基于转录组的苹小卷叶蛾杀虫剂靶标及解毒代谢相关基因分析

【目的】建立苹小卷叶蛾Adoxophyes orana转录组数据库,挖掘杀虫剂靶标及解毒代谢相关基因。【方法】采用Illumina HiSeq~(TM) 2000高通量测序技术对苹小卷叶蛾进行转录组测序,挖掘并分析杀虫剂靶标基因;利用qPCR检测6个杀虫剂靶标基因在苹小卷叶蛾卵、幼虫、蛹和成虫各不同发育阶段的表达;挖掘并分析苹小卷叶蛾转录组中解毒代谢相关基因的代谢通路及进化关系。【结果】通过组装有效序列共获得48 610条unigene(GenBank登录号:GGMW00000000)。挖掘鉴定到155个杀虫剂靶标unigene;qPCR结果显示,1个蜕皮激素受体(ecdysone receptor, ECR)、2个乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase, AChE)、1个氯离子通道蛋白(chloride channel, CLC)、1个几丁质酶(chitinase, CS)和1个鱼尼丁受体(ryanodine receptor, RyR)基因在苹小卷叶蛾不同发育阶段均存在表达差异。挖掘鉴定到69个羧酸酯酶(carboxylesterase, CarE)unigene、66个谷胱甘肽S-转移酶(glutathion S-transferase, GST)unigene和205个细胞色素P450(cytochrome P450)unigene等解毒代谢相关基因,共鉴定20个CarE unigene, 32个GST unigene和30个P450 unigene与有毒物质代谢相关的通路有关。基于氨基酸序列对具有完整ORF的unigene聚类分析结果显示:12个CarEs中9个为G类,即鳞翅目保幼激素类;分别有10个AoGSTs属于Delta和Epsilon亚家族;18个P450全部聚到CYP3集团。【结论】该研究有助于苹小卷叶蛾杀虫剂靶标基因的挖掘及抗药性的研究。     

作物重要叶螨综合防控技术研究与示范推广

叶螨是一类重要的农业有害生物,近年来,在我国各地危害呈上升趋势,严重制约了粮棉果蔬等产业的可持续健康发展。在公益性行业(农业)科研专项叶螨项目资助下,课题组明确了东北果园、华北果园和北方蔬菜田叶螨种群消长规律,开展了朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus(Boisduval)、二斑叶螨Tetranychus urticae Koch和柑橘全爪螨Panonychus citri(McGregor)的种群遗传结构研究,在共生菌对叶螨生殖影响方面取得了重要进展,在生物防治和药剂防治方面已取得可喜的成绩,组建了3个叶螨的综合防治技术体系,示范面积共达3万多亩。     

印楝素乳油对梨小食心虫的防控效果研究

【目的】探索0.3%印楝素乳油对梨小食心虫Grapholita molesta的控制效果。【方法】根据梨小食心虫的生物习性,采用浸渍法和浸虫法对梨小食心虫1日龄、3日龄、5日龄的卵和3龄、5龄幼虫进行了杀虫活性测定,采用药膜法对梨小食心虫初孵幼虫进行毒力测定,并通过田间试验测定0.3%印楝素乳油对梨小食心虫的控制效果。【结果】0.3%印楝素乳油对梨小食心虫1日龄、3日龄和5日龄卵的致死中量分别为6.5195、4.5789、6.6268 mg/L,对初孵幼虫的致死中量为6.0495 mg/L,效果较好,而对3龄和5龄幼虫几乎没有杀伤作用。使用有效成分为2.0 mg/kg~3.0 mg/L的印楝素乳油在田间进行梨小食心虫防治试验时,药后5 d和10 d的防治效果在63.18%~76.22%之间,至药后15 d时,防效则下降到27%以下,果实受害明显,表明该药剂已失去控制作用。【结论】印楝素乳油不能作为防治梨小食心虫的专用药剂,仅可在其发生危害的初期,防治其他害虫时,作为兼治的药剂来使用。     

