柑橘大实蝇生物、生态学及辐照不育技术最新研究进展

柑橘大实蝇是柑橘类果树的一种重要害虫,近几年在我国柑橘种植区的危害呈上升趋势,给柑橘产业造成了巨大损失。本文概述了环境因素包括温度、光周期、营养状况(饥渴)以及水淹对柑橘大实蝇生物学特性和成虫行为的影响,柑橘大实蝇成虫和幼虫人工饲养技术参数,柑橘大实蝇蛹滞育机制,辐照不育关键技术包括最佳辐照剂量和辐照时期,及其在湖北柑橘园柑橘大实蝇防控中的应用与示范情况等,并指出了尚需进一步开展的研究内容。     

桔小实蝇细胞凋亡基因hid的克隆及不同发育阶段表达分析

【目的】细胞凋亡是一个细胞自动结束生命的过程,也称为程序性细胞死亡（programmed cell death, PCD）。头部退化缺陷基因 (head involution defective, hid )是昆虫细胞凋亡基因RHG家族的成员,该家族基因通过克服凋亡蛋白抑制因子（inhibitor of apoptosis proteins, IAPs）的保护作用来保证PCD的发生。本研究旨在克隆和分析桔小实蝇Bactrocera dorsalis的hid基因,并研究其在各发育阶段的表达情况。【方法】利用RT-PCR和RACE技术获得了桔小实蝇hid基因的cDNA全长序列。利用荧光定量PCR对hid基因在桔小实蝇不同发育阶段的转录水平进行分析。【结果】克隆获得桔小实蝇hid cDNA序列,将其命名为Bdhid (GenBank登录号为KJ461670),其开放阅读框长1 029 bp,编码342个氨基酸。氨基酸序列分析显示其具有一个短的N-端肽基元( IAP-binding-motif, IBM) 和C-端Grim Helix 3 (GH3) 结构域,与其他已知的双翅目昆虫hid基因有较高的同源性。实时荧光定量PCR检测结果表明,该基因在桔小实蝇的幼虫期表达水平较低,蛹期及成虫期表达量显著升高。【结论】这些结果为进一步研究hid基因在桔小实蝇细胞凋亡途径中的功能及其转基因条件致死品系的获得奠定了基础。     

烟粉虱全基因组DNA四种提取方法的比较

获得大量、高质量的全基因组DNA是在DNA水平上研究许多生物的分子机制的基本前提。微小昆虫由于其体型微小,单头提取DNA浓度低,无法满足部分试验所需。为寻找一种方便、快捷、高效的全基因组提取方法,参考国内外单头微小昆虫基因组DNA提取常用方法,以烟粉虱为研究材料,选取醋酸钾(KAc)法、盐析法、氯仿-异戊醇法和苯酚提取法四种方法进行多头烟粉虱的全基因组DNA提取。通过微量核酸蛋白分析仪、基因组DNA直接琼脂糖凝胶电泳、甲基化敏感扩增多态性(Methylation sensitive amplification polymorphism,MSAP)引物扩增产物的琼脂糖凝胶电泳对DNA样品进行检测,比较提取DNA的产量、质量,并综合分析各提取方法所需时间及所用试剂的毒性大小。结果表明,盐析法提取的DNA平均浓度为521 ng/μL,纯度能满足分子检测要求,用MSAP引物能得到较好的扩增结果,相比其它方法,盐析法更简便、快速且无毒。因此盐析法是多头烟粉虱全基因组DNA提取的最佳方法。     

染色质重塑调控生物温度适应性的研究进展

温度是限制物种适应性分布的重要环境因子,对极端环境温度的耐受性决定生物分布和扩散范围,而表观遗传可以提供快速的响应机制,促使生物快速适应极端环境温度。染色质重塑作为表观遗传的重要组成部分之一,其可以通过调控胁迫相关基因的表达从而促进生物适应不良环境条件。本文主要阐述了染色质重塑复合物的分类、组成和染色质重塑的方式,梳理了染色质重塑在生物温度适应性中的研究进展,提出染色质重塑在生物适应不良环境温度过程中发挥重要作用,并对未来染色质重塑与温度适应性研究提出建议。     

捕食性天敌昆虫控害作用定量评价方法

天敌昆虫田间捕食作用与能力的研究,通常采用田间种群数量调查与分析的方法或笼罩试验来评价其控制作用,但往往与实际情况不符,尤其是对可捕食多种猎物的非专食性天敌,很难说明其在田间对某一特定猎物的控制作用究竟有多大,而分子生物学技术为捕食者-猎物关系评价研究提供了新途径。本文系统介绍了基于种特异性SS-PCR标记技术和TaqMan-MGB实时荧光定量PCR技术的捕食性天敌控害作用定量评价方法及其优缺点,旨在为害虫天敌的种类筛选及其保护利用提供技术指导。     

