三株芽胞杆菌菌株对松材线虫低温存活与繁殖的影响

为明确细菌在松材线虫生态适应性中的作用,本研究选择与致病相关的松材线虫伴生细菌GD1、马尾松内生细菌GD2以及具有杀松材线虫活性的湿地松内生细菌NJSZ-13为试验对象,测定经这3株芽胞杆菌菌株3个浓度低温驯化10、15和20 d后,在冷冻条件下松材线虫强毒虫株AMA3、中毒虫株AA3和弱毒虫株YW4的存活率和繁殖量。结果表明：低温驯化15 d和20 d后3株菌株对不同毒力线虫的活力影响较驯化10 d后的更显著。在低温驯化15 d、-20℃冷冻处理1 h后,5×10⁶ CFU/mL浓度菌株GD1处理下,虫株AMA3、AA3和YW4的存活率分别为77.22%、83.68%和84.26%,与对照差异显著;5×10⁵ CFU/mL浓度菌株GD1处理下,虫株AMA3、AA3和YW4的存活率分别为75.76%、80.67%和81.50%,与对照差异显著。5×10⁶ CFU/mL和5×10⁵ CFU/mL浓度菌株GD2处理下,与GD1处理组结果相似,菌株NJSZ-13处理组则与菌株GD1和GD2的结果相反。低温驯化15 d、-20℃冷冻处理1 h后,5×10⁶ CFU/mL浓度菌株GD1处理下,虫株AMA3、AA3和YW4的繁殖量分别为7 530、9 317和12 793条/皿,与对照（3 192、3 840和5 823条/皿）差异显著;5×10⁵ CFU/mL浓度菌株GD1处理时,3个虫株的繁殖量均与对照差异显著。而菌株GD2和NJSZ-13处理后,3个虫株的繁殖量均无显著变化。表明不同芽胞杆菌对松材线虫的低温适应性影响存在差异,松材线虫伴生细菌GD1和马尾松内生细菌GD2能增强其低温适应性,而湿地松内生细菌NJSZ-13菌株则相反。     

松墨天牛对马尾松挥发物的触角电位和行为反应

利用触角电位和嗅觉测定技术,比较分析松墨天牛Monochamus alternatus Hope对马尾松(Pinus massoniana Lamb)健康和松材线虫危害的枝条挥发物的触角电位和行为反应特点。实验结果表明:未交配松墨天牛对健康枝条挥发物的EAG反应值大于被害枝条的,交配后天牛对被害枝条的EAG反应值明显大于健康枝条的。在“Y”型嗅觉仪中,未交配天牛对健康枝条挥发物表现为正趋性,对被害枝条挥发物表现为负趋性,而交配后天牛对被害枝条挥发物表现为正趋性,对健康枝条挥发物表现为负趋性。说明不同发育时期的松墨天牛成虫对不同生理状态的寄主具有不同的敏感性和选择性。     

美国白蛾丝素蛋白基因的鉴定、时空表达及取食不同寄主植物后的表达响应

美国白蛾Hyphantria cunea Drury被列为我国林业检疫性害虫,其l～4龄幼虫具有吐丝结网幕的习性.为探究丝素蛋白基因的表达特性,本研究利用PCR技术克隆了美国白蛾的HcP25(Genbank登录号:OL625670)、HcFib-H(Genbank登录号:OL625672)、HcFib-L(Genbank登录号:OL625671)3条丝素蛋白基因,并进行生物信息学分析;利用RT-qPCR技术检测美国白蛾3条丝素蛋白基因的表达特性.结果表明:3条丝素蛋白基因序列比对均与车前灯蛾Arctia plantaginis丝素蛋白一致性最高,系统进化分析显示丝素蛋白HcP25、HcFib-H、HcFib-L在鳞翅目不同科之间在出现较大的分化.RT-qPCR试验结果显示HcP25、HcFib-H、HcFib-L 3基因相对表达量与网幕产生高峰期(1龄、2龄)相一致.3种丝素蛋白均在丝腺中特异性高水平表达,在头部及脂肪体中有少量表达.美国白蛾幼虫取食不同寄主植物后,3种丝素蛋白基因呈现不同的表达规律;取食杨树Populus L.处理组中HcP25与HcFib-H基因相对表达量极显著高于取食其它寄主处理,而取食山樱花Cerasus serrulata var.lannesiana和日本晚樱Cerasus serrulata处理组中HcFib-L基因表达量最高.研究结果为进一步探究丝素蛋白介导的美国白蛾对不同寄主的适应机制及其扩散机制奠定基础,也为开发美国白蛾防治新方法提供了潜在的基因靶标.     

