番石榴实蝇性别决定基因 Bcotra 和 Bcotra-2 的克隆、序列特征及表达分析

【目的】对番石榴实蝇 Bactrocera correcta (Bezzi)性别决定基因 transformer 和 transformer 2 的cDNA和基因组DNA序列进行克隆和分析,明确这2个基因的结构特征及其在不同发育阶段和雌、雄成虫不同组织中的表达模式,为进一步的功能研究和番石榴实蝇遗传性别品系(genetic sexing strain, GSS)的建立奠定基础。【方法】利用PCR结合RACE技术克隆番石榴实蝇2个性别决定基因的cDNA全长和内含子序列,利用不同的生物信息学软件对序列进行结构预测、序列比对和进化树分析;利用半定量RT-PCR检测这2个基因在番石榴实蝇的不同发育阶段及雌、雄成虫不同组织(精巢、卵巢、中肠和脂肪体)中的表达分布。【结果】克隆得到番石榴实蝇 transformer 和 transformer 2 的cDNA全长序列,分别命名为 Bcotra 和 Bcotra-2 。 Bcotra 存在性别特异剪接,雌虫 Bcotra 的cDNA全长1 673 bp,其开放读码框(ORF)为1 242 bp,编码413个氨基酸(GenBank登录号为KP712876);雄虫Bcotra cDNA全长2 025 bp,比雌虫多2个外显子,但由于外显子上有多个终止密码子,因此,不能编码完整的有功能的Tra蛋白(GenBank登录号为KP712877)。 Bcotra-2 不存在性别特异剪接,cDNA全长1 458 bp,其开放读码框(ORF)为756 bp,编码251个氨基酸,具有RNA结合蛋白的典型特征(GenBank登录号为KM658207)。Bcotra-2有8个外显子,7个内含子。氨基酸序列比对和系统进化关系表明,两个基因的系统发育关系一致,Tra-2与目前已报道的双翅目Tra-2具有很高的同源性,而Tra的保守性较Tra-2要低。半定量RT-PCR结果显示, Bcotra 和 Bcotra-2 在番石榴实蝇的不同发育阶段及雌、雄成虫不同组织中都有表达。【结论】本研究明确了Bcotra 和 Bcotra-2 的基因组DNA和cDNA结构特征,Bcotra 和 Bcotra-2 在番石榴实蝇的不同发育阶段和成虫不同组织中均有表达,序列分析发现这两个性别决定基因均具有Tra/Tra-2结合位点、内含子剪接抑制序列位点,其中 Bcotra 具有RNA结合蛋白的结合位点,暗示了这2个基因可能通过翻译后相互作用调控雌、雄体性发育。Bcotra 存在性别特异剪接,雌虫特有的一段963 bp的内含子序列可以用于番石榴实蝇遗传定性品系的载体构建。     

高温对西花蓟马卵巢发育及卵黄蛋白含量的影响

【目的】为探明短时高温热激后西花蓟马 Frankliniella occidentalis (Pergande)生殖力和卵巢发育的相互关系。【方法】选择1龄、2龄若虫,预蛹,蛹和1日龄成虫,采用不同高温（41和45℃）短时（2 h）处理,观察卵巢发育及卵黄蛋白相对含量的变化。【结果】高温热激主要抑制了西花蓟马生殖器官和胚胎的正常发育,导致卵巢管数量减少,卵巢管和胚胎发育畸形;电泳结合不同的染色方法证明西花蓟马的卵黄蛋白为一种磷酸化、糖基化的脂蛋白,由3个亚基组成,分子量分别为116,70和47 kDa。除热激蛹期外,热激其他龄期的若虫对其当代成虫卵黄蛋白合成都起到抑制作用,且45℃热激1龄或2龄若虫后,其对卵黄蛋白相对含量的影响持续到了F₁代。【结论】温度对雌虫生殖力的影响是由于其对生殖器官发育和卵黄蛋白合成的影响引起的。本研究为西花蓟马的卵黄蛋白和卵黄发生的进一步研究奠定了基础。     

