棉铃虫化学感受蛋白HarmCSP6二聚体的组织表达分析及气味结合特征

为了研究棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)化学感受蛋白（chemosensory proteins, CSPs）在嗅觉识别过程中的功能, 本研究克隆并在原核细胞中表达了棉铃虫化学感受蛋白HarmCSP6, Western blot和快速液相色谱（fast protein liquid chromatography, FPLC）检测证实该HarmCSP6蛋白以二聚体的形式表达。实时荧光定量PCR检测发现HarmCSP6基因在雌雄虫触角中表达量很高, 在雌虫足及翅中也有一定程度的表达。该二聚体蛋白与22种气味分子的荧光竞争结合实验结果表明, 该蛋白与醛类及萜烯类等气味小分子具有较强的结合能力。通过研究该蛋白与小分子的结合, 筛选出合适的气味, 从而为开发棉铃虫引诱剂及驱避剂提供理论依据。     

不同变温组合条件下二点委夜蛾的生长发育

【目的】为明确变温条件对二点委夜蛾Athetis lepigone (Möschler) 实验种群生长发育的影响。【方法】分别设置6个变温组合（20/24℃, 20/28℃, 20/32℃, 24/28℃, 24/32℃和28/32℃）,通过测定和计算各虫态发育起点温度和有效积温及生命表参数来研究变温对二点委夜蛾卵、幼虫、蛹、世代平均发育历期、存活率和繁殖力的影响。【结果】不同变温组合对二点委夜蛾各虫态的发育历期、存活率及种群繁殖力有显著影响。发育历期随着变温组合平均温度的升高而缩短,二点委夜蛾世代存活率由大到小的顺序为24/28℃>20/32℃>28/32℃>20/28℃>24/32℃>20/24℃。24/28℃时产卵量最高,单雌产卵量为390.70粒。世代发育起点温度和有效积温分别为10.37℃和663.17日·度。在不同变温组合下内禀增长率r_m值随着平均温度的升高先上升后降低。在24/28℃时,二点委夜蛾r_m、净增殖率R₀和周限增长率λ最大,种群加倍时间 t 和世代平均周期 T 最小。【结论】24/28℃是二点委夜蛾实验种群生长发育及繁殖的最适变温组合,本研究结果为二点委夜蛾的预测预报及综合防治提供了科学依据。     

桃蛀螟CYP6AE76基因参与对Cry1Ab蛋白的解毒作用

【目的】明确桃蛀螟Conogethes punctiferalis幼虫取食Cry1Ab蛋白后体内CYP6AE76的过表达及对Cry1Ab蛋白有解毒作用。【方法】分析桃蛀螟CYP6AE76序列特征;利用RT-qPCR检测CYP6AE76在不同发育阶段(1-5龄幼虫)和4龄幼虫不同组织(头、中肠、血淋巴和脂肪体)以及4龄幼虫取食含有Cry1Ab蛋白(LC₅₀=1.08 ng/cm2)的人工饲料3 d存活的幼虫中肠和血淋巴中的表达量;利用RNAi饲喂法沉默桃蛀螟4 龄幼虫CYP6AE76后检测中肠中CYP6AE76的表达量,并统计120 h后幼虫体重并计算幼虫存活率;利用RNAi饲喂法沉默桃蛀螟初孵幼虫CYP6AE76后饲喂含1.08 ng/cm² Cry1Ab蛋白的饲料,7 d后统计幼虫体重并计算幼虫存活率。【结果】桃蛀螟CYP6AE76基因开放阅读框长1 572 bp,编码524个氨基酸,分子量约为60.34 kD,属于CYP6家族基因。发育表达谱结果表明, CYP6AE76基因在桃蛀螟整个幼虫阶段均有表达且在1龄幼虫期表达量最高,随着幼虫龄期增大而表达量降低;组织表达谱结果表明,CYP6AE76在4龄幼虫中肠中表达量最高。4龄幼虫取食含有Cry1Ab蛋白(1.08 ng/cm²)的人工饲料后,CYP6AE76在中肠和血淋巴中的表达量相比对照显著上调。通过RNAi沉默CYP6AE76后,桃蛀螟初孵幼虫再取食含有Cry1Ab蛋白的人工饲料后体重显著降低。【结论】CYP6AE76可能参与对桃蛀螟幼虫摄入的Cry1Ab蛋白的解毒。     

