Bt水稻田重要非靶标节肢动物权露于Cry2Aa蛋白的程度分析

根据风险=危险×机露的原理,在实验室条件下评价转基因作物对非靶标节肢动物影响时,所选择的代表性非靶标生物通常是在农田系统中较高地关露于转基因外源杀虫蛋白的节肢动物种.为了弄清Bt稻田主要节肢动物暴露于Cry蛋白的程度,选择合适的非靶标节肢动物,用于转基因抗虫水稻的风险评价,本文采用酶联免疫技术检测了水稻不同生长期从转cry2Aa基因水稻田采集的不同节肢动物体内Cry2Aa蛋白的含量.结果表明:不同节肢动物种体内的Cry蛋白含量差异显著.一些节肢动物体内不合Cry蛋白,而一些节肢动物体内含有较高的Cry蛋白;相对于花期后采集的节肢动物,在Bt水稻花期采集的节肢动物,特别是捕食性节肢动物体内的Cry蛋白含量较高;寄生性节肢动物体内未检测到Cry蛋白.这为在实验室条件下评价转基因水稻对农田非靶标节肢动物的影响奠定了基础.     

苏云金芽孢杆菌B-Pr-88菌株中cry2Ab4基因的表达和杀虫活性研究

以我室自行分离的对鳞翅目夜蛾科害虫具有高毒力的Bt菌株B-Pr-88为材料,用PCR-RFLP方法从其质粒DNA文库中筛选到含cry2Ab基因的一个阳性克隆pZF858,序列测定发现,该片段含有cry2Ab全长基因,开放读码框为1902bps,编码由633个氨基酸组成的70.7kD蛋白,氨基酸同源性与已公布的cry2Ab基因同源性均为99.8％,经Bt基因国际命名委员会正式命名为cry2Ab。根据cry2Ab基因开放阅读框架(ORF)两端序列,设计合成一对特异引物L2ab5和L2ab3,PCR扩增获得cry2Ab 完整ORF,与大肠杆菌表达载体pET-21b连接,构建了重组表达质粒pET-2Ab4,质粒导入大肠杆菌BL21（DE3）,IPTG诱导后,SDS-PAGE电泳证实该基因表达了60kD的蛋白,生物测定表明,Cry2Ab4对棉铃虫和大豆食心虫具有高毒力,同时对小菜蛾和二化螟有一定的杀虫活性,而对亚洲玉米螟和甜菜夜蛾没有杀虫活性。     

基因抗虫玉米对玉米蚜种群增长的影响

在人工气候箱条件下研究了玉米蚜（Rhopalosiphum maidis Fitch）取食表达cry1Ab杀虫蛋白Bt抗虫玉米的实验种群生命表.结果表明:两种不同Bt玉米杂交种DK647BTY (MON810转化事件)和NX4777(Bt11转化事件)对玉米蚜的生长、发育、繁殖和存活均无明显的不利影响,玉米蚜在DK647BTY和NX4777两种Bt玉米品种上的内禀增长率r_m、周限增长率λ和种群净增殖率R₀与各自对照之间没有显著差异;玉米蚜有翅蚜比率、各龄若虫的死亡率在Bt玉米和对照以及不同品种之间没有明显差异;Bt玉米对玉米蚜的寿命和繁殖历期也没有明显差异.表明表达cry1Ab杀虫蛋白的Bt玉米对玉米蚜的生长发育和繁殖没有明显影响.     

