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。     

二化螟滞育生物钟蛋白TIME-EA4基因的克隆及时空和温度诱导表达分析

【目的】生物测时蛋白TIME-EA4是昆虫特有的一种滞育生物钟蛋白。本文旨在克隆二化螟Chilo suppressalis TIME-EA4基因,研究其在二化螟不同发育时期和不同组织中的时空表达模式及在不同田间种群和不同温度诱导下的滞育和非滞育种群中的表达水平。【方法】通过RACE技术克隆二化螟TIME-EA4基因全长c DNA序列,利用荧光定量PCR的方法检测TIME-EA4基因在二化螟不同发育时期、6龄幼虫不同组织中的表达模式,及在不同季节采集的田间种群和不同温度处理1h后的滞育和非滞育种群6龄幼虫中的表达量变化。【结果】从二化螟中克隆获得TIME-EA4的c DNA序列(Gen Bank登录号:KU356855),全长821 bp,开放阅读框516 bp,编码172个氨基酸;TIME-EA4基因在二化螟不同发育时期和不同组织中均有表达,且在早期蛹、雌雄成虫以及6龄幼虫的头部、脂肪体和中肠中表达水平较高,同时在滞育幼虫组织中的表达高于非滞育幼虫。此外,TIME-EA4基因在滞育种群中的表达量是非滞育种群的3倍左右,同时在非滞育种群中,该基因的表达明显受10℃及以下低温的诱导,且在10℃时表达量最高,而在滞育种群中该基因的表达受温度影响不明显。【结论】结果说明TIME-EA4基因与二化螟的抗低温胁迫以及低温滞育相关。本研究为TIME-EA4在农业害虫滞育的分子作用机制研究奠定了基础。     

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。     

亚致死浓度氰氟虫腙对小菜蛾三种解毒酶及P450 mRNA表达量的影响

【目的】为探讨亚致死浓度氰氟虫腙对小菜蛾Plutella xylostella(L.)3种解毒酶和细胞色素P450基因表达量的影响。【方法】采用叶片浸渍法,测定用氰氟虫腙LC10和LC25处理72 h后小菜蛾羧酸酯酶、谷胱甘肽S-转移酶和多功能氧化酶3种解毒酶的活性;应用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)方法测定了其在24、48和72 h时对P450基因(Px CYP4、Px CYP6和Px CYP9家族)表达的影响。【结果】结果表明,氰氟虫腙LC10和LC25处理对羧酸酯酶活性影响不显著;对谷胱甘肽S-转移酶活性存在显著抑制作用(P<0.05);LC25处理后多功能氧化酶活性显著增加(P<0.05),为对照的1.39倍。同时,LC25氰氟虫腙处理组小菜蛾P450基因Px CYP4M19、Px CYP6BF1V2、Px CYP6CN1和Px CYP6CV2 m RNA的相对表达量分别为对照组的2.33~8.5倍、1.32~3.48倍、1.18~2.53倍、2.02~7.22倍。【结论】结果显示,氰氟虫腙可能通过诱导这4种P450基因m RNA的上调表达而增强了小菜蛾多功能氧化酶酶活性。     

禾谷缢管蚜和麦长管蚜玻璃管药膜法敏感毒力基线的建立

【目的】建立禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi（Linnaeus）和麦长管蚜Sitobion avenae（Fabricius）对常用杀虫剂的相对敏感基线。【方法】从田间采集麦蚜在实验室内饲养30代以上,利用玻璃管药膜法测定其对杀虫剂的敏感度,每条毒力基线为2次以上独立测定数据合并后的计算结果。【结果】用玻璃管药膜法建立了包括新烟碱类、吡啶类、氨基甲酸酯类、有机磷类和拟除虫菊酯类共22个药剂品种对禾谷缢管蚜和麦长管蚜3 h的敏感毒力基线。禾谷缢管蚜对新烟碱类药剂吡虫啉和啶虫脒的LC₅₀值分别为0.02和0.007 μg/cm²;对吡啶类药剂吡蚜酮的LC₅₀值为0.124 μg/cm²;对氨基甲酸酯类药剂丁硫克百威、硫双灭多威、灭多威、抗蚜威、西维因的LC₅₀值为0.0026~0.70 μg/cm²;对有机磷类药剂三唑磷、丙溴磷、氧乐果、乐果、马拉硫磷、辛硫磷、敌敌畏、毒死蜱的LC₅₀值为0.005~0.065 μg/cm²;对拟除虫菊酯类药剂三氟氯氰菊酯、高效氯氰菊酯、溴氰菊酯、联苯菊酯、氰戊菊酯、氯氰菊酯的LC₅₀值为0.033~0.240 μg/cm²。麦长管蚜对新烟碱类药剂吡虫啉和啶虫脒的LC₅₀值分别为0.15和0.12 μg/cm²;对吡啶类药剂吡蚜酮的LC₅₀值为0.41 μg/cm²;对氨基甲酸酯类药剂丁硫克百威、硫双灭多威、灭多威、抗蚜威、西维因的LC50值为0.005~0.76 μg/cm²;对有机磷类药剂三唑磷、丙溴磷、氧乐果、乐果、马拉硫磷、辛硫磷、敌敌畏、毒死蜱的LC₅₀值为0.018~0.36 μg/cm²;对拟除虫菊酯类药剂三氟氯氰菊酯、高效氯氰菊酯、溴氰菊酯、联苯菊酯、氰戊菊酯、氯氰菊酯的LC50值为0.20~2.94 μg/cm²。【结论】建立的两种麦蚜对22种杀虫药剂的相对敏感基线,包括当前所有可能用于防治麦蚜的药剂,可以用于以后麦蚜抗药性监测或其他相关研究的参照;禾谷缢管蚜对药剂的敏感度高于麦长管蚜。     

