不同地区苹果绵蚜对三种杀虫剂的抗性监测

【目的】了解苹果绵蚜Eriosomalanigerum对不同类别杀虫剂的抗药水平,为田间苹果绵蚜化学防控过程中的药剂选择提供理论基础。【方法】2018年6-7月间,采用玻璃管药膜法测定了3省14个地区苹果绵蚜对阿维菌素、高效氯氰菊酯和吡虫啉的抗药性。【结果】研究表明,西安杨凌地区苹果绵蚜种群对阿维菌素的抗性水平最低,LC50值仅为6.813 mg/L;烟台招远地区苹果绵蚜种群对阿维菌素的抗性水平最高,LC50值为79.496 mg/L。多数地区苹果绵蚜种群对高效氯氰菊酯的抗药水平较低,其中烟台龙口地区抗药水平最低,LC50值为4.341 mg/L,烟台栖霞地区抗药性最高,LC50值为37.689 mg/L。青岛即墨地区苹果绵蚜种群对吡虫啉的抗性水平最低,LC50值仅为5.261 mg/L;烟台招远地区苹果绵蚜种群对吡虫啉已经产生了中等水平的抗性(RR=10.859),LC50值为57.128 mg/L。不同虫态抗药性检测表明,除了烟台蓬莱地区的若蚜对阿维菌素和吡虫啉出现了抗药性提高的现象外,其它大部分苹果绵蚜3龄若蚜对药剂的抗性与成蚜相近。【结论】苹果绵蚜在北方大部分地区对常用杀虫剂的抗药性保持在低水平或敏感状态。在今后防治中应继续坚持交替轮换的用药原则,防止苹果绵蚜抗药性的产生。     

新疆野苹果AP2/ERF转录因子家族鉴定与响应腐烂病的表达分析北大核心CSCD

AP2/ERF转录因子家族参与了植物生长发育、抵抗胁迫以及植物激素响应等诸多生物过程,是植物中最重要的转录因子家族之一。该研究基于腐烂病菌侵染后的新疆野苹果(Malus sieversii)全长转录组,使用AP2保守结构域的隐马可夫模型PF00847,鉴定新疆野苹果的AP2/ERF家族成员。利用MEGA6、NCBI CDD-batch、MEME、EXPASY、BUSCA对MsAP2/ERF家族成员进行鉴定、分类和结构分析、理化性质和亚细胞定位分析。通过RNA-seq数据和qRT-PCR实验对差异表达的MsAP2/ERFs基因的表达水平进行分析和验证,旨在鉴定新疆野苹果中潜在具有腐烂病抗性的AP2/ERF家族基因资源。结果显示:(1)在新疆野苹果中共鉴定获得106个AP2/ERF基因,涵盖全部AP2(17个)、ERF(57个)、DREB(25个)、RAV(5个)和Soloist(2个)5个亚家族。(2)进一步的细化分类发现MsERF亚家族包括B1-B6 6个组,而MsDREB亚家族中只有A2、A4、A5、A6共4个组,缺少A1和A3组的基因成员。(3)RNA-seq表达模式分析结果表明,29个MsAP2/ERF基因在腐烂病感染过程中差异表达,其中MsERF亚家族中差异表达基因数量最多(19个)。(4)12个MsAP2/ERF代表基因的qRT-PCR结果表明:8个ERF亚家族基因均受腐烂病病菌诱导显著上调表达,其中B4类ERF成员基因(MsERF40)在腐烂病病菌侵染后5 d表达量上调表达倍数最高;4个MsDREB基因中,3个受到腐烂病病原菌诱导显著上调,1个下调表达;此外,含有TIR保守结构域的MsERF05在腐烂病病菌侵染1 d后上调表达69倍,表明ERF亚家族的MsERF40和MsERF05在新疆野苹果抗腐烂病过程中发挥重要作用。该研究结果为新疆野苹果AP2/ERF基因响应腐烂病的功能和机理研究奠定了基础。     