铜绿丽金龟对不同光谱的行为反应

【目的】旨在获得铜绿丽金龟 Anomala corpulenta Motschulsky敏感的波谱范围及性别差异。【方法】本研究利用室内行为学的方法,测试了在波长为340~610 nm的14个单色光刺激下铜绿丽金龟的趋、避光行为反应,并计算趋、避光反应率曲线。【结果】观测显示,各单色光均能引起铜绿丽金龟产生一定的趋、避光反应,其雌雄虫的趋光敏感光区位于紫外光（405 nm）、蓝光（460 nm）和绿光区（505和570 nm）,性别对趋光行为有一定的影响,但是仅存在于趋光反应率曲线波峰的大小,而对波峰的位置没有影响。铜绿丽金龟的避光行为反应,在雌雄之间无明显的性别分化,其避光敏感光谱为紫外光（380 nm）、蓝光（440 nm）和绿光区（492和505 nm）。【结论】铜绿丽金龟成虫对不同波长光的趋性存在差异,性别对其光谱行为反应有一定的影响。该研究结果为铜绿丽金龟光视觉的深入研究奠定必要的理论基础,也为利用其趋光性对该金龟甲进行综合治理提供科学依据。     

高温胁迫对白眉野草螟滞育幼虫存活特性的影响

【目的】白眉野草螟 Agriphila aeneociliella 是小麦上新发现的一种害虫,以滞育的老熟幼虫做土茧在土壤中越夏,研究明确滞育幼虫在夏季持续高温和极端高温条件下的存活率,为该害虫秋季虫源基数的预测预报和有效防控提供依据。【方法】以白眉野草螟带土茧滞育幼虫和不带土茧滞育幼虫为研究对象,在室内条件下设置43,46,49,52和55℃极端高温,分别处理0.5,1,2和4 h;设置35,37,39和41℃普通高温,分别处理1,2,4和8 d。【结果】极端高温处理2和4 h后,带土茧滞育幼虫半致死温度分别为50.04℃（95%置信区间: 49.36~50.47℃）和48.81℃（95%置信区间: 47.74~49.37℃）,去除土茧后分别为48.20℃（95%置信区间: 47.66~48.74℃）和47.36℃（95%置信区间: 47.08~48.37℃）;52℃温度条件下,带有土茧滞育幼虫半致死时间为1.29 h（95%置信区间: 1.17~1.44 h）,去除土茧后半致死时间为1.02 h（95%置信区间: 0.93~1.18 h）。普通高温处理41℃时,带有土茧滞育幼虫半致死时间为3.21 d（95%置信区间: 2.92~3.52 d）,去除土茧后半致死时间为2.66 d（95%置信区间: 2.33~3.02 d）。【结论】白眉野草螟滞育幼虫具有很强的耐高温能力,土茧对其具有一定的保护作用。小麦收割后深耕灭茬,使土茧或幼虫裸露到地表,利用夏季土表高温杀死滞育幼虫,可以作为一项有效的农业防治措施。     

遗传控制技术在实蝇类害虫中的研究进展

实蝇类害虫严重危害多种水果和蔬菜,是世界果蔬产业最重要的害虫类群之一,严重影响了发生地的果蔬生产和出口贸易活动。昆虫不育技术(SIT)是一种物种特异和环境友好型防治措施,在多种实蝇类害虫的防治、阻截和根除中起到了不可替代的重要作用。通过分子生物学技术对昆虫的基因组进行遗传修饰,可对SIT进行改进,提高其防控效果并扩大应用的物种范围,近年来相关方面的研究已取得重要进展,成为害虫遗传控制的研究热点。本文阐述了通过受四环素调控的tet-off基因表达系统来实现昆虫"不育"的基本原理和在果蝇及其他几种主要实蝇类害虫中建立的不同类型的遗传控制体系,以及类似体系在其他农业昆虫中的应用情况。简要介绍了在橘小实蝇遗传控制技术体系构建方面的工作进展,并对该技术的在害虫综合治理(IPM)尤其是实蝇类害虫防治中的应用前景进行了讨论和展望。