柑橘木虱蜜露排泄机制:进展与展望

半翅目昆虫柑橘木虱Diaphorina citri是柑橘类果树重要害虫,主要以高渗透压的植物韧皮部汁液为食,是柑橘毁灭性病害——柑橘黄龙病(HLB)的主要传播媒介。柑橘木虱取食韧皮部汁液时自身进化出一套完整的渗透调节机制调节其体内渗透压,将体内过量摄入的糖类转化成长链寡糖并以蜜露形式排出体外。本文从柑橘木虱蜜露排泄行为、蜜露组成成分以及影响蜜露排泄的多个因素进行了论述,同时综述了可能参与柑橘木虱蜜露排泄行为的渗透调节基因。研究表明,柑橘木虱雌雄成虫及若虫在蜜露排泄行为上存在显著差异,且排泄的蜜露在颜色、纹路及组成成分方面均有不同;寄主植物、杀虫剂、病原微生物及天敌化合物均会影响柑橘木虱蜜露排泄行为。分子机制探究发现,α-葡萄糖苷水解酶、水通道蛋白及糖基转移酶基因等关键渗透调节基因可能参与调控柑橘木虱蜜露排泄行为。本文可为未来有关柑橘木虱蜜露排泄行为方面的研究以及为研制柑橘木虱防治新型药剂开发新靶标提供参考。     

扶桑绵粉蚧组织蛋白酶B基因的克隆、原核表达和不同发育阶段表达分析

昆虫组织蛋白酶B在昆虫代谢过程中发挥重要作用。本研究利用RACE技术克隆了扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley组织蛋白酶B基因的开放阅读框（ORF）序列, 命名为PsCb （GenBank登录号: JQ727999）。生物信息学分析表明, 该基因的开放阅读框包含927 bp的片段, 编码308个氨基酸。多序列比对表明, 该基因编码的蛋白在N端变异较大, 在C端保守性高。组织蛋白酶B基因的系统进化树结果表明扶桑绵粉蚧组织蛋白酶独自成为一支。原核表达电泳检测到一条大约35 kDa的目的条带, 与预测的蛋白分子量相符。组织蛋白酶B基因在扶桑绵粉蚧各个虫态均有表达, 卵期表达量相对较低, 2龄若虫期达到最高峰, 然后下降。本研究为进一步研究该基因的功能并开发出组织蛋白酶抑制剂, 从而研制出扶桑绵粉蚧杀卵剂和胚胎发育抑制剂等提供理论依据。     

分子标记技术在昆虫入侵研究中的应用

遗传变异与种群持续性及其进化潜力密切相关,而生物入侵导致种群遗传变异或遗传多样性的改变为研究自然界中各种生态和进化问题提供了理想模式。分子标记技术是调查种群遗传变异的重要工具,揭示了入侵种的入侵过程和结果,并预测未来的发生情况。本综述归纳了分子标记技术在昆虫入侵机制研究中的应用,以典型的研究个案为例,分别综述了分子标记技术在隐蔽入侵的监测应用,分子标记技术在重构入侵历史研究中的推算方式,分子标记技术在探索种群遗传变异与成功入侵机制方面取得的重要进展,并进一步介绍了高分辨率熔解曲线（high-resolution melting, HRM）分析在昆虫入侵研究中的应用前景。     

土壤含水量对桔小实蝇蛹期存活的影响

浸水时间、土壤含水量对桔小实蝇Bactroceradorsalis(Hendel)蛹的存活及成虫羽化的影响的研究结果表明:(1)不同浸水时间对桔小实蝇蛹存活率的影响不同。浸水时间越长,蛹存活率越低;浸水对初期蛹的影响较大,蛹龄越大,浸水作用效果越低。浸水时间(TW)、蛹期(AP)和蛹存活率(SP)之间关系符合以下模型:SP=0.4165-0.00307TW+0.2290AP-0.00004496T2W-0.0002528A2P+0.00008258TWAP。(2)土壤含水量对桔小实蝇成虫羽化影响明显。当土壤含水量较低或较高时,羽化率都明显受到抑制。相对含水量在30%～80%之间,蛹的羽化率较高。相对含水量(Ws)和成虫羽化率(E)之间存在以下关系:E=0.396+0.01985W-0.000181W2。     

桔小实蝇肌球蛋白轻链2基因的克隆及表达分析

肌球蛋白轻链在生物的运动过程中具有重要作用, 本研究利用RT-PCR和RACE技术获得了桔小实蝇Bactrocera dorsalis （Hendel）肌球蛋白轻链2 (myosin light chain 2, MLC2)的cDNA全长序列, 命名为BdorMLC2。测序结果表明, BdorMLC2开放阅读框全长669 bp, 编码222个氨基酸残基。在线软件SMART分析显示, BdorMLC2具有2个Ca²⁺结合基序（EFh）结构域, 可以结合Ca²⁺, 属于肌钙蛋白C超家族成员。氨基酸序列比对表明, BdorMLC2与其他昆虫的肌球蛋白具有较高的序列一致性, 其中与黑腹果蝇Drosophila melanogaster MLC2的序列一致性高达93.2%。BdorMLC2在不同组织和时期的荧光定量PCR分析表明, BdorMLC2在桔小实蝇雄虫胸部的含量最高, 在前足、中足、后足和翅中也有较高的表达; BdorMLC2几乎在桔小实蝇发育的各个时期都有表达, 刚羽化成虫的表达量显著高于其他发育阶段。结果提示, BdorMLC2可能与桔小实蝇的肌肉收缩运动密切相关。本研究为深入研究桔小实蝇肌球蛋白的功能提供了理论依据。     