幼虫期短时高温暴露对二点委夜蛾存活和繁殖的影响

【目的】随着全球气候变暖,夏季短时极端高温发生的频率逐渐增加。本研究旨在探明二点委夜蛾Athetis lepigone幼虫期对高温的适应性。【方法】将二点委夜蛾不同日龄(1,6,12和18日龄)幼虫在不同高温(35,38和41℃)条件下暴露不同时间(0.5,1,2,4和6 h)后转移至适温(26℃)继续饲养,观察短时高温对其存活率、发育历期、化蛹率、羽化率、雌虫寿命、单雌产卵量及次代卵孵化率的影响。【结果】幼虫期短时高温暴露的温度和时间对二点委夜蛾幼虫的存活率和发育历期有显著影响,而对化蛹率、成虫羽化率、雌虫寿命、单雌产卵量以及次代卵孵化率影响不显著。随着温度的升高和处理时间的延长,幼虫存活率逐渐降低,发育历期逐渐延长。其中,18日龄的幼虫最为敏感,38℃和41℃暴露6 h后存活率分别为58.3%和17.7%,显著低于对照,发育历期分别为25.5 d和29.2 d,较对照显著延长。【结论】幼虫期经历短时高温暴露仅对幼虫的存活和发育历期有影响,而对后续蛹和成虫的生长发育及成虫繁殖力没有影响。     

BT799玉米对亚洲玉米螟抗性研究

【目的】抗螟性鉴定是转基因抗虫玉米研发的重要一环。本文主要就转基因玉米BT799对亚洲玉米螟的抗性展开评价,同时测定了BT799植株组织中Cry1Ac蛋白的表达量。【方法】采用了酶联免疫吸附测定法(ELISA)、室内生测和田间人工接虫鉴定3种方法。【结果】转基因抗虫玉米BT799组织中Cry1Ac蛋白含量分别为768.0 ng/g(蛋白/鲜叶重)和1 452.8~2 978.5 ng/g(蛋白/花丝、苞叶或幼嫩籽粒干重)。田间心叶期接虫条件下转基因抗虫玉米BT799和CC-2XBT799表现高抗亚洲玉米螟。室内取食转Cry1Ac基因玉米不同组织的亚洲玉米螟敏感幼虫7 d后的存活率为0~37.5%,取食非转基因对照的存活率为89.9%~100.0%。亚洲玉米螟不同抗性品系取食郑单958K组织的存活率以Cry1Ie抗性品系最低,其次是Cry1F抗性品系,均显著低于取食对照郑单958,Cry1Ac抗性品系最高,与对照差异不显著。【结论】转Cry1Ac基因玉米BT799对亚洲玉米螟有很高的杀虫作用和良好的田间抗螟性。     

亚洲玉米螟雌蛾产卵偏好寄主植物的筛选及对葎草挥发性化学成分的电生理反应

【目的】鉴定亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis雌蛾在寻找产卵寄主时起重要作用的植物挥发性化学物质,以探索亚洲玉米螟和寄主之间的化学通讯机制。【方法】首先利用田间产卵和风洞行为试验,从酸模叶蓼Polygonum lapathifolium、苘麻Abutilon theophrasti、葎草Humulus scandens、玉米Zea mays和稗草Echinochloa crusgalli 5种寄主植物中筛选出亚洲玉米螟雌蛾的产卵偏好寄主;并结合顶空吸附采样法,收集该寄主植物挥发性化学物质;再应用全二维气相色谱与飞行时间质谱联用系统(GC×GC-TOFMS)鉴定植物挥发性物质的化学成分及含量;最后利用气相色谱-触角电位联用仪(GC-EAD)测定亚洲玉米螟雌蛾对提取物中化学成分的触角电位反应。【结果】田间产卵试验结果表明,亚洲玉米螟雌蛾在不同寄主植物上的落卵量依次为玉米酸模叶蓼葎草稗草苘麻。风洞行为试验结果表明,亚洲玉米螟雌蛾对葎草的产卵趋性显著高于其他寄主植物。GC×GCTOFMS结果表明,葎草的植物挥发性化学物质主要成分有45种,其中,萜烯类相对含量高达86.29%,醛类、酮类和酯类相对含量合计仅占15.83%。GC-EAD结果显示,芳樟醇、α-葎草烯、桧烯、月桂烯、2-正戊基呋喃、壬醛、α-法呢烯、反式-罗勒烯和苯甲醛等9种挥发性物质能引起亚洲玉米螟雌蛾明显的电生理反应。【结论】亚洲玉米螟雌蛾对不同产卵寄主的选择具有显著差异性,寄主植物的理化因素是造成选择差异性的主要因素,葎草的植物挥发性化学物质对亚洲玉米螟有较强的吸引作用;芳樟醇、α-葎草烯、桧烯、月桂烯、2-正戊基呋喃、壬醛、α-法呢烯、反式-罗勒烯和苯甲醛9种挥发性化学物质对亚洲玉米螟产卵寄主的选择有重要作用。     

中国迁粉蝶属分类研究（鳞翅目：粉蝶科）

首次基于外生殖器构造特征对中国迁粉蝶属Catopsilia,Hüubner进行了系统研究,包括3种4个亚种,绘制了外生殖器特征图,编制了分种检索表;同时对其地理分布进行了初步分析,优势分布地卡要集巾在西南区、华中区和华南区;所有研究标本均保存丁两北农林科技人学昆虫博物馆.     