松墨天牛小热激蛋白基因的克隆、表达谱及对温度胁迫的响应

【目的】松墨天牛Monochamus alternatus是我国南方松林中的重要蛀干害虫,也是林业检疫性病害——松材线虫病的主要媒介昆虫,其分布范围较广,对温度的适应性强,本研究旨在初步探讨松墨天牛对温度胁迫适应性的分子机制。【方法】采用RT-PCR与RACE技术克隆松墨天牛小热激蛋白(small heat shock protein,sHSP)基因的全长cDNA,结合生物信息学方法分析小热激蛋白的结构特征;利用qPCR技术测定该基因在松墨天牛不同发育阶段、4龄幼虫不同组织及不同低温和高温胁迫下4龄幼虫中的表达谱,并用geNorm,NormFinder和BestKeeper软件对不同温度下内参基因稳定性进行评价。【结果】获得松墨天牛sHSP基因的cDNA全长序列,命名为MaltHSP21.20(GenBank登录号:MH091811),全长为871 bp,编码187个氨基酸,信号肽预测表明其N末端含有18个氨基酸的信号肽,成熟蛋白预测分子质量为21.20 kD,等电点为8.65。结构域预测符合小热激蛋白家族的特征,共含有10个β折叠片,在α结构域内含有7个β折叠片。进化树分析表明该蛋白氨基酸序列与光肩星天牛Anoplophora glabripennis的sHSP有较高的同源性。不同软件分析得到最稳定的内参基因存在差异,结合3种方法评价得出RPL10最为稳定。MaltHSP21.20在不同发育阶段的松墨天牛体内均有表达,滞育幼虫中表达量最高,卵期及蛹期表达量次之;在4龄幼虫不同组织中均有分布,脂肪体中表达量最高;4龄幼虫MaltHSP21.20对低温诱导无响应,其表达量在35℃时显著上调,45℃处理2和3 h最高,50℃时下降。【结论】RPL10是不同温度胁迫下较稳定的内参基因。相比其他热激蛋白基因,MaltHSP21.20对低温敏感性较低,推测其在幼虫滞育越冬及抵抗高温中发挥重要作用。     

松墨天牛对不同生理状态黑松挥发物的触角电生理和行为反应

用水蒸气蒸馏法结合气相色谱以及气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析了黑松的健康木和松材线虫危害木中的挥发性物质,并利用触角电位和嗅觉仪测定技术比较分析了松墨天牛对黑松健康木和被害木挥发物的触角电生理和行为反应特点及其对健康木挥发物的日龄变化规律.结果表明,未交配天牛对健康木挥发物的EAG反应值大于被害木,已交配天牛对被害木EAG反应值显著大于健康木;15日龄前的EAG反应值随日龄的增加而升高.在“Y”型嗅觉仪中,未交配天牛对健康木挥发物表现为正趋性,对被害木挥发物表现为负趋性;而已交配天牛对被害木挥发物表现为正趋性,对健康木挥发物表现为负趋性;雌天牛随着日龄的增加对健康木挥发物的正趋性逐渐增强,在15日龄时达到最大,雄天牛在9日龄时正趋性最强.说明不同发育时期的松墨天牛成虫对不同生理状态的黑松具有不同的敏感性和选择性.     

寄主植物对松墨天牛幼虫体内酶系活性的影响

室内采用在马尾松、黑松、火炬松、湿地松和雪松皮下接入松墨天牛Monochamus alternatus Hope幼虫的方法,探明5种寄主植物对松墨天牛幼虫的存活、钻蛀取食及纤维素酶、酯酶、羧酸酯酶活性的影响。结果表明,5种寄主植物对松墨天牛幼虫存活和钻蛀取食有显著影响,接种于马尾松的天牛幼虫存活率100%;接种于雪松的松墨天牛幼虫存活率仅55.56%。松墨天牛取食不同寄主后,其体内纤维素酶、酯酶和羧酸酯酶活性存在显著差异。其中以取食火炬松的Cx酶活性最高,为(4.5754±0.1975)μmol·g-1(FW)·min-1,C1酶和β-l,4-葡萄糖苷酶活性以取食马尾松的松墨天牛幼虫消化道中最高,分别为(2.8199±0.0510)μmol·g-1(FW)·min-1与(3.0793±0.1733)μmol·g-1(FW)·min-1;而以取食黑松和马尾松的酯酶、羧酸酯酶活性最高,分别为1372.74mmoD/min·μg和744.82mmoD/min·μg。     