‘嘎拉’苹果及其杂交后代对炭疽叶枯病的抗性机制分析

为解析苹果对炭疽叶枯病的抗性机制,该研究以‘嘎拉’、‘藤牧1号’苹果及其杂交后代等87个苹果品种(系)为试验材料,进行田间调查及人工接种病菌并检测不同品种(系)中病菌生物量,利用SSR分子标记进行基因型鉴定,分析各品种(系)对炭疽叶枯病的抗性差异,利用荧光定量PCR及酶活检测比较分析水杨酸相关基因、抗性酶基因及酶活性水平差异。结果表明：(1)87个苹果品种(系)对苹果炭疽叶枯病的抗性差异明显,‘嘎拉’、‘2 5’、‘19 19’等品种(系)叶片发病严重,表现出对炭疽叶枯病的高感性,‘藤牧1号’、‘40 9’及‘16 16’等品种(系)叶片无病斑或病斑极少,炭疽叶枯病菌含量显著低于感病性品种(系),其抗性显著。(2)SSR标记S0405127和S0304673的基因型鉴定结果与田间表型调查结果相比,准确率分别为93.10%和91.95%,与人工接种结果相比,准确率分别为91.95%和95.40%。(3)SA相关基因的表达模式结果表明,接种炭疽叶枯病菌4 d后,‘藤牧1号’、‘40 9’及‘16 16’等抗性品种(系)中SA合成相关基因MdEDS1、MdPAD4和MdPAL被强烈诱导表达;同时,SA信号转导相关基因MdNPR1、MdPR1、MdPR5的表达显著高于‘嘎拉’等感病品种(系)。(4)接种炭疽叶枯病菌4 d后,‘藤牧1号’、‘40 9’及‘16 16’等抗性品种(系)的MdSOD、MdPOD酶基因表达水平及酶活性显著高于‘嘎拉’、‘2 5’、‘19 19’等感病品种(系)。研究认为,‘藤牧1号’、‘40 9’及‘16 16’等品种(系)通过调控水杨酸合成和信号转导通路及氧化还原相关反应等提高对炭疽叶枯病的抗性,为挖掘抗性基因以及利用优良种质选育抗病品种奠定了基础。     

虫生真菌LL-01鉴定及对两种检疫性粉蚧的致病性

【目的】为丰富南洋臀纹粉蚧Planococcus lilacinus和石蒜绵粉蚧Phenacoccus solani的生防菌资源。【方法】本研究从感病南洋臀纹粉蚧上分离生防菌,采用基因序列分析方法进行种类鉴定,并在室内优化其培养条件,评估其对这2种检疫性粉蚧的致病性。【结果】分离得到1株编号为LL-01的虫生真菌,经r DNA-ITS、18S r DNA和Nad1序列分析确定为蜡蚧轮枝菌;该菌的生长和产孢最适的温度为26℃,光周期为6L︰18D,碳源为果糖,氮源为干酪素,此条件下培养10 d的蜡蚧轮枝菌菌落直径和产孢量分别可达4.66 cm和3.16×10⁸孢子/cm8孢子/cm²;其侵染不同虫龄南洋臀纹粉蚧和石蒜绵粉蚧10 d后的LC_(50)分别为9.80×102;其侵染不同虫龄南洋臀纹粉蚧和石蒜绵粉蚧10 d后的LC_(50)分别为9.80×10⁴-9.17×104-9.17×10⁵孢子/m L和5.00×105孢子/m L和5.00×10⁴-5.30×104-5.30×10⁵孢子/m L。浓度为1.00×105孢子/m L。浓度为1.00×10⁸孢子/m L的蜡蚧轮枝菌侵染南洋臀纹粉蚧和石蒜绵粉蚧后第10天,其累计致死率分别为84.09%-97.62%和89.89%-98.85%,LT_(50)分别为3.70-5.84 d和3.48-5.14 d;在侵染第5天时,蛋白酶和几丁质酶活性分别达峰值19.44 U/m L和15.01 U/m L,脂肪酶活性在侵染第6天时达到峰值7.68 U/m L。【结论】蜡蚧轮枝菌LL-01生长速度快、产孢量高,对这2种检疫性粉蚧的致病性强。     