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。     

二十一世纪以来我国水稻害虫治理成就与展望

水稻是我国最主要的粮食作物,对于保障粮食安全具有重要意义。本文从21世纪以来近20年我国水稻主要害虫演变及其主要影响因子、水稻害虫的非化学防控技术和应急防控技术等方面综述了进入21世纪以来的主要成就,并从进一步提高害虫预测预报水平、加快抗性品种的培育与应用、强化绿色防控技术开发、集成与创新、提高专业化服务组织能力和服务水平、加强政策保障等方面进行了展望。     

亚致死剂量茚虫威和氯虫苯甲酰胺对水稻螟虫营养指标的影响

水稻钻蛀性害虫主要包括二化螟Chilo suppressalis和大螟Sesamia inferens。目前,对于二化螟和大螟的防治仍主要采用化学药剂。但是,在杀虫药剂的胁迫下,部分螟虫会接触到低剂量的杀虫药剂,导致部分个体产生亚致死效应。为明确亚致死剂量茚虫威和氯虫苯甲酰胺是否对水稻螟虫取食有刺激作用,本实验通过稻苗浸渍法测定这两种农药对水稻螟虫的毒力,确定亚致死剂量LC_(10)和LC_(25),在此基础上分析了两种药剂亚致死剂量对螟虫取食水稻3 d后营养指标的影响。结果表明,茚虫威对二化螟和大螟的LC_(10)分别为5.420、4.707 mg/L;LC_(25)分别为10.246、8.462 mg/L。氯虫苯甲酰胺对二化螟和大螟的LC_(10)分别为7.601、5.517 mg/L;LC_(25)分别为14.361、10.981 mg/L。生长发育和营养指标测定发现,亚致死剂量茚虫威处理二化螟幼虫后,除YLC_(10)处理组的近似消耗率(AD)显著高于对照组外,其余指标与对照组比均无显著差异。亚致死剂量氯虫苯甲酰胺处理二化螟幼虫后,除LLC_(25)处理组的体重增加量与对照组无显著差异外,其他处理组食物消耗量和体重增加量均显著上升;除LLC_(25)组的粗生长率(ECI)与对照组无显著差异外,其他处理组近似消耗率和ECI均显著下降。LLC_(10)处理组二化螟幼虫的相对消耗速率(RCR)显著高于对照组。亚致死剂量茚虫威和氯虫苯甲酰胺处理大螟幼虫后,体重增加量显著高于对照组;茚虫威YLC_(10)和氯虫苯甲酰胺LLC_(25)处理组的相对生长速率(RGR)、相对消耗速率(RCR)显著高于对照组。对比各组干物质积累曲线,我们发现除氯虫苯甲酰胺LLC_(10)处理组外,其余处理组的二化螟幼虫干/鲜比大于对照组,说明这些处理组幼虫取食水稻后干物质积累比对照组快;除茚虫威LC_(25)处理组外,其余处理组的大螟幼虫取食水稻后干物质积累比对照组快。研究结果初步证明了亚致死剂量(LC_(10)、LC_(25))茚虫威和氯虫苯甲酰胺对水稻螟虫取食、营养、消耗等指标存在一定影响,某种程度上能够刺激水稻螟虫的取食和生长发育。     

一种室内饲养麦蚜的方法

介绍利用水培麦苗大量饲养麦蚜的技术。在不补充营养液的条件下麦苗可以维持10~15d,一般在饲养条件下可以1周换1次麦苗。小麦种子在经过24h浸种后,平铺在底部垫有滤纸的直径9cm的培养皿中,在25℃,4d后就可以接种麦蚜。适宜的试样条件为温度在18~25℃,相对湿度50%~70%,光周期为17hr∶7hr,饲养1代大约需要5~9d时间,每皿可养麦蚜500头以上。经过40代以上的连续饲养,蚜虫体重和每蚜产幼蚜数量没有明显降低趋势。