南疆棉田盲蝽类害虫种群数量动态

2002 ~2004年研究了南疆地区棉花盲蝽类害虫的发生和种群动态及棉花品种的影响。结果表明,危害棉花的盲蝽类害虫有牧草盲蝽Lygus pratensis(L.)和苜蓿盲蝽Adelphocoris lineolatus(Goeze) ,其中牧草盲蝽为主要为害种类,其数量占盲蝽类害虫的99.93 %。2002,2003和2004年,牧草盲蝽最高密度分别为56.0,105.3和53.7头/百株,而苜蓿盲蝽3年中最高密度<0.1头/百株。对转基因抗虫棉GK19(表达Cry1A杀虫蛋白)、SGK321(表达Cry1A/CpTI杀虫蛋白)和普通棉花泗棉3号、石远321的研究表明2种盲蝽在不同品种上的季节性数量动态没有显著性差别。     

雄性棉铃虫感受性信息素的分子和神经机制研究进展

棉铃虫Helicoverpa armigera主要借助于性信息素通讯完成雌雄识别,实现交配和种群繁衍。关于棉铃虫感受性信息素机制的研究一直是我国化学生态学领域的热点和重心,研究结果有助于开发和改进棉铃虫防治的性引诱剂。本文将对棉铃虫雄虫感受雌虫释放的性信息素的机制进行综述,以期为深入研究棉铃虫及其他相关昆虫的性信息素感受的分子和神经机理提供参考。棉铃虫雌虫性信息素腺体合成和释放多种长链、饱和或非饱和的脂肪醛和醇等化合物,其中Z11-16:Ald为主要性信息素成分,Z9-16∶Ald和Z9-14∶Ald为次要性信息素成分,不同组分按一定比例混合可明显增强对雄性棉铃虫的引诱效果,而化合物Z11-16∶OH和高剂量的Z9-14∶Ald对性信息素引诱活性具有明显的抑制效果。相应地,雄性棉铃虫触角上A, B和C 3种类型的毛形感器能够感受这些信息化合物。A类型毛形感器内表达受体OR13感受Z11-16∶Ald,B类型毛形感器内表达OR14b感受Z9-14∶Ald,C类型毛形感器内表达OR6和OR16感受Z9-16∶Ald, Z9-14∶Ald, Z11-16:Ac和Z11-16∶OH。受体的表达位置和功能与不同类型毛形感器的电生理反应特性相一致。钙离子成像证明在棉铃虫触角叶内的3个扩大型神经纤维球接受这些气味信息,其中神经纤维球云状体接受Z11-16∶Ald,背中间后侧纤维球接受Z9-16∶Ald,背中间前侧纤维球接受Z9-14∶Ald, Z11-16∶Ac和Z11-16∶OH。这些研究成果在感器、受体和脑中枢水平上揭示了棉铃虫感受性信息素的机制,在这些研究基础上,我们认为需要深入开展以下方面的研究：(1)进一步鉴定相关性信息素受体的功能和定位;(2)深入研究脑内嗅觉高级中枢对性信息素信息的处理和整合神经机制;(3)明确棉铃虫性信息素感受受到寄主植物、光周期、温度、湿度等环境因素的影响及机制。     