松墨天牛成虫交配与产卵行为的观察

观察了养虫笼中松墨天牛Monochamus alternatusHope的交配和产卵行为。描述了雌、雄虫在交配过程中的多种行为,雌、雄虫间的交配时间可持续23~540 min,平均约200 min;有重复交配现象,重复交配次数可达2~18次;每次交配持续时间为2~100 s。雌虫背负雄虫,边取食边产卵;也可脱离雄虫单独产卵。雌虫在寄主枝条上咬槽产卵,通常日产卵1~2粒,最多3粒。产卵期的长短和产卵量的多少取决于雌虫个体寿命的长短。     

悬铃木方翅网蝽触角感器扫描电镜观察

利用扫描电镜对悬铃木方翅网蝽Corythucha ciliata(Say)雌、雄成虫触角背面和腹面进行观察。结果表明:悬铃木方翅网蝽触角为棒状,共4节,分为柄节、梗节和鞭节。触角上共有4种感器,分别为刺型感器、锥形感器、毛型感器和芽型感器;这些感器不存在性二型现象。其中,刺型感器分为大刺型感器和小刺型感器2种类型;芽型感器首次在异翅亚目昆虫触角上发现。雄成虫触角感器数量明显多于雌成虫,不同类型的感器在触角各节上的数量与分布各不相同。     

美国白蛾热激蛋白70基因的鉴定及功能分析

【目的】探究热激蛋白70(heat shock protein 70, HSP70)基因在美国白蛾Hyphantria cunea抵御高温胁迫过程中的作用,为揭示美国白蛾的扩散机制以及预测潜在分布区提供理论支撑。【方法】利用PCR技术克隆美国白蛾HSP70基因,并进行生物信息学分析;利用qPCR技术检测新蜕皮的美国白蛾4龄第2天幼虫在25, 30, 35和40℃处理下HSP70基因的表达特性;构建美国白蛾HSP70的原核表达载体,并在大肠杆菌Escherichia coli BL21感受态细胞中诱导表达该蛋白,利用Ni²⁺-His柱纯化蛋白,并通过Western blot验证该蛋白;利用体外实验测定原核表达获得的重组蛋白在高温胁迫下的ATP酶活性。【结果】克隆获得美国白蛾2条HSP70基因HcHSP70(GenBank登录号: MT995848)和HcHSC70(GenBank登录号: MT261583),其ORF长度分别为1 917和2 061 bp,分别编码637和687个氨基酸,分子质量分别约为69.66和74.96 kD,等电点分别为5.90和5.96;氨基酸序列结构均含有3个高度保守的区域GIDLGTTYS, IFDLGGGTFDVSIL和VGGSTRIPKVQ,符合热激蛋白70家族的特征;蛋白三维结构均由N端ATPase功能域和C端底物结合功能域所组成。系统进化树显示HcHSP70与鳞翅目HSP70家族其他成员聚为一支,而HcHSC70与鳞翅目HSC70家族的其他成员聚为另一支。qPCR结果表明,新蜕皮的美国白蛾4龄第2天幼虫在热胁迫下HcHSP70的相对表达量显著上调,且在35℃处理2 h下达到峰值,而热胁迫下HcHSC70的表达响应较微弱。成功构建了HcHSP70的原核表达载体并在体外诱导表达。纯化后的重组蛋白HcHSP70具备ATPase活性,且在高温胁迫下酶活性稳定。【结论】本研究克隆获得美国白蛾2条HSP70基因HcHSP70和HcHSC70,明确了两条基因在高温处理下的表达特性;成功对美国白蛾HcHSP70进行原核表达及纯化,并证明重组蛋白HcHSP70在高温下具有稳定的ATPase活性,推测其在美国白蛾应对高温胁迫中发挥着重要作用。     

寄主转换对美国白蛾幼虫生长发育和消化酶活性的影响

[目的]明确寄主转换对美国白蛾Hyphantria cunea幼虫生长发育以及体内消化酶活性的影响,探究美国白蛾幼虫在不同寄主植物之间转换后的适应性与生理响应机制.[方法]在实验室条件下,人工饲料饲养美国白蛾一代后,第2代初孵幼虫分别持续饲喂落羽杉Taxodium distichum与日本晚樱Cerasus serru...