桔小实蝇V-ATPase G亚基基因的克隆及组织表达特异性分析

空泡型ATP酶（vacuolar-type H⁺-ATPase, V-ATPase）作为质子泵几乎在所有的真核生物细胞中发挥重要作用。本研究利用RT-PCR和RACE技术获得了桔小实蝇Bactrocera dorsalis (Hendel)V-ATPase G亚基序列全长, 命名为BdorATPG。测序结果表明, BdorATPG阅读框全长354 bp, 编码117个氨基酸。氨基酸序列比对表明, BdorATPG的N端序列与其他物种的ATPG亚基对应区域具有较高的序列一致性。BdorATPG与拟暗果蝇Drosophila pseudoobscura ATPG亚基的氨基酸序列一致性最高, 为88.9%。三维结构模建结果表明, BdorATPG N端（第1~59位氨基酸）序列为α-螺旋结构, 亲水性和疏水性氨基酸在螺旋两侧呈对称分布。BdorATPG在不同组织中的荧光定量PCR分析表明, BdorATPG在各组织中都有表达, 其中在触角中的表达量最高; 在雄虫生殖节中的表达量是雌虫中的6.04倍。结果提示BdorATPG可能在雄虫生殖生理过程中发挥重要作用。     

病原线虫对桔小实蝇种群的控制作用

通过室内和田间实验研究了昆虫病原线虫对桔小实蝇Bactrocera (Bactrocera) dorsalis (Hendel)的控制作用。室内实验结果表明,供试的3种线虫的4个品系（小卷蛾斯氏线虫Steinernema carpocapsae All品系与A24品系,夜蛾斯氏线虫Steinernema feltiae SN品系和嗜菌异小杆线虫Heterorhabditis bacteriophora H06品系）,以小卷蛾斯氏线虫All品系对桔小实蝇的侵染力最强,其3天的LD₅₀和LD₉₅分别为35.0和257.1条/cm²土壤。按300条/cm²土壤的量施用,小卷蛾斯氏线虫All品系对当代桔小实蝇的控制效果为86.3%。用以虫期作用因子组建的生命表方法评价了小卷蛾斯氏线虫All品系对田间桔小实蝇下代种群的控制作用,结果表明,按300条/cm²土壤的量施用线虫,对照杨桃园的桔小实蝇种群趋势指数为105.9,而处理杨桃园的桔小实蝇种群趋势指数下降为15.5;小卷蛾斯氏线虫All品系对桔小实蝇的干扰控制指数为0.146,即线虫处理果园的下代种群密度仅为对照果园的14.6%。     

对性引诱剂监测桔小实蝇雄成虫技术的改进

研究了添加方式、监测点位置以及监测区域环境对应用性引诱剂甲基丁香酚监测桔小实蝇Bactrocera dorsalisHendel雄成虫动态效果的影响。试验结果表明,采用分期分批、多次添加性引诱剂的方式监测桔小实蝇雄成虫动态,可消除因监测区域内所有诱瓶同一时间添加性引诱剂而造成的浓度突变所引起的成虫出现干扰性高峰,获得更准确的虫情监测结果;监测点的设置位置明显影响监测结果,监测点应包括果园内和果园外;选择较大且环境复杂的区域作为监测点可获得更明确的年发生动态规律。在以上研究基础上,提出了应用性引诱剂监测桔小实蝇雄成虫动态的监测方法。     

种间竞争在实蝇入侵中的作用

实蝇是一类危害热带、亚热带水果蔬菜的重要害虫.调查表明,实蝇由入侵引起的种间竞争,一个突出现象就足实蝇种间的入侵具有显著的等级特征,种间竞争性替代具有强烈的方向性,其竞争作用可导致入侵实蝇种群的火绝或者数量的巨大改变.目前有关实蝇种问竞争的等级性模式既未得到进一步研究验证,也未明确其中隐含的作用机制.深入研究实蝇种间竞争的作用机制为检疫性实蝇的风险评估和管理提供参考,同时也为认识农林害虫群落的演替规律提供理论依据.     

基于转录组数据高通量发掘扶桑绵粉蚧微卫星引物

【目的】扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley是我国重要的检疫性害虫。简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)研究在遗传图谱和物理图谱的构建、分子标记辅助育种、品种鉴定、基因定位、遗传多样性、动植物分类和进化等方面具有重要意义。筛选的SSR引物将为扶桑绵粉蚧遗传多样性分析、进化分析及入侵生物学等奠定基础。【方法】利用高通量搜索的方法对扶桑绵粉蚧转录组中28 120条unigenes的数据进行搜索。【结果】共找到1 781个SSR位点。扶桑绵粉蚧转录组中SSRs的主要重复类型是单核苷酸重复,占SSR总数的89.44%;其次是三核苷酸重复,占SSR总数的7.52%。单核苷酸重复里主要是A/T基序,占了总量的87.42%。基于筛选的SSRs,运用Primer 3软件进行引物的批量设计,共有481个unigenes成功设计引物,共设计出1 228对引物。【结论】研究表明利用扶桑绵粉蚧转录组数据开发SSR标记是可行的,本研究开发的引物将为扶桑绵粉蚧遗传多样性分析、进化分析及入侵生物学等奠定基础。