不同冷藏条件对食蚜瘿蚊过冷却点和冰点的影响

【目的】食蚜瘿蚊Aphidoletes aphidimyza(Rondani)是一种捕食性天敌,其幼虫对蚜虫具有较好的控制潜能。研究不同冷藏条件对食蚜瘿蚊耐寒能力的影响,为食蚜瘿蚊的低温冷藏技术提供了理论依据。【方法】利用热电偶原理,测定食蚜瘿蚊在不同冷藏条件下的过冷却点和结冰点。【结果】25℃条件下,食蚜瘿蚊各虫态的过冷却点及结冰点存在显著差异（P<0.05）,其中2龄幼虫过冷却点（﹣26.18℃）和结冰点（﹣24.98℃）最低,雄成虫过冷却点（﹣22.95℃）和结冰点（﹣21.86℃）最高。在不同变温条件下冷藏食蚜瘿蚊蛹,其过冷却点在冷藏10、20和30 d时均上升且高于对照,冷藏40 d时低于对照;同一冷藏时长下不同冷藏方式间过冷却点的差异均不显著（P>0.05）。食蚜瘿蚊蛹在5℃条件下冷藏50d,每天定时7℃中断4h的结冰点（﹣23.09℃）最低,冷藏30d的结冰点（﹣21.15℃）最高;食蚜瘿蚊蛹在5℃条件下冷藏40 d,每天定时9℃中断4 h的结冰点（﹣22.66℃）最低,冷藏20 d时的结冰点（﹣20.95℃）最高;同一冷藏时长下3种冷藏方式间结冰点差异均不显著（P>0.05）。【结论】食蚜瘿蚊2龄幼虫的耐寒能力最强,雌成虫的耐寒能力要高于雄成虫;变温贮存和恒定低温均适合食蚜瘿蚊的低温贮存。     

苹果种质资源火疫病抗性鉴定评价与筛选北大核心CSCD

以488份苹果种质资源为试材,利用嫩叶和嫩枝离体接种方法鉴定评价苹果属栽培品种、野生种和古老栽培品种的火疫病抗性。结果表明,嫩叶和嫩枝接种结果存在较大差异,嫩枝接种的抗性资源明显多于嫩叶接种。不同种、不同来源、不同系谱的苹果资源火疫病抗性均存在较大差异。嫩叶接种显示苹果栽培品种和野生种的抗病资源比例均高于古老栽培品种;旭系和金冠系抗性资源比例较高;不同来源的189份塞威士苹果评价结果显示,高抗资源主要来自乌兹别克斯坦和中国新疆新源。嫩枝接种显示栽培品种的抗性表现与嫩叶接种相似;塞威士苹果则存在差异,来自乌兹别克斯坦和中国新疆巩留的抗性类型比例较高。嫩叶和嫩枝接种结果一致的187份资源分析,发现苹果栽培品种抗性资源比例较高;旭系品种的抗性较强;抗病的塞威士苹果主要来自乌兹别克斯坦和中国新疆新源。筛选高抗资源8份,苹果栽培品种6份和塞威士苹果2份。6份苹果栽培品种可作为鲜食种质创制和品种选育亲本,2份塞威士苹果既可作为鲜食也可用作砧木品种选育的基础材料。     

果生刺盘孢效应蛋白CfEC92靶向Mal d 1j抑制苹果免疫

由果生刺盘孢引起的炭疽叶枯病是我国苹果产区的重要病害。果生刺盘孢在侵染苹果过程中分泌效应蛋白CfEC92促进其侵染,但其作用机制仍不清楚。本研究从苹果cDNA中克隆出Mal d 1j蛋白,结构域及氨基酸序列分析显示,Mal d 1j为PR10家族成员。Mal d 1j基因过表达能显著增强苹果对炭疽叶枯病抗性,而沉默Mal d 1j显著降低其抗性。在烟草中过表达Mal d 1j提高烟草抗性,共表达CfEC92和Mal d 1j蛋白,降低Mal d 1j对疫霉菌抗性。通过酵母双杂交、BIFC和Co-IP分析证明CfEC92与Mal d 1j可以发生直接互作,且其互作定位于细胞膜和细胞核,表明CfEC92 通过与Mal d 1j互作影响植物免疫。本研究揭示了果生刺盘孢效应蛋白CfEC92通过靶向Mal d 1j抑制植物免疫促进其侵染的分子机制,为苹果炭疽叶枯病防控提供了新的思路。     