桃小食心虫CsasCSP14的基因克隆及分子对接

[目的]本研究旨在获得桃小食心虫Carposina sasakii Matsumura CsatsCSP14基因序列,分析其在雌雄不同组织中的表达差异,并与寄主挥发物进行分子对接,为该基因的功能研究提供参考.[方法]以桃小食心虫全组织cDNA为模板,通过PCR技术扩增克隆获得CsasCSP14 cDNA序列全长;利用生信分析软件分析其编码蛋白的理化性质和结构特征;通过荧光定量PCR技术分析CsasCSP14在桃小食心虫雌雄成虫不同组织(触角、头、胸、腹、足和翅)中的表达情况;使用Modeller(version 9.19)构建CsasCSP14蛋白的三维结构模型;运用Autodock 4.2将CsasCSP14与32种苹果挥发物和2种性信息素分子进行分子对接.[结果]克隆获得了桃小食心虫化学感受蛋白基因CsasCSP14的cDNA序列,其开放阅读框(Open reading frame,ORF)长度为369 bp,编码122个氨基酸,预测其蛋白分子量为14.13 ku,理论等电点为5.20,有17个氨基酸残基组成的信号肽序列,且18-122位氨基酸之间存在昆虫化学感受蛋白家族保守结构域;含有4个保守的半胱氨酸位点.CsasCSP14具有6个α螺旋;氨基酸同源比对结果显示,CsasCSP14与玉米螟Pyraustanubilalis OfurCSP5的氨基酸序列一致性最高,达到79.01％.荧光定量PCR结果显示,CsasCSP14在雌雄成虫的触角、头、胸、腹、足和翅中均有表达,但是其表达丰度有差异,在雌雄成虫触角中的表达量最高.通过Modeller软件搜索CsasCSP14三维结构的模板,得到与沙漠蝗Schistocerca gregaria CSPsg4序列相似性为65.7％.因此以CSPsg4为模板成功构建CsasCSP14三维结构.分子对接结果表明CsasCSP14与2-己烯醛、桃醛、醋酸丁酯、庚醛、异戊醛和法尼烯气味分子结合能比较低,并且Leu-22、Phe-29、Phe-42和Ile-46 4个疏水性氨基酸残基在结合过程中发挥了关键作用.[结论]本研究为进一步了解桃小食心虫CsasCSP14基因功能和利用化学生态的方法防控该虫提供了前期理论基础.     

阿维菌素对苹果绣线菊蚜的防治作用及对果园天敌的影响

以1．8％阿维菌素乳油为代表品种,开展了阿维菌素对苹果树绣线菊蚜Aphis citricola田间防治效果试验。结果表明,1．8％阿维菌素乳油1000～3000倍液药后2d、7d、14d对绣线菊蚜的防治效果为64．9％-87．6％。此外,研究了阿维菌素乳油对果园捕食性天敌幼虫种群的影响。田间调查结果表明,施药14d后药剂处理区食蚜蝇Chrysopa septempunctata种群难以恢复,七星瓢虫Epistrophc baltcata种群恢复至喷药前的65％以上,大草蛉Coccinella septempunctate种群基本恢复正常;室内实验结果与田间基本相同,对食蚜蝇影响最大,大草蛉影响最小。但枝条喷药后,在太阳光下放置4h后接虫,则天敌幼虫的死亡率均有明显下降。     

桃小食心虫和梨小食心虫幼虫肠道细菌多样性

为明确桃小食心虫和梨小食心虫幼虫肠道细菌的结构和多样性,本研究利用Illumina HiSeq技术对饲喂金冠苹果的桃小食心虫和梨小食心虫幼虫肠道细菌的16S rRNA V4变异区进行测序与分析.结果表明: 共获得桃小食心虫幼虫肠道细菌229043条reads,聚类为2112个OTUs,注释得到27个门,65个纲,124个目,205个科,281个属;共获得梨小食心虫幼虫肠道细菌240389条reads,聚类为957个OTUs,注释得到22个门,46个纲,89个目,145个科,180个属.桃小食心虫幼虫肠道细菌以变形菌门(87.98%±5.29%)、厚壁菌门(3.91%±1.19%)和放线菌门(1.04%±0.47%)为主;梨小食心虫肠道细菌以变形菌门(50.06%±19.56%)、厚壁菌门(32.02%±8.48%)和蓝细菌门(25.24%±10.28%)为主.两种食心虫在门、纲、目、科、属、种水平上均存在显著差异.从本研究结果看,即使均以苹果为寄主,两种食心虫幼虫肠道细菌结构和多样性也存在显著差异,桃小食心虫幼虫肠道细菌多样性比梨小食心虫丰富,这可能与两者不同的取食特性和消化机制有关.本研究结果为后期揭示肠道微生物与两种食心虫相互作用关系奠定了基础.     

