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。     

基于线粒体COI基因序列的大豆食心虫中国东北地理种群遗传多样性分析

【目的】大豆食心虫Leguminivora glycinivorella (Matsumura)是一种危害大豆的主要害虫,在中国北方地区危害较重。本研究旨在探讨大豆食心虫在中国东北不同地理种群间的遗传变异。【方法】测定了10个不同地理种群153个个体的线粒体细胞色素氧化酶亚基Ⅰ (mtCOI)基因的657 bp序列,利用DnaSP 5. 0和Arlequin 3. 5. 1. 2等软件对大豆食心虫种群间的遗传多样性、基因流水平和分子变异进行分析。【结果】结果表明：10个地理种群间的COI基因共有36个变异位点和17个单倍型,其中1个单倍型为10个种群所共享。总种群的单倍型多样性指数Hd为0.456,各地理种群单倍型多样度范围在0~0.634之间。总群体的固定系数Fst为0.12545,遗传分化系数Gst为0.06326,总基因流Nm为3.49,且各种群间的基因流均大于1,种群间基因交流的水平较高。【结论】大豆食心虫种群内遗传多样性水平处于中低等水平。总群体和各种群的Tajima’s D检验结果皆不显著,说明中国东北地区大豆食心虫在较近的历史时期内没有出现种群扩张现象。AMOVA分子变异分析结果表明,大豆食心虫的遗传分化主要来自种群内部,而种群间未发生明显的遗传分化。各地理种群的单倍型在系统发育树上和中介网络图上散布在不同的分布群中,缺乏明显的地理分布格局。各种群的遗传距离与地理距离之间没有显著线性相关性,种群间的基因交流并未受到地理距离的影响。     

低温驯化对海滨斯氏线虫生化物质含量及其生存活力的影响

【目的】本文为明确海滨斯氏线虫Steinernema litorale开发应用的潜能和价值,研究了由本实验室从哈尔滨市香坊区原生态榆树根际土壤中分离到的海滨斯氏线虫的适低温特性。【方法】采用25℃(6 d)、10℃(6 d)、4℃(6 d)和25℃(2 d)-10℃(2 d)-4℃(2 d)处理海滨斯氏线虫,分析该线虫冷冻存活率、不同温度处理后的贮存稳定性以及体内生化物质—可溶性糖、糖原、海藻糖、脂肪与蛋白质含量的影响。【结果】海滨斯氏线虫经过25℃(6 d)、10℃(6 d)、4℃(6 d)和25℃(2 d)-10℃(2 d)-4℃(2 d)低温驯化,于﹣20℃冷冻36 h后的存活率分别为0.9%、23.6%、20.0%和49.2%,经25℃(2 d)-10℃(2 d)-4℃(2 d)处理的线虫冷冻存活率明显高于其它3组,阶段性降温显著提高了线虫耐寒力;将上述4组低温驯化后的海滨斯氏线虫置于4℃贮存7个月,其存活率差异不显著(P0.05),均为65%以上;25℃(6 d)驯化的线虫杀虫活性显著低于其他3个处理组线虫的杀虫活性。海滨斯氏线虫经25℃(2 d)-10℃(2 d)-4℃(2 d)阶段降温驯化后体内可溶性糖、脂肪、海藻糖含量最高且显著高于25℃(6 d)驯化的线虫体内可溶性糖、脂肪、海藻糖含量;25℃(6 d)驯化的线虫体内蛋白质、糖原含量与其他3个处理组差异不显著。【结论】阶段降温的低温驯化更有利于提高海滨斯氏线虫耐寒能力,并能用于后期长期贮存。     

大豆蚜细胞色素氧化酶Ⅱ基因的克隆及其在捕食性天敌昆虫鉴定中的应用

利用通用引物,对大豆蚜Aphis glycines Matsumura的细胞色素氧化酶Ⅱ（COⅡ）基因序列进行克隆和测序。测得的序列长度为810 bp,并与已在GenBank上登录的其他蚜虫COⅡ基因序列进行比较分析,验证其同源性,同时将该序列在GenBank进行了登记 (登录号为DQ265743)。根据此片段的碱基序列设计了1对大豆蚜特异引物,其扩增片段约为270 bp;种特异性检验结果表明,该引物只对大豆蚜具有扩增能力,对其他相关蚜虫种类不具有扩增效果;并用此引物对大豆蚜捕食性天敌进行定性检测,结果表明,在取食过大豆蚜的异色瓢虫Harmonia axyridis、龟纹瓢虫Propylaea japonica、大草蛉Chrysopa septempunctata幼虫以及小花蝽Orius similes 成虫和幼虫等捕食性昆虫的中肠中均能检测到大豆蚜的DNA片段; 而在未取食蚜虫的上述天敌中却未能扩增出来。     

