昼夜温度波动对麦长管蚜生理生态表型影响及其相关性研究

昼夜温度波动变化是气候变暖的主要特征之一,昼夜变温幅度对生物的影响越来越受到科学家的关注。与恒温研究相比,变温幅度对昆虫生活史特征影响的研究还十分有限。因此,本研究模拟自然界24 h温度变化,并首次全面研究了相同平均温度（22℃）下不同变温幅度（±0℃、±6℃、±12℃）对麦长管蚜Sitobion avenae生理指标（温度耐受性、呼吸）与生态指标（发育、存活、寿命、繁殖、种群参数）的影响。结果表明,与变温幅度±0℃和±12℃相比,变温幅度±6℃显著提高了麦长管蚜整体存活、寿命、繁殖以及净增值率与世代周期。与其它处理相比,较大变温幅度±12℃显著阻碍了麦长管蚜若虫发育,抑制了整体存活,缩短了寿命,降低了繁殖量,且显著降低了种群内禀增长率、净增值率与世代周期。但是,较大变温幅度±12℃,显著提高了成蚜的耐热、耐寒性与CO2呼吸速率。研究还发现,在不同变温幅度中,麦长管蚜成蚜耐寒性的提高是以寿命为代价的。由此可见,以往以恒温为基础的昆虫种群表型及数量动态预测模型均存在局限,昼夜变温幅度作为必要因素,应考虑纳入种群表型及数量动态预测模型中,从而提高昆虫田间发生情况预测预报的准确性与气候变化对生物的风险评估的精确性。     

中华稻蝗谷胱甘肽S-转移酶的分离纯化

采用硫酸铵沉淀法和GSH-agarose亲和层析法,对中华稻蝗Oxya chinensis(Thunberg)5龄若虫谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferases,GSTs)进行了分离纯化.结果表明:经硫酸铵沉淀,饱和度在60%-80%下沉淀中GSTs比活力较高,饱和度90%时比活力达到最高...     

飞蝗对两种禾本科植物挥发物的触角电位和行为反应

【目的】检测飞蝗对2种禾本科植物挥发物——癸醛和芳樟醇的触角电位及行为反应,为了解飞蝗的嗅觉机制提供依据。【方法】首先,使用触角电位仪检测飞蝗4龄若虫对癸醛和芳樟醇4个剂量的触角电位反应。其次,使用嗅觉行为仪检测正常条件下4龄飞蝗对癸醛和芳樟醇不同剂量的行为反应。最后,采用嗅觉行为仪检测饥饿和饱食状态下的虫体对癸醛和芳樟醇的行为反应。【结果】4龄飞蝗对癸醛和芳樟醇的EAG值随着剂量增加呈先升高后降低的趋势,均在500μg达到最高值,且在该剂量下,雌雄虫之间的EAG值存在显著差异。正常条件下,1 000μg芳樟醇对飞蝗雌雄虫均有显著的引诱作用,1 500μg癸醛和芳樟醇显著引诱雄虫,500μg癸醛显著引诱雌虫。经饥饿处理后,雌虫被500μg和1 000μg癸醛显著引诱,雄虫被250μg癸醛显著引诱,雌雄虫均被500μg的芳樟醇显著引诱。经过饱食处理后,250μg和500μg的芳樟醇显著引诱雌虫。芳樟醇对饥饿状态下飞蝗雄虫的引诱率均高于饱食状态,在500μg时,引诱率存在显著差异。【结论】飞蝗对这2种植物挥发物的触角电位反应存在剂量效应,雌雄虫触角电位在最佳剂量下存在显著差异。不同剂量的癸醛和芳樟醇可对飞蝗产生不同的引诱效果,饥饿状态下的虫体更易被芳樟醇所吸引。     

