四种鳞翅目害虫精氨酸激酶基因的表达谱及基于RNAi的功能分析

【目的】精氨酸激酶(arginine kinase, AK)(EC 2.7.3.3)是昆虫体内重要的磷酸原激酶(能量代谢调节因子),也是唯一能够形成有效ATP的磷酰基供体,起着与脊椎动物中肌酸激酶相同的作用。本研究旨在了解鳞翅目害虫AK基因的表达和功能。【方法】利用qRT-PCR方法测定AK基因在大螟Sesamia inferens、二化螟Chilo suppressalis、甜菜夜蛾Spodoptera exigua和斜纹夜蛾Spodoptera litura 这4种鳞翅目害虫不同发育阶段和3龄幼虫不同组织中的表达谱;通过终点法检测了这4种害虫不同发育阶段和幼虫不同组织中的AK酶活性;采用RNAi技术抑制该基因的表达并分析其功能。【结果】AK基因在大螟、二化螟、甜菜夜蛾和斜纹夜蛾这4种鳞翅目昆虫的不同发育阶段和3龄幼虫不同组织中均有表达,说明该基因的表达不具有发育时期和组织特异性。不同发育时期和3龄幼虫不同组织中AK酶活性与基因表达量变化趋势大体一致。注射以AK基因为靶标的dsRNA 6 d后,4种害虫体内AK基因的mRNA表达下降30%~50%,AK酶活性降低30%左右;14 d后幼虫的死亡率达50%左右,显著高于对照组幼虫的死亡率。【结论】AK基因在上述4种鳞翅目害虫中为组成型表达,RNAi抑制AK基因的表达可导致4种害虫的幼虫死亡,研究结果为开发以AK基因为靶标的鳞翅目害虫防治新技术提供了理论依据。     

种植Bt水稻后的土壤对赤子爱胜蚓生长发育及酶活性的影响

【背景】转基因作物种植的安全问题一直备受关注。关于Bt蛋白对地下非靶标生物影响的研究是转基因作物安全评价的重要内容。【方法】在转Bt基因水稻收割后的稻田里分别种植豌豆、紫云英和油菜作为后茬作物。分别于2013年1、3和6月3次采集不同后茬作物田中的土壤作为材料,于室内饲养赤子爱胜蚓,4周和7周后,测定蚯蚓的生长发育指标、存活率以及体内酶活性的变化情况。此外,还测定了不同深度土壤中Bt蛋白的含量以及用Bt蛋白直接饲喂的赤子爱胜蚓的存活率。【结果】与种植过非转基因水稻MH63的土壤相比,分别种植过含cry2A和cry1C基因水稻后的土壤对赤子爱胜蚓的生长发育、存活率及体内酶活性无显著影响。1月份和3月份转cry2A基因水稻田以及1月份转cry1C基因水稻田采集的表层土样中的Bt蛋白含量显著高于地下10 cm和地下20 cm土壤中的含量,地下2层土样中的Cry2A蛋白含量之间无差异。3月份转cry1C基因水稻田以及6月份转cry2A和转cry1C基因水稻田的土壤中Bt蛋白的含量均不受土壤深度的影响。种植的后茬作物对土壤中的Bt蛋白无显著消解作用。室内模拟土壤最高Bt蛋白浓度的条件下,Cry2A蛋白处理的蚯蚓存活率为96.7%,Cry1C蛋白处理的蚯蚓存活率为95.0%,两者与对照相比无显著差异。【结论与意义】转cry2A和cry1C基因Bt水稻的种植对蚯蚓的生长发育和体内酶活性无显著影响。本研究为转基因水稻的安全评价提供了一定的依据。     

植物病毒对介体和非介体节肢动物及其天敌的影响研究进展

由节肢动物传播的植物病毒是农田生态系统中的一个重要生物因子,它不仅影响寄主植物的产量和品质、介体节肢动物的生长发育、生理生化变化和生态学特性等,还可以直接或间接地作用于植食性非介体节肢动物及其天敌,从而对整个农田生态系统造成影响.本文总结了植物病毒对介体和非介体节肢动物及其主要天敌的影响及其生态学机制的研究进展,以期为从生态系统水平对介体和非介体植食性节肢动物的种群管理及其传播的植物病毒病的可持续控制提供依据.     

诱集植物在害虫治理中的最新研究进展

诱集植物作为一种传统的害虫治理工具,在农业生产中的应用越来越广泛,其重要性也随着时间推移日益凸显。本文结合国内外研究现状,从特点、应用、优势和发展前景等方面综述了诱集植物在害虫生态控制中的重要作用。同时以香根草为例具体说明了诱集植物的应用方法,为诱集植物的利用与开发提供参考。     

转cry1Ab基因粳稻对稻田节肢动物群落的影响

在将稻田节肢动物群落按营养关系分为植食类、寄生类、捕食类、腐食类和其他类等5个功能团的基础上,从功能团优势度、群落结构参数及群落相异性等方面,经2年3点的调查就2个转cry1Ab基因粳稻（Bt粳稻）品系KMD1和KMD2对稻田节肢动物群落结构的影响做了评价。结果表明：在大多数情况下,Bt粳稻与对照间各功能团优势度、群落结构参数［物种丰富度（S）、Shannon-Wiener多样性指数（H′）、均匀性指数（J）、优势集中性指数（C）］及其时间动态无明显差异;Bt粳稻与对照间植食类、寄生类、捕食类亚群落,及整个节肢动物群落的相似性也较高。综合分析认为,Bt粳稻对稻田节肢动物群落结构无明显的负面影响。     

