf9细胞凋亡在12 h和24 h 时Sf caspase-1分别出现两个活性高峰, 表明其作为效应因子在细胞凋亡级联反应过程中具有影响作用。喜树碱显著抑制Sf9细胞拓扑异构酶Ⅰ活性, 阻断解旋负超螺旋pBR322 DNA, 导致DNA损伤进而启动细胞凋亡级联反应使Sf caspase-1活性增加, 提示其信号转导过程是细胞凋亡诱导机制之一。本研究通过分析喜树碱的诱导昆虫Sf9细胞凋亡, 对揭示喜树碱诱导昆虫细胞凋亡的作用机制具有重要启示和帮助。     

闹羊花素Ⅲ对斜纹夜蛾细胞系的活性及作用机理

研究了闹羊花素Ⅲ对斜纹夜蛾Spodoptera litura离体培养细胞（SL细胞）的活性,并测定了对SL细胞Na⁺、K⁺和葡萄糖吸收以及对4龄幼虫血细胞数量的影响。结果表明：以400 µg/mL 和200µg/mL闹羊花素Ⅲ处理SL细胞,24 h后细胞的相对死亡率为79.00% 和56.69%,处理后8 h,16 h,24 h和48 h的LC₅₀分别为240.09 µg/mL,173.45 µg/mL,113.56 µg/mL和73.40 µg/mL;闹羊花素Ⅲ处理SL细胞后10 min,细胞对离子的吸收迅速增加,30 min后吸收作用逐渐减弱;处理后3天内细胞对葡萄糖的吸收迅速增加,4～5 天后,细胞对葡萄糖的吸收基本停止。以叶碟法和注射法处理4龄幼虫,8 h后幼虫血细胞数量显著降低,随处理时间增加,幼虫血细胞数量又逐渐增加。     

微生物菌种改良筛选新技术研究进展

从自然界筛选出来的微生物菌株往往活性比较低,耐受性比较差,不能满足工业化生产的要求.而采用新颖的诱变技术,如微波、离子注入、原生质体诱变和原生质体融合、基因工程技术等能有效改良菌种,提高菌种的活性,降低生产成本,满足工业化生产的要求.同时,构建一种简单易行的改良路线和快速有效的筛选模式是菌种改良选育的关键.     

昆虫嗅觉相关蛋白的结构和功能

昆虫在长期进化的过程中形成了复杂的嗅觉系统,气味剂结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)、嗅觉受体(olfactory receptors,ORs)是其最主要的组分.其主要作用是结合外围挥发性的气味分子并将信号传递给细胞内的第二信使.OBPs和ORs的结构、功能、表达、进化是昆虫行为与进化关系的重要研究领域和研究热点.本文主要总结了近年来昆虫OBPs和ORs的结构特点、生理功能、表达特点、遗传进化等方面研究的最新进展,对OBPs和ORs的研究趋势进行了展望,为昆虫嗅觉系统进化研究及寻找害虫防治新途径提供参考信息.     

山萘杀线虫活性成分的分离及鉴定

采用超声波提取法,用甲醇作溶剂对山萘进行粗提,分别测定了山萘提取物对松材线虫和南方根结线虫的毒性,结果显示,1 000 mg/L山萘甲醇粗提取物处理松材线虫和南方根结线虫,24 h校正死亡率均达到100%.采用活性追踪和柱层析法,以5种植物病原线虫为对象,提取、分离、纯化出山萘根中的活性成分,结果显示,在正己烷萃取组分中,得到活性较高的化合物A、B;用化合物A处理南方根结线虫、松材线虫、马铃薯腐烂茎线虫、海南根结线虫、象耳豆根结线虫72 h后,其LC50分别为17.79、29.70、43.21、57.64和36.94 mg/L;用化合物B处理72 h后LC50分别为1.49、2.81、10.09、26.67和14.47 mg/L.化合物A和B经1H-NMR、13C-NMR、GC-MS分析鉴定表明,A为肉桂酸乙酯,B为对甲氧基肉桂酸乙酯.     

绿僵菌素对爪哇棒孢霉SP053菌株的影响及其混用对小菜蛾的联合毒力

为了寻找更有效的利用虫生真菌爪哇棒孢霉Isaria javanicus防治小菜蛾Plutella xylostella的新方法, 测定了绿僵菌素（destruxin）对SP053菌株生长发育与产孢量与萌发率的影响, 利用协同毒力指数法和毒力回归分析法评价了两者混用对小菜蛾2龄幼虫的联合毒力。结果表明: 绿僵菌素对SP053菌株菌丝生长、孢子萌发率和孢子产量均无显著影响（P>0.05）。而一定浓度的绿僵菌素与SP053菌株分生孢子混用具有增效作用, S50-CD100（指爪哇棒孢霉SP053菌株的分生孢子浓度为50×10⁵个/mL和绿僵菌素粗毒素的浓度为100 mg/L的组合; 依此类推）、S25-CD100、S25-CD50及S12.5-CD100等混配组合都有显著的增效效果, 尤其以S25-CD100组合增效效果最好, 其48 h和72 h的协同毒力指数（c.f.）分别达到52.31和31.07。毒力回归分析结果也显示, 添加绿僵菌素粗毒素25~100 mg/L的混剂的LC50值明显降低, 比如添加100 mg/L绿僵菌素粗毒素的混剂（SP053-CD100）, 其48和72 h的LC50分别为17.45和10.55 （×10⁵个孢子/mL）, 而SP053菌株分生孢子单剂的LC50相应值为>50和35.85（×10⁵个孢子/mL）。本研究证明绿僵菌素与爪哇棒孢霉SP053菌株混用有增效作用, 对改进小菜蛾的生物防治方法有一定指导意义。     