白蚁内切-β—1，4-葡聚糖酶基因的克隆、表达、纯化及酶学性质的研究

提取了台湾家白蚁总RNA并反转录获得eDNA,PCR扩增出白蚁内切葡聚糖酶的基因,并将目的基因分别克隆到大肠杆菌和酿酒酵母载体中,构建了产内切-β-1,4-葡聚糖酶的基因工程菌。由于大肠杆菌会有少量的泄漏表达,而所用的酿酒酵母表达载体是本实验室构建带有INU信号肽的表达载体,故都可采用刚果红平板染色法筛选具有羧甲基纤维素酶（CMCase）活性的重组转化子。利用金属镍亲和层析对大肠杆菌表达的内切-β-1,4-葡聚糖酶进行纯化,CMC酶活检测显示纯化酶的最适温度和最适pH值分别为42℃、6．5;内切-β-1,4-葡聚糖酶的Vmax为0．071mg／mL·min,Km值为80．2712mg／mL。     

溴氰菊酯对飞蝗羧酸酯酶基因表达的影响

【目的】研究溴氰菊酯作用下飞蝗羧酸酯酶基因的mRNA表达特性,为溴氰菊酯的代谢解毒及飞蝗Locusta migratoria防治中抗性风险的评估提供基础资料。【方法】本文采用不同剂量溴氰菊酯处理3龄飞蝗,提取总RNA,体外反转录合成cDNA模板,采用Real-time PCR技术分析飞蝗羧酸酯酶基因在溴氰菊酯不同浓度和不同时间处理后的表达模式。【结果】飞蝗经不同浓度溴氰菊酯处理12 h后,LmCesA3和LmCesE1表现为诱导效应;除LmCesA2外,其余羧酸酯酶基因经溴氰菊酯LD30剂量处理后分别在不同的时间点表现为诱导效应。【结论】5个羧酸酯酶基因LmCesA1、LmCesA3、LmCesD1、LmCesE1和LmCesI1可以被溴氰菊酯诱导,表明其可能参与飞蝗对溴氰菊酯的代谢解毒及抗性产生。     

飞蝗解毒酶系活力测定方法

飞蝗Locusta migratoria是重要的农业害虫,代谢抗性是飞蝗主要的农药抗性机制之一。与代谢抗性相关的解毒酶系主要有:非专一性酯酶系(Non-specficesterases,ESTs)、谷胱甘肽S-转移酶系(Glutathione S-transferases,GSTs)和细胞色素P450单加氧酶系(Cytochrome P450 monooxygenases,P450s),解毒酶系活力的测定是研究飞蝗农药代谢机制的重要途径。本文详细介绍了飞蝗解毒酶系的测定方法,为蝗虫及其他昆虫解毒酶系的测定提供参考。     

基于改良石蜡切片技术的飞蝗胚胎浆膜表皮发育模式及形态变化观察

【目的】通过优化飞蝗Locusta migratoria胚胎石蜡切片制备技术,研究飞蝗胚胎发育时期浆膜表皮变化规律。【方法】通过优化飞蝗胚胎固定前处理、洗涤、脱水和透明等步骤,改良胚胎期石蜡切片制备技术;制备飞蝗胚胎发育第3-10天的石蜡切片,通过HE染色观察浆膜表皮发育规律;通过制备飞蝗发育第6-8天从卵孔端至卵尾端的纵切切片,观察飞蝗胚胎转旋时期的形态变化。【结果】飞蝗胚胎期石蜡切片技术优化后的操作步骤为:固定前Na Cl O预处理和打孔、洗涤30min、脱水30 min和透明30 min。通过此方法可获得表皮结构完整且清晰的胚胎期组织切片。在30℃条件下,飞蝗胚胎浆膜表皮及几丁质沉积形成于胚胎发育的第5天,在第8天时开始降解。飞蝗胚胎的转旋发生在第6-7天,伴随着浆膜和浆膜表皮的形态变化。【结论】本研究优化了飞蝗胚胎石蜡切片制备步骤,揭示了飞蝗胚胎浆膜表皮及胚胎转旋的发育模式,为昆虫胚胎发育的研究提供了基础资料。     