黑龙江省苏云金杆菌的分离及对夜蛾科昆虫高毒力菌株的筛选

【目的】为了发掘新的苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis)的资源,在黑龙江省不同地区采集不同类型的土壤样品分离出对夜蛾科具有高毒力的菌株。【方法】采用醋酸钠选择性筛选法筛选Bt菌株,利用10对通用引物对分离株进行基因型分析,SDS-PAGE进行杀虫晶体蛋白分析,同时测定苏云金杆菌分离株对棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)、甘蓝夜蛾Mamestra brassicae(Linnaeus)、斜纹夜蛾Spodoptera litura(Fabricius)的杀虫活性。【结果】从黑龙江省不同地区采集的352份不同类型的土壤样品中,共分离出46株苏云金芽孢杆菌野生菌株,出菌率为13.06%。油镜下可观察到伴孢晶体的形态有菱形、球形、镶嵌形及不规则形。结果表明产菱形晶体的菌株多含有cry1类基因,而同时产生菱形、球形及不规则形晶体的菌株则含有多种基因型。SDS-PAGE蛋白分析发现这些菌株主要表达130、90、60 ku蛋白。对其中的部分菌株进行毒力测定,结果表明有4株菌株对3种夜蛾科昆虫具有高毒力。【结论】黑龙江省苏云金芽孢杆菌分布广泛,类型多样,已获得对夜蛾科昆虫有高毒力的菌株,这对夜蛾科害虫的绿色防控及延缓其抗性具有重要意义。     

热应激和吡虫啉对大豆蚜hsp70和hsc70基因mRNA表达的影响

【目的】昆虫在高温或农药的胁迫下,通过高效表达热休克蛋白(HSP)等建立应激自我保护机制。本研究为从转录组水平上认识大豆蚜Aphis glycines在热应激和吡虫啉胁迫下hsp70和hsc70 mRNA表达分子机制,进而寻找自我保护应激反应中的薄弱环节,为大豆蚜的生物防治提供理论基础。【方法】采用同源克隆、RACE技术和实时荧光定量PCR等方法研究不同热激时间和热激后不同恢复时间及不同吡虫啉浓度对大豆蚜4龄若虫hsp70和hsc70的表达影响。【结果】37℃热激后,大豆蚜4龄若虫中hsp70表达量先上调,1 h时升至对照组的10.36倍（P<0.05）,然后逐渐下降。同样热激后恢复时间的长短对大豆蚜若蚜中hsp70的表达具有显著影响。热激处理后,大豆蚜若蚜中hsp70立即大量表达,表达量为对照组的8.78倍（P<0.05）,随后表达量下降至对照组水平,而hsc70的表达量并没有显著变化（P>0.05）。大豆蚜若蚜受吡虫啉的胁迫时,其hsp70和hsc70的表达量受吡虫啉的浓度及胁迫的时间的影响,呈现先升高后下降的趋势,具有明显的短期效应。【结论】吡虫啉诱导大豆蚜hsp70和hsc70表达量的上调;而热胁迫对hsp70和hsc70 mRNA具有不同的表达模式,高温可以诱导hsp70的表达,但对hsc70没有明显的诱导作用。     

大豆蚜对不同浓度吡虫啉药剂胁迫的适应性

【目的】本研究旨在探索大豆蚜对半致死浓度LC_(50)、亚致死浓度LC_(30)吡虫啉的适应性,掌握吡虫啉对大豆蚜种群在田间发生趋势、进化及分布的影响,从而指导田间精准施药,为保护生态环境和推动可持续农业发展提供新思路。【方法】采用浸渍法,用大豆蚜初孵若虫亚致死浓度LC_(30)及半致死浓度LC_(50)的吡虫啉胁迫大豆蚜初孵若虫,监测大豆蚜实验种群的生长发育特性和繁殖力变化趋势,组建种群生命表。另用4龄若虫亚致死浓度LC_(30)及半致死浓度LC_(50)的吡虫啉胁迫大豆蚜,分析连续5代大豆蚜对吡虫啉的抗性。【结果】受LC_(50)、LC_(30)吡虫啉药剂胁迫的大豆蚜种群的存活率均经历了急剧下降期、平缓下降期和次急速下降期3个时期,根据Deevey种群存活曲线两个处理均为凹曲线;日产蚜峰值出现顺序依次为:LC_(30)(处理组Ⅰ)、对照组、LC_(50)(处理组Ⅱ);受LC_(30)、LC_(50)和对照组吡虫啉药剂胁迫的大豆蚜世代平均历期的比值是0.929∶1.068∶1;净增值率(R_0)的比值是0.297∶0.141∶1;周限增长率(λ)的比值是0.892∶0.798∶1;倍增时间(T_d)的比值是1.4∶2.35∶1;吡虫啉药剂胁迫大豆蚜种群产生的抗性在第2-3代差异显著,分别为1.78倍和2.23倍;LC_(30)(处理组Ⅰ)吡虫啉药剂胁迫大豆蚜种群产生的抗性在第4-5代差异显著,分别为1.61倍和1.90倍。【结论】大豆蚜对不同浓度吡虫啉胁迫的适应性存在差异。应针对施药浓度、方法制定相应的防治方案,降低大豆蚜产生抗性风险。     