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。     

温室粉虱和烟粉虱3个隐种中热激蛋白基因hsp70和hsp90含量的比较分析

【目的】昆虫适应新环境的能力与其对温度的耐受能力密切相关。热激蛋白HSP70和HSP90具有提高生物体温度耐受性的功能。烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius)不同隐种和不同种粉虱对温度的适应能力有差异,这与它们的热激蛋白基因拷贝数的差异可能相关。【方法】利用实时荧光定量PCR方法,检测入侵型烟粉虱MED隐种和MEAM1隐种、本地型烟粉虱AsiaⅡ1隐种以及温室粉虱Trialeurodes vaporariorum (Westwood)基因组DNA中热激蛋白基因hsp70和hsp90的拷贝数。【结果】不同种类的粉虱和烟粉虱不同隐种体内的hsp70和hsp90的含量均有较大差异,其中hsp70和hsp90拷贝数在入侵型烟粉虱MED和MEAM1隐种中含量较其他两种均高,而在土著种AsiaⅡ1隐种中含量最低,在温室粉虱中居中。此外,相同物种雌雄成虫hsp70和hsp90的拷贝数也不同,雌虫hsp70和hsp90拷贝数约为雄虫的2倍。【结论】不同种粉虱及烟粉虱不同隐种的hsp70和hsp90的拷贝数可能与其耐热性差异相关。本研究为解释不同种粉虱、烟粉虱不同隐种及其不同性别的耐热性差异机制提供了进一步的依据。     

基因组编辑技术及其在昆虫遗传转化中的应用

锌指核酸酶、类转录激活因子式核酸酶和CRISPR/Cas技术是近几年发展起来的3种主要基因组编辑技术,其原理都是通过在生物基因组特定位点制造DNA双链断裂损伤,从而激活机体自身的DNA损伤修复机制,在此过程中引发各种变异。基因组编辑技术已在研究基因功能和基因修复中成功应用,基于基因组编辑技术的诸多优点,如CRISPR/Cas技术能对基因组中多个特定位点进行编辑,其有望成为昆虫遗传转化的主要策略。本文就锌指核酸酶、类转录激活因子式核酸酶和CRISPR/Cas技术的基本原理及其在昆虫中的应用做一简介,为今后利用基因组编辑技术进行昆虫遗传转化提供些许参考。     

三种提取苹果绵蚜基因组DNA方法的比较

参考国内外昆虫基因组DNA提取的常用方法,选取KAc法、氯仿-异戊醇法和盐析法3种方法对苹果绵蚜(Eriosoma lanigerum)基因组DNA进行提取.通过基因组DNA直接琼脂糖凝胶电泳、SSR引物扩增产物的琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳检测,对3种方法所提基因组DNA的质量进行了比较,并综合分析了提取所需时间及所用试剂的毒性大小等.结果表明,盐析法操作程序较简便快捷,节时省工,可得较好质量的DNA样本,且对试验操作人员无伤害,是一种值得推广应用的基因组DNA提取方法.     

美洲斑潜蝇SS-PCR检测技术研究

【背景】美洲斑潜蝇是一种严重威胁瓜果蔬菜、烟草、棉花等经济作物和花卉生产的入侵性害虫。由于潜叶蝇类害虫体型较小、生活方式隐蔽、形态相似,本文针对其难以快速准确地进行形态鉴别的问题,以美洲斑潜蝇为研究对象,以菜田常见的4种潜叶蝇类害虫为参照,采用种特异性PCR方法（species-specific PCR,SS-PCR）,研究其快速分子检测鉴定技术。【方法】调用GenBank中一段936bp的美洲斑潜蝇线粒体DNA（mtDNA）细胞色素氧化酶亚基Ⅰ基因（COⅠ）的序列（Gen-Bank登录号为EU219613）,并根据此基因片段的碱基序列设计引物1对,其扩增片段大小为294bp。【结果】种特异性检验结果显示,该引物只对美洲斑潜蝇的COⅠ基因具有扩增能力,对其他种类如南美斑潜蝇、三叶斑潜蝇、葱斑潜蝇、豌豆潜叶蝇等没有扩增能力。该引物不仅对成虫具有良好的扩增效果,对蛹、幼虫以及单粒卵也具有同样的扩增效果,其最低检出阈值为1/3840头成虫。【结论与意义】SS-PCR技术体系可用于美洲斑潜蝇的鉴定识别与检测监测,对阻止其进一步扩散蔓延具有重要意义。