氟虫脲对东亚飞蝗和中华稻蝗几丁质合成酶基因表达的影响

为了探讨氟虫脲可能的作用靶标及毒性机制, 本研究以重要农业害虫东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis (Meyen)和中华稻蝗Oxya chinensis (Thunberg)为材料, 采用简并引物扩增中华稻蝗几丁质合成酶1基因（OcCHS1）的部分cDNA序列; 以氟虫脲浸渍法处理2龄中期中华稻蝗及1, 2和3龄东亚飞蝗若虫为处理组, 丙酮处理为对照组, 使用RT-PCR和实时荧光定量PCR方法分析氟虫脲对蝗虫几丁质合成酶基因mRNA表达的影响。结果获得的OcCHS1部分cDNA序列, 其长度为312 bp, 编码104个氨基酸, GenBank登录号为HM214491, 与东亚飞蝗几丁质合成酶1基因（LmCHS1）在氨基酸水平上相似度达95％。RT-PCR结果显示, 处理组几丁质合成酶1扩增带均强于对照组。实时荧光定量PCR结果表明: 与对照组相比, 处理组中华稻蝗2龄中期若虫OcCHS1 mRNA表达提高了1.02倍, 东亚飞蝗1, 2, 3龄若虫LmCHS1 mRNA表达分别提高了34%, 82%和89%, 差异显著（P<0.05）。分析基因表达提高的原因是几丁质合成受阻后基因表达水平的一种代偿性增加, 由此推测几丁质合成酶可能是氟虫脲作用的靶标之一。     

东亚飞蝗羧酸酯酶基因的克隆和原核表达

羧酸酯酶是昆虫体内重要的代谢解毒酶系,其主要功能是水解和结合内源性和外源性含有酯键的有毒物质,减缓其到达靶标部位的时间。东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)是我国重要的农业害虫,对其羧酸酯酶基因克隆和表达有助于深入探索杀虫剂代谢毒理机制。本研究首先对羧酸酯酶基因(CarE4)进行了克隆,并将其插入到pCold TF DNA Vector中,在大肠杆菌中进行了原核表达,最后用疏水层析和离子交换层析方法对目的蛋白进行了纯化。本文成功建立了羧酸酯酶蛋白原核表达和纯化技术体系,为进一步研究东亚飞蝗羧酸酯酶的生理功能、结构特点和作用原理提供了基础资料。     

飞蝗可溶型海藻糖酶基因的序列分析及mRNA表达特性

海藻糖酶是海藻糖代谢过程中的一个关键酶, 在昆虫发育和能量调节中具有重要作用, 为进一步探讨海藻糖酶基因的功能, 本文分析了飞蝗Locusta migratoria一可溶型海藻糖酶基因的氨基酸序列并对其mRNA表达特性进行了研究。结果表明： 该海藻糖酶（TRE, GenBank登录号： FJ795020）不含有跨膜结构。系统进化树分析结果显示, 该酶与大豆蚜Aphis glycines、 豌豆蚜Acyrthosiphon pisum、 褐飞虱Nilaparvata lugens和灰飞虱Laodelphax striatella可溶型海藻糖酶具有较近的亲缘关系, 因此我们将该酶的基因命名为LmTre-1。对该基因在不同组织和发育时期表达量的荧光定量 PCR 分析表明： LmTre-1在卵发育前期、 中期的表达量都很低, 卵发育后期表达量显著提高; LmTre-1在5龄若虫和成虫被检测的组织部位中均有表达, 在体壁中的表达量最高, 其次是在脂肪体、 肌肉、 气管、 精巢及卵巢中; 5龄飞蝗刚蜕皮后LmTre-1在体壁中的表达量较高, 随着生长发育其表达量逐渐降低; LmTre-1在成虫发育期体壁中稳定高表达。LmTre-1的mRNA表达特性与几丁质合成酶1基因非常相似, 据此推测该基因可能与体壁几丁质的合成相关。本研究为深入探讨该基因的生理功能提供了重要的基础数据, 并为以海藻糖酶为杀虫靶标的农药筛选奠定实验基础。