甘蓝夜蛾几丁质酶基因cDNA序列的克隆与序列分析

昆虫几丁质酶在害虫生物防治中具有很大的发展潜力。以甘蓝夜蛾Mamestra brassicae L.预蛹期幼虫整个虫体为材料提取总RNA,利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(RACE),扩增得到其几丁质酶的cDNA序列。该序列含有2826个碱基,包括1个1689个碱基的开放阅读框,预测编码1个含562个氨基酸的多肽,分子量约为62.6kDa,等电点为5.30。推导得到的氨基酸序列含有2个N-位糖基化位点,22个O-位糖基化位点,氨基酸序列与其他昆虫,尤其是鳞翅目昆虫的几丁质酶高度同源。获得的甘蓝夜蛾几丁质酶基因cDNA序列已经登录GenBank并获得登录号FJ436415。     

致死中浓度溴氰菊酯对茄无网蚜体内能源物质的影响

【目的】通过LC_(50)溴氰菊酯胁迫1龄茄无网蚜Acyrthosiphon solani测定对其生长发育及能源物质的影响,为研究茄无网蚜抗药性产生提供理论基础。【方法】通过浸渍法用LC_(50)溴氰菊酯处理1龄茄无网蚜,间隔12h观测药剂胁迫后试虫的生长历期,分别用蒽酮法、考马斯亮蓝G-250法,香草醛试剂测定各虫龄试虫蛋白、糖类和总脂质含量并进行数据分析。【结果】药剂胁迫下显著延长了1龄(1.44倍)、2龄(1.26倍)的发育历期(P 0.05);蛋白质比重在2龄(0.75倍)、3龄(0.69倍)、成蚜(1.17倍)有显著差异(P 0.05),其他虫龄有差异但不显著;可溶性糖比重在2龄(1.39倍)差异显著(P 0.05);糖原比重在1龄(3.81倍)、2龄(3.82倍)差异显著;总脂质在1-4龄均有显著差异(P 0.05),分别是对照组的2.04、1.34、1.25、1.30倍。【结论】药剂胁迫对茄无网蚜的生长发育及各虫龄能源物质比重均有不同程度的影响。     

热胁迫下八字地老虎hsc70基因在不同组织转录表达差异性分析

【目的】为探讨八字地老虎Xestia c-nigrum(Linnaeus)Xe-hsc70基因表达与高温耐受性之间的关系,比较热胁迫下Xe-hsc70基因在不同组织中诱导表达的差异。【方法】本研究以八字地老虎4龄幼虫为研究对象,采用RT-PCR和RACE技术克隆获得编码热激同源蛋白70(70 ku heat shock cognate,HSC70)的基因(命名为Xe-hsc70)cDNA全序列与基因组DNA序列(Genomic DNA,gDNA),并利用实时荧光定量PCR和Western blotting技术,比较分析不同热胁迫温度及不同热诱导时间下八字地老虎4龄幼虫体内马氏管、中肠、体壁、脂肪体与唾腺5个组织中Xe-hsc70基因在mRNA转录与蛋白表达两水平上相对表达量的变化。【结果】比较分析克隆得到的Xe-hsc70基因cDNA全序列和gDNA序列,结果表明Xe-hsc70基因含有8个内含子,最大内含子(561 bp)位于5′端非编码区,并含有一个类似热激应答原件HSE的核心结构序列(gaatatgCaGAAtgTTCcaGaa),其余内含子(长度在86~218 bp之间不等)均在编码区内,本研究首次报道了八字地老虎hsc70内含子的具体数目及位置。组织差异性分析显示:在常温25℃条件下,Xe-HSC70在脂肪体中表达量最高,在唾腺中表达量最低;经热激诱导后中肠、唾腺与体壁组织中Xe-HSC70的表达量与对照(25℃)相比显著上调,随着热激时间的延长,表达量呈现出先升高后恢复至对照水平的变化趋势,脂肪体和马氏管Xe-HSC70表达量与对照相比无明显变化。【结论】八字地老虎不同组织在应对热胁迫的过程中,抗逆机制具有明显的差异。Xe-HSC70的不断积累是八字地老虎对热胁迫不断适应的一个过程,其组织中Xe-hsc70基因的高表达在八字地老虎抗热胁迫的过程中起着重要作用,并为从分子水平上研究八字地老虎的抗逆机理提供依据。