二斑叶螨滞育特性的初步研究

诱导滞育实验表明 :短日照和低温是诱导二斑叶螨发生滞育的主要因子。测定我国天水种群 ,在 15℃条件下 ,诱导其滞育的临界日照长度为 9小时 4 2分 ,在每日 8小时光照条件下 ,诱导其滞育的临界温度为 15.5℃。解除滞育实验表明 :在每日 13小时的光照条件下 ,温度越高 ,解除越冬雌成螨滞育的速度越快 ;低温处理滞育雌成螨的时间越长 ,解除其滞育的速度也越快。     

相对湿度对苹小卷叶蛾实验种群的影响

为明确相对湿度对苹小卷叶蛾生长发育及繁殖的影响,在室内(25±1) ℃和12L∶12D条件下,分别设置40%、50%、60%、70%、80%、90% 6个相对湿度(RH),研究其对苹小卷叶蛾生长、发育、存活及繁殖的影响.结果表明: 在40%～90%RH范围内,随湿度升高苹小卷叶蛾未成熟期逐渐缩短,由40%RH时30.31 d缩短至90%RH的25.87 d,未成熟期存活率逐渐升高.湿度对卵的孵化具有显著影响,40%RH下卵的孵化率最低,为39.3%.在80% RH条件下,成虫寿命最长,单雌产卵量最多(110.8粒),卵和幼虫的存活率最高,净生殖率(R₀)和内禀增长率(r_m)最高,分别为26.46和0.1018．说明较高湿度能促进苹小卷叶蛾生长发育,提高其繁殖力.
     

绣线菊蚜对苹果成熟/幼嫩叶片的选择性与适生性

为了解绣线菊蚜对苹果不同叶龄叶片初始选择与定居选择的异同,明确成熟叶片与幼嫩叶片对绣线菊蚜生长发育、存活及繁殖的影响,在研究绣线菊蚜对成熟叶片与幼嫩叶片选择性基础上,采用叶盘法饲养观察并组建了绣线菊蚜的年龄-龄期两型生命表.结果表明:绣线菊蚜喜欢在幼嫩叶片上产仔.其近距离降落选择与刺探取食选择存在差异,刺探取食选择是决定绣线菊蚜对同一寄主不同部位选择的关键.绣线菊蚜在成熟叶片上的发育历期显著长于幼嫩叶片,存活率也低于幼嫩叶片,其死亡主要发生在1龄、4龄若蚜及成蚜期.成熟叶片上的无翅蚜比例低于幼嫩叶片,且成蚜寿命、产卵量均显著小于幼嫩叶片.种群动态参数表明,绣线菊蚜在幼嫩叶片上具有很强的增长势能,而在成熟叶片上很难建立种群.     

苹果全爪螨在吉尔吉斯与金冠苹果上的实验种群两性生命表

为明确新疆野苹果Malus sieversii吉尔吉斯与栽培苹果Malus domestica金冠对苹果全爪螨Panonychus ulmi生长发育和繁殖的影响, 在室温23±1℃, 相对湿度75%±5%, 光周期16L∶8D条件下, 组建了苹果全爪螨在吉尔吉斯和金冠上的实验种群两性生命表。结果显示： 吉尔吉斯和金冠对苹果全爪螨雌螨寿命、 产卵期及总产卵量等有明显影响、 而对总发育历期、 总产卵前期、 未成熟螨存活率等影响不显著。苹果全爪螨总发育历期在吉尔吉斯（雌12.60 d, 雄11.40 d）和金冠（雌12.54 d, 雄 11.67 d）上无显著差异, 雌成螨寿命在金冠(13.46 d)上显著长于在吉尔吉斯（10.88 d）上(P<0.05)。产卵期在金冠和吉尔吉斯上分别为10.55 d和8.30 d, 达到显著差异水平(P<0.05)。总产卵量在金冠上为34.12粒/雌, 显著高于在吉尔吉斯上（22.48粒/雌）(P<0.05)。苹果全爪螨在吉尔吉斯上内禀增长率(r)、 净增殖率(R₀)、 世代平均周期(T)、 周限增长率(λ)分别为0.1354, 11.96, 18.33和1.1450, 而在金冠上分别为0.1489, 17.39, 19.18和1.1606。由种群动态参数可知, 苹果全爪螨在金冠上种群数量增长快于在吉尔吉斯上。研究结果有助于深入了解该螨在新疆野苹果与栽培苹果上种群动态, 并为苹果抗螨性育种及害螨综合治理提供理论依据。