草地贪夜蛾组织蛋白酶B的基因克隆、序列分析、三维结构预测及其分子对接模拟

昆虫组织蛋白酶B(Cathepsin B)在昆虫发育和代谢过程中发挥重要作用。本研究首先克隆了草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E.Smmith)的组织蛋白酶B基因Cathepsin B(SCB),获得其开放阅读框(ORF)序列(Gen Bank登录号:HQ110064)。生物信息学分析表明,该基因的开放阅读框包含1 026 bp的片段,编码341个氨基酸,预测N-末端含有长度为20个氨基酸残基的信号肽序列,去除信号肽序列后,预测成熟蛋白分子量为35.6 k D,等电点为6.59。氨基酸序列与15种物种Cathepsin B比较有51.2%-96.2%的一致性,与甜菜夜蛾Spodoptera exigua(Hiibner)相似度最高,达96.2%。利用同源建模预测SCB的三维结构,经动力学的优化,SCB折叠成紧密而稳定的球状结构,含6个对结构有稳定作用的二硫键,亲水性氨基酸主要包被在蛋白表面。同时分子对接模拟结果表明,SCB结合口袋比较浅,形状不规则,袋口较宽。ARG19、VAL23和ASN24为活性位点关键氨基酸残基,抑制剂CA与SCB活性位点3个关键氨基酸残基有较强的相互作用,且均主要表现为静电相互作用能,其中VAL23、ASN24与CA形成氢键。以期为进一步运用生物实验手段研究Cathepsin B的结构和功能,设计和开发昆虫组织蛋白酶类抑制剂类杀虫剂奠定基础。     

印楝素、印楝和苦楝种子抽提物在盆栽植物中的内吸作用(英文)

本文报道具有拒食活性和生长发育调节作用的植物性杀虫剂印楝素、印楝和苦楝种子抽提物的内吸防治几种农业害虫的试验研究。结果表明：内吸施用印楝素或印楝种子粗提物（1mg和2．5mg／盆）能明显降低烟草天蛾幼虫的正常生长和干扰马铃薯甲虫的生长发育;用≥25mg／盆的印楝素和印楝种子租提物能明显控制麦二叉蚜的种群繁殖。而苦楝种子甲醇抽提物对上述三种害虫的内吸控制种群繁殖作用不明显。     

闹羊花素-Ⅲ对斜纹夜蛾和小菜蛾的杀虫活性研究

报道了闹羊花素 Ⅲ对斜纹夜蛾和小菜蛾的杀虫活性。结果表明 ,闹羊花素 Ⅲ对斜纹夜蛾 5龄幼虫处理后 2 4h、48h和 72h的拒食中浓度分别为 16 93μg·ml-1、19 31μg·ml-1和 16 96 μg·ml-1,10 0 μg·ml-1浓度的闹羊花素 Ⅲ处理斜纹夜蛾幼虫 ,幼虫的平均发育历期为 2 2 .36d ,存活率为39 72 % ,化蛹率为 33 95 % ,处理后 72h的雌蛹重为 0 .2 96 g/头 ,均明显低于对照。以 5 0 0 μg·ml-1浓度的闹羊花素 Ⅲ处理小菜蛾幼虫 ,1d后的拒食率为 70 43% ,处理后 5d的化蛹率为 16 6 7% ,羽化率为 6 6 6 7% ,均明显低于对照     

家蝇细胞凋亡起始酶Caspase-1基因的克隆及在不同虫态的表达

为了研究Caspases家族在昆虫发育变态中的作用,通过RT-PCR扩增并结合RACE技术,克隆得到家蝇Musca domestica Caspase-1基因1条,命名为Mdom-Caspase-1（GenBank中cDNA序列号为EU854472, 氨基酸序列号为ACF71490）。该基因全长1 295 bp,阅读框序列870 bp,共编码289个氨基酸,理论分子量32.83 kDa,等电点8.67。 Mdom-Caspase-1蛋白有5个保守的半胱氨酸位点QACQG, 具有Caspase的典型特征; 整个分子呈现亲水性, 有8个区域共89个氨基酸为亲酯性, 蛋白质二级结构主要由11个α螺旋区、7个β-折叠区、17个β-转角区组成。昆虫间Caspase-1分子具有明显的保守性, Mdom-Caspase-1与黑腹果蝇Drosophila melanogaster、埃及伊蚊Aedes aegypti和致倦库蚊Culex quinquefasciatus的Caspase-1氨基酸序列相似性为65%~77%。RT-PCR半定量分析结果表明, Mdom-Caspase-1基因在家蝇各个虫态中均有表达, 但在卵期、3龄幼虫、预蛹、蛹和羽化5 d的雌虫中的表达量明显高于其他虫态。这些结果提示Caspase-1可能与昆虫发育变态关系密切, 为进一步研究昆虫Caspase-1功能、设计Caspase-1抑制剂提供了分子基础。