昆虫病原线虫Heterorhabditis beicherriana LF品系与Bt HBF-18菌株混用对华北大黑鳃金龟幼虫的防治效果

【目的】明确昆虫病原线虫 Heterorhabditis beicherriana LF品系(LF)与苏云金芽孢杆菌 Bacillus thuringiensis HBF-18菌株(Bt HBF-18)混用后对华北大黑鳃金龟 Holotrichia oblita 幼虫的致病力的协同增效作用,为该害虫的防治提供新的技术措施。【方法】在室内测定了LF在不同使用剂量、不同环境温度及不同土壤湿度条件下对华北大黑鳃金龟7-10日龄幼虫的致病力;通过室内生测测定了Bt HBF-18对LF存活的影响,以及Bt HBF-18与LF两者混用后对7-10日龄华北大黑鳃金龟幼虫的防治效果;同时通过室外盆栽试验测定了两者混用对华北大黑鳃金龟幼虫的防治效果。【结果】华北大黑鳃金龟幼虫死亡率随LF施用剂量和处理时间的增加而升高,其中,侵染期线虫(infective juveniles, IJs)800 IJs/100 μL及以上剂量处理7 d后幼虫死亡率达到了100%;25℃为该线虫侵染的最适宜环境温度;适宜土壤湿度范围为14%~20%,湿度过低或过高都会显著影响其侵染效率。室内生测结果表明, Bt HBF-18处理9 d对华北大黑鳃金龟幼虫的致死中浓度(LC 50 )为 1.44× 10^8 CFU/g土,此浓度对LF的存活基本没有影响。另外,室内生测和室外盆栽试验结果均表明,将LF与Bt HBF-18混用能显著提高对华北大黑鳃金龟幼虫的防治效果,混用后具有不同程度的加成或协同增效作用。室内生测试验中LC 50 Bt+200 IJs/100 μL LF混用处理3 d后,较单独LF和Bt HBF-18处理幼虫死亡率分别提高了约43.07%和36.05%,具有显著的协同增效作用;室外盆栽试验中1/2 LC 50 Bt+1 000 IJs/mL LF, LC 50 Bt+1 000 IJs/mL LF和1/2 LC 50 Bt+1 500 IJs/mL LF均具有协同增效作用,其中1/2 LC 50 Bt+1 500 IJs/mL LF增效作用最佳,较单独LF和Bt HBF-18处理幼虫死亡率分别提高了约38.89%和80.55%。【结论】将昆虫病原线虫LF与Bt HBF-18混用对华北大黑鳃金龟幼虫的防治具有加成或协同增效作用。     

小地老虎食诱剂糖醋酒液配方筛选及发酵增效作用

【目的】为筛选和规范诱集小地老虎Agrotis ipsilon成虫的最佳糖醋酒液配方及最佳发酵时间,确定发酵液中的挥发物成分。【方法】优选以单一纯物质糖、醋、酒和水进行混配的配方A, B, C和D, 其配比分别为蔗糖(g)∶乙酸(mL)∶无水乙醇(mL)∶纯水(mL)(m/v/v/v)=3∶1∶3∶80, 3∶1∶3∶160, 3∶1∶6∶80和1∶1∶3∶80及常见配方E［白糖(g)∶白醋(mL)∶白酒(mL)∶自来水(mL)= 6∶3∶1∶10(m/v/v/v)］,分别并采用Y型嗅觉仪及GC-MS测试和分析小地老虎成虫对发酵1~15 d后的糖醋酒液的趋性及发酵液中的挥发物成分。【结果】趋性试验结果表明,糖醋酒液B配方对小地老虎诱集效果显著优于A, C, D和E配方,C配方次之。小地老虎成虫对B和C这两种配方发酵8 d发酵液的选择反应率均显著高于对未发酵及发酵5 d和7 d外的其他发酵时间发酵液的选择反应率。挥发物成分组成分析结果显示,糖醋酒液B配方发酵8 d发酵液的挥发物共有41种化合物,主要包括17种烃类化合物、8种醛类化合物、2种酮类化合物、4种醇类化合物、5种酯类化合物和5种醚类化合物。而且发酵8 d的糖醋酒液B配方与其未发酵以及发酵4 d和发酵12 d的糖醋酒液B配方之间的挥发物成分差异较大。【结论】优选并明确单一物质糖、醋、酒和水进行混配的小地老虎食诱剂配方(3∶1∶3∶160, m/v/v/v),其糖醋酒液通过发酵可以产生增效作用,最佳发酵时间为8 d。     

