Cry2Ab及Cry1Ac杀虫蛋白对棉铃虫中肠蛋白酶活性的影响

为明确Cry2Ab和Cry1Ac2种Bt杀虫蛋白单用与混用对棉铃虫Helicoverpa armigera（Htibner）中肠主要蛋白酶活性的影响,本文测定了取食含不同Bt蛋白人工饲料后棉铃虫中肠总蛋白酶、类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶活性的差异。结果发现：Cry2Ab处理12h后对棉铃虫中肠总蛋白酶影响不大;对类胰蛋白酶的影响最大,除最高浓度处理外,其他浓度处理后棉铃虫类胰蛋白酶的活性明显高于对照;但对类胰凝乳蛋白酶活性的影响呈倒“V”字型,只有6．67ug／gCry2Ab处理后的棉铃虫酶活力显著高于对照,其他浓度处理与对照差异不显著或略低于对照;随着取食含Cry2Ab饲料时间的增加,棉铃虫中肠类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶的活性比对照显著增加;与对照相比,处理36h后类胰蛋白酶活性最高可增加到6．43倍。Cry1Ac处理棉铃虫12h后总蛋白酶、类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶活性都明显增加,而且与处理浓度呈正相关;但是24h后,处理后棉铃虫的总蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶活性明显降低,只有类胰蛋白酶活性仍高于对照,但活性增长倍数低于12h时的处理。Cru2Ab和Cry1Ac2种蛋白混用处理棉铃虫后,2种酶的酶活力基本低于Cry1Ac和Cry2Ab单用的酶活力之和;只有2种蛋白浓度均为2．22ug／g混用时,处理12h后类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶的活性高于2种蛋白单用时酶活力之和,且都显著的高于对照。     

果蝇基因组与功能基因研究进展

黑腹果蝇Drosophila melanogaster是生物科学研究中重要的模式动物之一。2000年,黑腹果蝇全基因组测序完成,随后基因组序列质量不断完善,对其功能基因进行深入研究,为其他高等动物基因组和功能基因的研究提供了巨大帮助。本文综述了近年来基因组功能元件、比较基因组学等方面的最新研究成果,着重介绍了功能基因在Hh信号通路、细胞凋亡方面的研究进展,并对最新的功能基因研究技术进行了简要概述。     

苹果蠹蛾头部感器的电镜扫描结构

本文使用扫描电镜系统观察并描述了苹果蠹蛾Cydia pomonella(L.)成虫及幼虫触角上及口器上的感器。主要研究结果如下:1)苹果蠹蛾成虫触角背面密布鳞片,感器很少,腹面和侧面鳞片稀疏,具大量感器;2)触角上的感器大部分分布于鞭节各节,少部分分布于柄节和梗节;3)雄虫触角上着生10种感器,雌虫触角上着生9种感器,与雄虫相比,雌虫缺少鳞形感器;4)雄虫口器具鳞形感器和刺形感器,雌虫口器仅具刺形感器;5)幼虫触角3节,基节无感器,第2节具2刺形感器且其分布位置存在个体差异,端节端部具呈三角状排列的3个栓锥感器;6)幼虫口器具一定数量和不同形态的感器。     

Cry1Fa对Cry1Ac抗性棉铃虫的毒力评价

为了防治多种鳞翅目害虫, 表达Cry1Fa的转基因玉米和棉花已在美国商业化种植。明确棉铃虫Helicoverpa armigera对Cry1Fa与Cry1Ac的交互抗性及这两种杀虫蛋白之间的协同作用, 可以为表达 Cry1Fa+Cry1Ac的转双价抗虫棉花的合理应用提供依据。本实验测定了Cry1Fa对棉铃虫敏感品系（96S）及用Cry1Ac筛选的抗性品系（BtR, 抗性倍数2 194.15倍）的毒力, 发现Cry1Fa对敏感棉铃虫的毒力远低于Cry1Ac, LC₅₀值是Cry1Ac的504.80倍; 而且抗性品系BtR对Cry1Fa存在19.98倍的交互抗性。Cry1Fa与Cry1Ac混用可以提高Cry1Fa毒杀敏感棉铃虫的效果, 尤其是Cry1Fa浓度较低时, 加入Cry1Ac, 可以显著增加Cry1Fa的毒力; 但只有加入较高浓度的Cry1Fa时才能增加Cry1Ac的毒力。由于BtR品系已经对Cry1Ac产生抗性, Cry1Ac对抗性棉铃虫的毒力明显降低; 在较高浓度的Cry1Ac中加入Cry1Fa可以显著增加棉铃虫的死亡率（P=0.0015, F=6.88, df=6）, 但最高死亡率仅为58.33%。D-饱和最优试验的结果证实, Cry1Ac对于敏感棉铃虫的死亡率的影响达到显著水平（t₁=13.76﹥t_0.05）, Cry1Ac与Cry1Fa的交互作用对毒力的影响也达到显著水平（t₂₂=2.42﹥t_0.05; t₁₁=6.95﹥t_0.05; t₁₂=3.43﹥t_0.05）。Cry1Ac和Cry1Fa对抗性棉铃虫死亡率的影响都达到显著水平（t₁=3.03﹥t_0.05;t₂=2.59﹥t_0.05）, 但Cry1Ac是决定抗、 感棉铃虫死亡率的关键因素; Cry1Ac与Cry1Fa最佳浓度配比范围都是1.41~2.10 μg/cm2; 在抗性品系中, Cry1Ac和Cry1Fa的交互作用不显著。所以, 尽管Cry1F+Cry1A作物扩大了杀虫谱, 但棉铃虫对这两种蛋白存在交互抗性, 而且这两种蛋白混用对治理抗Cry1Ac棉铃虫的效果不理想, 因此不建议在中国种植表达Cry1F+Cry1A的棉花。关     