扶桑绵粉蚧及其蜜露对红火蚁的召集作用

为了明确扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley及其蜜露对红火蚁Solenopsis invicta Buren的召集作用,利用双向选择诱集装置测定了扶桑绵粉蚧雌成虫及其分泌蜜露对红火蚁工蚁的诱集数量动态。结果表明：（1）蜜露对红火蚁工蚁具有强烈的召集作用,不管扶桑绵粉蚧存在与否,均可在10~20 min出现觅食工蚁的数量高峰,之后随着蜜露量减少,觅食工蚁诱集数量也逐渐降低,明显高于对照;（2）仅有扶桑绵粉蚧雌成虫存在时,红火蚁觅食工蚁数量呈现逐渐增加的趋势,50 min才达到数量高峰,之后无明显下降趋势;（3）对比蜜露和雌成虫对红火蚁工蚁的诱集结果发现,蜜露对红火蚁工蚁的召集作用明显较强,10 min即可出现91.50头的觅食工蚁数量高峰,而雌成虫对红火蚁的诱集量较低,诱集高峰出现在42 min,诱集量仅为39.17头。因此,扶桑绵粉蚧及其蜜露均对红火蚁工蚁具有一定的召集作用,蜜露的召集作用明显较强,而雌成虫的召集作用较为稳定,未随着时间延长出现明显下降。     

昼夜温度波动对麦长管蚜生理生态表型影响及其相关性研究

昼夜温度波动变化是气候变暖的主要特征之一,昼夜变温幅度对生物的影响越来越受到科学家的关注。与恒温研究相比,变温幅度对昆虫生活史特征影响的研究还十分有限。因此,本研究模拟自然界24 h温度变化,并首次全面研究了相同平均温度（22℃）下不同变温幅度（±0℃、±6℃、±12℃）对麦长管蚜Sitobion avenae生理指标（温度耐受性、呼吸）与生态指标（发育、存活、寿命、繁殖、种群参数）的影响。结果表明,与变温幅度±0℃和±12℃相比,变温幅度±6℃显著提高了麦长管蚜整体存活、寿命、繁殖以及净增值率与世代周期。与其它处理相比,较大变温幅度±12℃显著阻碍了麦长管蚜若虫发育,抑制了整体存活,缩短了寿命,降低了繁殖量,且显著降低了种群内禀增长率、净增值率与世代周期。但是,较大变温幅度±12℃,显著提高了成蚜的耐热、耐寒性与CO2呼吸速率。研究还发现,在不同变温幅度中,麦长管蚜成蚜耐寒性的提高是以寿命为代价的。由此可见,以往以恒温为基础的昆虫种群表型及数量动态预测模型均存在局限,昼夜变温幅度作为必要因素,应考虑纳入种群表型及数量动态预测模型中,从而提高昆虫田间发生情况预测预报的准确性与气候变化对生物的风险评估的精确性。     

C-Terminus-Mediated Voltage Gating of Arabidopsis Guard Cell Anion Channel QUAC1

Anion transporters in plants play a fundamental role in volume regulation and signaling. Currently, two plasma membrane-located anion channel familiesmSLAC/SLAH and ALMTmare known. Among the ALMT family, the root-expressed ALuminium-activated Malate Transporter 1 was identified by comparison of aluminum-tolerant and Al3＋-sensitive wheat cultivars and was subsequently shown to mediate voltage-independent malate currents. In con- trast, ALMT12/QUAC1 （QUickly activating Anion Channel1） is expressed in guard cells transporting malate in an Al3＋- insensitive and highly voltage-dependent manner. So far, no information is available about the structure and mechanism of voltage-dependent gating with the QUAC1 channel protein. Here, we analyzed gating of QUACl-type currents in the plasma membrane of guard cells and QUACl-expressing oocytes revealing similar voltage dependencies and activation- deactivation kinetics. In the heterologous expression system, QUAC1 was electrophysiologically characterized at increas- ing extra- and intracellular malate concentrations. Thereby, malate additively stimulated the voltage-dependent QUAC1 activity. In search of structural determinants of the gating process, we could not identify transmembrane domains com- mon for voltage-sensitive channels. However, site-directed mutations and deletions at the C-terminus of QUAC1 resulted in altered voltage-dependent channel activity. Interestingly, the replacement of a single glutamate residue, which is con- served in ALMT channels from different clades, by an alanine disrupted QUAC1 activity. Together with C- and N-terminal tagging, these results indicate that the cytosolic C-terminus is involved in the voltage-dependent gating mechanism of QUAC1.