棉铃虫剂量补偿相关基因Hamsl1的鉴定与功能分析

【目的】棉铃虫Helicoverpa armigera的剂量补偿(dosage compensation, DC)分子机制尚不清楚。本研究旨在通过克隆棉铃虫雄性特异性致死(male specific lethal, msl) 基因Hamsl1,利用RNA干扰技术明确其是否参与调控棉铃虫剂量补偿。【方法】利用RT-PCR同源克隆棉铃虫Hamsl1基因全长cDNA; 利用qPCR技术研究Hamsl1基因在棉铃虫不同发育时期的表达谱;通过显微注射Hamsl1 siRNA到棉铃虫3龄幼虫中对Hamsl1基因进行RNA干扰后,利用qPCR技术检测15个Z染色体基因的表达情况,分析Hamsl1是否调控Z染色体基因剂量。【结果】成功克隆了棉铃虫Hamsl1基因的cDNA序列,鉴定出Hamsl1基因mRNA存在2种剪接体,分别命名为Hamsl1a(GenBank登录号: MK564008)和Hamsl1b(GenBank登录号: MK564009)。功能域分析发现HaMSL1含有典型的PEHE和coiled-coil功能域,具有MSL1蛋白的特征。qPCR分析表明,Hamsl1基因位于棉铃虫Z染色体上;棉铃虫Hamsl1a与Hamsl1b基因表达均具有发育时期特异性,在成虫期表达量最高,且雌雄化蛹后基因表达量差异显著,具有性别特异性。通过同源比对和qPCR分析,在DNA水平鉴定了15个Z染色体候选基因。显微注射Hamsl1 siRNA于3龄幼虫体内72 h,干扰效率为36.01%~64.27%,并未发生雄性致死现象;与对照组相比,Hamsl1 RNAi处理组中棉铃虫15个Z染色体基因在雄性个体中整体呈现表达量上调趋势,而在雌性个体中平均表达水平差异不显著。【结论】本研究初步探明Hamsl1基因位于棉铃虫Z染色体上,且该基因可能通过抑制雄性棉铃虫Z染色体基因表达,调控棉铃虫Z染色体剂量补偿。本研究为深入研究棉铃虫剂量补偿分子机制和绿色防控棉铃虫提供了理论基础。     

海南省三沙市空中昆虫类群结构研究

【目的】监测研究我国南海地区岛礁空中飞行昆虫群落结构,为探明该地区昆虫迁飞路径,建立重大农业迁飞性害虫跨区转移危害测报系统提供依据。【方法】2017-2018年在海南省三沙市永兴岛建立监测平台,利用高空测报灯系统对永兴岛空中昆虫实时监测,并采集标本鉴定种类。【结果】目前已鉴定214种,隶属11目70科183属。主要类群为鳞翅目90种(42.06%)、半翅目42种(19.63%)、鞘翅目36种(16.82%),包括稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis、小地老虎Agrotis ipsilon、小菜蛾Plutella xylostella、白背飞虱Sogatellafurcifera和褐飞虱Nilaparvatalugens等多种重要的迁飞性害虫,以及中华草蛉Chrysoperla sinica、黑肩绿盲蝽Cyrtorhinus lividipennis和黄蜻Pantala flavescens等迁飞性天敌昆虫。【结论】研究结果证实了多种重大害虫在南海区域跨海迁飞转移危害和天敌随迁行为,丰富了对南海地区昆虫种群结构和物种多样性的认知。     

草地螟对寄主植物的选择性及其化学生态机制

田间自然条件下,草地螟成虫产卵对不同植物具有明显的选择性,其中灰菜上落卵量最多,占调查总卵量的50%以上;甜菜、大豆上次之,玉米和马铃薯上最少。在室内条件下,草地螟成虫产卵对灰菜、大豆、玉米和马铃薯的选择性与田间调查结果完全吻合。而且,草地螟幼虫的嗜食性与成虫产卵对寄主的选择性是一致的。吸附、收集上述植物的挥发物后进行GC-MS测定,并利用风洞进行了生测。其中灰菜和大豆的主要挥发物成分为反-2-己烯醛、青叶醇、青叶酯、1-十八烯等;玉米和马铃薯的挥发物性成分包括青叶酯、芳樟醇、香叶醇、紫罗酮、1-十八烯。生测结果表明,灰菜的挥发物对草地螟雌蛾引诱力最大,选择系数为78%;大豆苗挥发物对其也有较高的诱虫活性;但玉米和马铃薯几乎无引诱作用。自然生长的4种植物的诱虫结果与其挥发物的诱虫结果相似。这些生测结果与成虫和幼虫选择寄主的一致性反映了草地螟选择寄主行为的化学机制。