Wolbachia在玉米螟赤眼蜂内的三重感染

Wolbachia是一类广泛存在于节肢动物体内的共生菌。玉米螟赤眼蜂Trichogramma ostriniae是我国玉米田间的优势赤眼蜂种, 据报道, 赤眼蜂种内有Wolbachia感染。本文利用Wolbachia的16s rDNA和wsp基因引物通过PCR方法对玉米螟赤眼蜂的野生种群进行了调查, 发现以wsp基因为鉴定依据, 检测的所有个体都感染了3种Wolbachia ［wOstGDAa (GenBank accession no. EU157103), wOstGDAb (GenBank accession no. EU157104) 和 wOstGDB (GenBank accession no. EU157105)］。本文首次报道了野生赤眼蜂种群内Wolbachia的三重感染率几乎为100%。根据本研究的结果, 可以推测当不同种赤眼蜂寄生同一寄主时, Wolbachia可能会在不同赤眼蜂种间进行横向传播。     

中国水果和蔬菜昆虫授粉的经济价值评估

水果和蔬菜是二大类最主要的虫媒作物, 在农业生产中占据十分重要的地位, 但是近几十年来授粉昆虫在多国出现了不同程度的下降, 影响了农业生产的经济效益。为了明确中国主要授粉昆虫的现状以及昆虫授粉在中国水果和蔬菜生产中的经济地位, 本文分析了1961-2009年间中国主要授粉昆虫蜜蜂的数量动态以及水果和蔬菜种植的变化特征; 并以2008年种植的与人类食品密切相关的44种水果和蔬菜为研究对象, 引入农作物对昆虫授粉的依赖性参数, 应用生物经济学的方法评估了昆虫授粉对中国水果和蔬菜产生的经济价值。结果表明: 1961-2009年的49年之间, 中国主要授粉昆虫蜜蜂蜂群数量增加了161%, 水果和蔬菜种植面积增加了472%, 产量增加了833%。中国水果和蔬菜中虫媒作物产量的提高, 与作物种植面积的增长密切相关（r=0.995, P<0.01）, 也与主要授粉昆虫蜜蜂蜂群数量增加有关（r=0.804, P<0.01）。2008年昆虫授粉对中国水果和蔬菜产生的经济价值为521.7亿美元, 占44种水果和蔬菜总产值的25.5%。水果类对昆虫授粉的依赖程度较高, 授粉产生的经济价值大于蔬菜类。在昆虫授粉的贡献中, 苹果、西瓜、梨、芒果和李占据前5位。昆虫授粉对中国水果和蔬菜产生的经济价值十分巨大, 中国水果和蔬菜对昆虫授粉的依赖程度超过15.9%的全球平均水平。随着中国水果和蔬菜种植面积的持续增长, 中国需要更多的授粉昆虫为其提供授粉服务。     

传粉昆虫物种多样性监测、评估和保护概述

欧洲和北美等国相继建立起传粉昆虫物种多样性监测和评估体系。基于传粉昆虫的监测资料,能够对欧美部分区域和某些传粉昆虫类群的现状、下降程度以及影响因素进行研究。欧洲和北美等地已开展部分传粉昆虫保护措施和项目,如欧洲部分国家实施的＂农田环境计划＂项目（Agri-Environmental Schemes）能够保护农田生态系统中传粉昆虫的栖境,恢复和提高传粉昆虫物种多样性。我国传粉昆虫物种多样性十分丰富,但目前还没有一个以监测和评估传粉昆虫物种多样性为主的平台,也未对某区域或某类群传粉昆虫多样性的变化进行评估,传粉昆虫多样性的保护也未引起足够重视。为了解我国传粉昆虫物种多样性现状及变化情况,作者建议在我国建立传粉昆虫物种多样性监测和评估体系,以提高我们在该领域的认识水平,并为开展相应的保护工作提供理论基础。     