草地贪夜蛾取食Cry1Ab和Cry1Fa蛋白后中肠转录组及ABC基因表达分析

【目的】为揭示草地贪夜蛾Spodoptera furgiperda幼虫取食Bt蛋白后与中肠上相关ATP结合盒转运子(ATP-binding cassette transporter, ABC)蛋白基因的表达量变化的关系。【方法】分别使用含活化晶体蛋白Cry1Ab (LC₇₀=240.2 μg/g)和Cry1Fa (LC₇₀=270.0 μg/g)蛋白的人工饲料饲喂草地贪夜蛾4龄幼虫48 h,利用高通量测序对中肠进行转录组测序并进行生物信息学分析,筛选处理后差异表达基因;利用RT-qPCR验证差异表达ABC基因的表达量。【结果】与饲喂正常人工饲料的对照相比,饲喂含240.2 μg/g Cry1Ab和270.0 μg/g Cry1Fa的人工饲料后草地贪夜蛾4龄幼虫中肠转录组中分别检测到1 305和1 202个差异表达基因。Cry1Ab和Cry1Fa处理组与对照组之间分别有994和912个差异表达基因被GO功能注释到生物学过程、分子功能和细胞组分三大类。在最终筛选到的9个差异表达的ABC家族基因中,Cry1Ab处理组与对照组之间有4个差异表达ABC基因,3个上调,1个下调; Cry1Fa处理组与对照组之间有5个差异表达ABC基因,2个上调,3个下调;Cry1Ab和Cry1Fa处理组与对照组之间有2个ABC基因(LOC118267200和LOC118267201)表达量均显著上调。RT-qPCR验证结果表明,与对照组相比,Cry1Ab处理组有3个ABC基因表达量极显著上调,2个ABC基因表达量下调;Cry1Fa处理组有5个ABC基因表达量上调,1个ABC基因表达量下调。【结论】Cry1Ab和Cry1Fa蛋白的摄入可以影响草地贪夜蛾幼虫中肠一些ABC家族基因的表达量变化,这些基因的表达量变化与昆虫抗性产生有关。经比对后发现,ABCC家族与ABCG8基因表达量变化显著。本研究为下一步明确草地贪夜蛾体内ABC转运蛋白在Bt蛋白杀虫机制中的作用,以及合理使用Bt蛋白防治草地贪夜蛾及延缓抗性提供了理论依据。     

越冬期不同阶段二点委夜蛾越冬幼虫耐寒性变化

【目的】二点委夜蛾Athetis lepigone (Moschler)是我国夏玉米苗期的新害虫,随着耕作制度的改变,二点委夜蛾的发生危害区域和面积逐渐扩大。本研究探讨二点委夜蛾的抗寒能力,为揭示抗寒机理提供理论基础。【方法】分别在越冬期的3个不同阶段,即越冬初期（2012年11月7日）、越冬期（2012年1月20日）和越冬末期（2013年3月5日）,对二点委夜蛾老熟幼虫的体重、过冷却点（supercooling point, SCP）、结冰点（freezing point, FP）、含水量、脂肪和糖原含量进行测定。【结果】过冷却点在这3个时期有显著差异,最低值（-23.16±0.38℃）出现在1月份,最高值（-16.24±1.24℃）出现在越冬初期,结冰点变化趋势与过冷却点一致。通过定量检测发现,虫体鲜重与过冷却点无相关性（r=0.17, P=0.12）;脂肪含量在越冬初期含量最高,而在越冬末期最低;糖原含量在越冬期含量最低;自由水的含量随着过冷却能力升高而降低,随其降低而升高,而结合水含量恰好相反。【结论】二点委夜蛾的抗寒性在越冬期不同阶段出现明显的变化,即随着冬季低温的到来,其抗寒能力逐渐增强,冬季过后又随气温的回升,其抗寒力逐渐减弱。     

桃蛀螟成虫Orco嗅觉受体基因的克隆及组织表达谱分析

【目的】克隆桃蛀螟Conogethes punctiferalis (Guenée)的Orco嗅觉受体基因, 并研究其在不同组织的表达谱。【方法】利用PCR技术克隆桃蛀螟触角Orco基因, 对该基因编码的氨基酸序列进行生物信息学分析, 并利用荧光定量PCR技术分析该基因在的表达量。【结果】获得桃蛀螟成虫Orco的cDNA全长序列, 并命名为CpunOrco（GenBank登录号： JX101681）。该基因的开放阅读框全长1 425 bp, 编码475个氨基酸, 序列中有7个跨膜区。对桃蛀螟成虫不同组织中CpunOrco的荧光定量PCR结果表明, CpunOrco主要在触角和下颚须中表达, 雄虫触角中的表达量高于雌虫, 并且该基因在其他组织中也有一定的表达。【结论】本研究明确了该嗅觉受体基因在桃蛀螟成虫不同组织内的表达水平, 为进一步研究其功能提供了理论依据。