转Bt基因及其亲本水稻上褐飞虱对三唑磷和溴氰菊酯的反应

以转Bt基因抗虫水稻T1C-19(含cry1C基因)和T2A-1(含cry2A基因)及其亲本水稻MH63为材料,用20和40 mg·L^-1的三唑磷以及1、3和6 mg·L^-1的溴氰菊酯喷雾分别处理稻株上的3龄褐飞虱若虫,研究了两种农药对转Bt基因抗虫水稻上褐飞虱再猖獗的影响.结果表明： 三唑磷处理对褐飞虱的若虫历期无显著性影响,溴氰菊酯则能显著降低若虫历期,但随着两种药剂处理浓度的升高,若虫的存活率降低、成虫的产卵量增加.在同一浓度农药药剂处理下,3个水稻品种上的褐飞虱若虫发育历期、若虫存活率、初羽雌成虫体质量、产卵量和卵孵化率等生态学参数均没有显著差异.表明褐飞虱在两种转Bt水稻上对三唑磷和溴氰菊酯诱导再猖獗的反应能力与其亲本水稻MH63没有差异.     

转cry1Ab基因水稻田寄生蜂亚群落结构及其优势类群数量动态的研究

从寄生蜂的优势度、数量和时间动态等方面,对含cry1Ab基因的Bt水稻对稻田寄生蜂群落的影响作了评价。寄生蜂各科的组成与优势度的分布在Bt稻田和对照间无显著差异,但数量低于对照,其中,优势类群茧蜂数量显著低于对照。从田间动态看,仅在寄生蜂发生的高峰期,Bt稻田中的主要寄生蜂才显著低于对照。因此,Bt水稻对靶标害虫主要寄生蜂尤其是茧蜂可能具一定的负面影响。     

室内测定6种化学杀虫剂对草地贪夜蛾幼虫的毒力

2019年草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda入侵我国多个省份和地区,对我国农业生产造成重大影响。化学防治是应对入侵害虫的主要措施,因此,本研究测定了6种不同作用机制杀虫剂对草地贪夜蛾初孵和3龄幼虫的生物活性。结果表明,对初孵幼虫具有较高毒力作用的为氯虫苯甲酰胺、多杀菌素、茚虫威、阿维菌素和甲氧虫酰肼;对3龄幼虫具有较高毒力作用的为氯虫苯甲酰胺、多杀菌素和茚虫威;与初孵幼虫相比,阿维菌素、茚虫威、多杀菌素和甲氧虫酰肼的LC 50分别提高了78.06、1.70、11.73和23.09倍。本研究筛选出了对草地贪夜蛾初孵幼虫和3龄幼虫杀虫效果较好的药剂,证明了低龄幼虫对部分农药抵抗力较弱,而3龄后的幼虫抵抗力显著增加,为田间草地贪夜蛾的化学防治提供了科学的用药指导。     

转cry1 Ab基因粳稻对稻田节肢动物群落的影响

在将稻田节肢动物群落按营养关系分为植食类、寄生类、捕食类、腐食类和其他类等5个功能团的基础上,从功能团优势度、群落结构参数及群落相异性等方面,经2年3点的调查就2个转cry1Ab基因粳稻（Bt粳稻）品系KMD1和KMD2对稻田节肢动物群落结构的影响做了评价。结果表明：在大多数情况下,Bt粳稻与对照间各功能团优势度、群落结构参数[物种丰富度（S）、Shannon-Wiener多样性指数（H′）、均匀性指数（J）、优势集中性指数（C）]及其时间动态无明显差异;Bt粳稻与对照间植食类、寄生类、捕食类亚群落,及整个节肢动物群落的相似性也较高。综合分析认为,Bt粳稻对稻田节肢动物群落结构无明显的负面影响。     

“秕谷草-伪褐飞虱-中华淡翅盲蝽”载体植物系统的可行性

为明确用于防治稻飞虱的“秕谷草-伪褐飞虱-中华淡翅盲蝽”载体植物系统的可行性,本文开展了靶标作物水稻、载体植物秕谷草和靶标害虫褐飞虱、替代猎物伪褐飞虱组合对中华淡翅盲蝽成虫形态、种群增长参数、产卵选择性和取食选择性的影响研究.结果表明: 中华淡翅盲蝽水稻种群(取食褐飞虱卵)的雌雄成虫个体均显著大于秕谷草种群(取食伪褐飞虱卵).取食褐飞虱卵的中华淡翅盲蝽种群增长参数单雌产卵量、净增长率、内禀增长率、周限增长率明显高于取食伪褐飞虱卵的种群,但取食伪褐飞虱卵也有较高的种群增长能力,足以扩繁种群.对于靶标作物水稻和载体植物秕谷草,无论是水稻种群还是秕谷草种群均偏好在水稻上产卵.同时,2个种群的雌虫、雄虫和若虫对褐飞虱卵和伪褐飞虱卵捕食量没有显著性差异.在上述研究基础上,讨论了在田间建立“秕谷草-伪褐飞虱-中华淡翅盲蝽”载体植物系统的可行性.