沙蟋飞行肌中保幼激素滴度的昼夜节律

沙蟋Gryllus firmus是一种翅多型性的昆虫, 是研究种内迁飞和生殖调控的模式生物。本研究应用高效液相色谱仪（HPLC）、 气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对沙蟋长翅（有飞行能力）和短翅（无飞行能力）雌虫飞行肌内保幼激素（juvenile hormone, JH）和脂肪酸进行了定性定量分析。结果表明： 在温度28℃, 光周期16L∶8D条件下, 第5和第7日龄的沙蟋长翅雌虫飞行肌中JH的滴度具有明显的昼夜节律, 在飞行前（即关灯前）4 h, JH的滴度分别由386.52±68.40 ng/g和630.36±37.26 ng/g增加至1 327.53±277.98 ng/g和1 685.77±143.95 ng/g, 与短翅型SW相比分别增加了约3.4倍与2.7倍 (P＜0.05)。而相同日龄的短翅雌虫及第1日龄的两型雌虫均无明显的节律变化。进一步在第5和7日龄的长翅雌虫中发现了一个16C的脂肪酸--14-甲基十五烷酸, 也具有节律变化且与JH节律出现的时间相吻合, 而在无飞行能力的沙蟋中没有发现这种现象。实验还证明JH滴度的增加和节律不是由飞行肌的重量或者飞行肌重量比的变化所致。这些发现有助于探讨和了解保幼激素对飞行调控的内在机理。     

The effects of Cry2Ab and Cry1Ac insecticidal proteins on protease activity in the midgut of Helicoverpa armigera

为明确Cry2Ab和Cry1Ac 2种Bt杀虫蛋白单用与混用对棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)中肠主要蛋白酶活性的影响,本文测定了取食含不同Bt蛋白人工饲料后棉铃虫中肠总蛋白酶、类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶活性的差异.结果发现:Cry2Ab处理12h后对棉铃虫中肠总蛋白酶影响不大;对类胰蛋白酶的影响最大,除最高浓度处理外,其他浓度处理后棉铃虫类胰蛋白酶的活性明显高于对照;但对类胰凝乳蛋白酶活性的影响呈倒“V”字型,只有6.67μg／g Cry2Ab处理后的棉铃虫酶活力显著高于对照,其他浓度处理与对照差异不显著或略低于对照;随着取食含Cry2Ab饲料时间的增加,棉铃虫中肠类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶的活性比对照显著增加;与对照相比,处理36h后类胰蛋白酶活性最高可增加到6.43倍.Cry1Ac处理棉铃虫12h后总蛋白酶、类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶活性都明显增加,而且与处理浓度呈正相关;但是24h后,处理后棉铃虫的总蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶活性明显降低,只有类胰蛋白酶活性仍高于对照,但活性增长倍数低于12h时的处理.Cry2Ab和Cry1Ac 2种蛋白混用处理棉铃虫后,2种酶的酶活力基本低于Cry1Ac和Cry2Ab单用的酶活力之和;只有2种蛋白浓度均为2.22μg/g混用时,处理12b后类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶的活性高于2种蛋白单用时酶活力之和,且都显著的高于对照.     

昆虫对Bt抗性的适合度代价及其与抗性治理策略的关系

由于昆虫对Bt毒素抗性的发展,不利于Bt制剂和Bl转基因作物的长期有效使用.但是昆虫对Bt抗性的产生常伴有适合度代价,这种代价能够延缓或阻碍抗性等位基因的发展.许多研究已经证明,有分属鳞翅目、鞘翅目以及双翅目的昆虫Bt抗性品系存在适合度代价.适合度代价往往会受生态因素的影响.而且,昆虫适合度代价的产生与其抗性机制密切相关.庇护所策略延缓抗性发展的能力不仅与敏感种群与抗性种群能否自由交配有关,还与适合度代价的大小及抗性基因的显隐性等因素有关.适合度代价的研究对探讨抗性发展规律以及完善抗性治理策略是非常重要的.本文从适合度代价与抗性发展、抗性机制和抗性治理的关系等方面的进行综述,为发展Bt抗性治理策略提供参考依据.