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。     

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。     

柑橘木虱速激肽相关肽基因Dc-TRP克隆及表达分析

【目的】昆虫速激肽相关肽(Tachykinin-related peptides,TRPs)属于肽类神经递质,参与调控昆虫生长、发育、变态、繁殖等多种生命活动。本文旨在探究柑橘木虱Diaphorina citri速激肽相关肽(Dc-TRP)基因序列信息,进一步分析其在不同发育时期及成虫不同组织中的表达情况。【方法】本文克隆得到柑橘木虱速激肽相关肽全长序列,并根据核苷酸系列进行系列分析及结构预测。利用RT-q PCR对柑橘木虱不同发育时期及成虫不同组织部位Dc-TRP的表达情况进行分析。【结果】(1)Dc-TRP编码区全长600 bp,预测编码199个氨基酸,具有多个保守区域。(2)时空表达结果表明Dc-TRP在各发育时期和组织均有表达,其中各发育历期表达差异不明显,而组织中表达差异显著且头部表达最高。【结论】Dc-TRP在柑橘木虱不同发育时期表达无显著性差异,但在成虫不同组织中差异显著。以上实验结果具有一定的生物学意义,为进一步研究Dc-TRP的生理功能提供一定的理论基础。     

基于Solexa高通量测序的黄曲条跳甲转录组学研究

黄曲条跳甲Phyllotreta striolata (Fabricius) 是十字花科蔬菜的重要害虫。为深入了解其遗传信息, 本研究应用新一代高通量测序技术Illumina’s Solexa平台对黄曲条跳甲成虫的转录组进行测序, 并结合SOAPdenovo拼接聚类等分析软件, 获取大量的EST和挖掘功能基因。本文最终获得了4 924条序列重叠群（contig）, 其中包含2 209种与黑腹果蝇Drosophila melanogaster蛋白基因具直系同源的独立基因（unigene）和610种黄曲条跳甲物种特有的unigene。结合Gene Ontology （GO）数据库进行分析, 发现大部分的unigene具结合能力（binding capability）和催化活性（catalytic activity）; 上百种unigene可聚类于生物学过程分类中的配子发生、 生殖腺发育和交配行为等重要功能。另外, 结合KEGG Pathway数据库分析发现, 共有363种unigene参与或涉及了40种代谢路径, 其中生物钟调控路径和植物次生代谢物路径等相关基因的发现, 有助于深入研究黄曲条跳甲行为发生的内在机理。Solexa高通量测序技术作为昆虫功能基因组研究的重要手段, 为发掘黄曲条跳甲功能基因发挥了重要作用, 也为在分子水平上研发黄曲条跳甲的防治新策略提供了更翔实的基因信息。     

亚致死浓度吡虫啉和毒死蜱对柑橘木虱成虫组织蛋白酶基因表达的影响

昆虫组织蛋白酶属于多功能酶系,在昆虫生命活动中具有重要作用,但昆虫组织蛋白酶对化学农药的响应却鲜有报道。吡虫啉和毒死蜱是目前防治柑橘木虱Diaphorina citri常用的化学药剂。本研究旨在探究吡虫啉和毒死蜱亚致死浓度处理对柑橘木虱成虫组织蛋白酶基因表达的影响。本研究基于柑橘木虱的转录组数据库,同时结合NCBI数据库,通过Blast比对鉴定得到8个柑橘木虱组织蛋白酶基因,序列分析得出其均属于半胱氨酸蛋白酶家族且含有保守的组氨酸活性位点。研究采用浸叶法处理得到经吡虫啉和毒死蜱处理24 h对柑橘木虱成虫的致死中浓度LC50分别为97.88 mg/L和47.94 mg/L。采用荧光定量PCR（qPCR）分析这两种药剂亚致死浓度（LC20和LC50）胁迫下柑橘木虱成虫组织蛋白酶基因表达水平变化。结果表明吡虫啉胁迫显著下调柑橘木虱DcCath-B,DcCath-F,DcCath-L和DcCath-L1基因表达量;毒死蜱LC20浓度胁迫显著下调柑橘木虱DcCath-B,DcCath-L和DcCath-W基因表达量,LC50浓度胁迫下仅DcCath-B表达量显著下调,其他基因表达无明显差异。以上结果表明吡虫啉和毒死蜱亚致死浓度胁迫下,柑橘木虱成虫下调表达体内部分组织蛋白酶基因以响应此逆境。本研究为探索亚致死浓度吡虫啉和毒死蜱对柑橘木虱的毒理机制提供了一定的理论依据。     

黄曲条跳甲谷氨酸门控氯离子通道（GluCl）基因序列特征及表达分析

氯离子通道与农业害虫的抗药性发生有密切关联。本研究结合转录组测序及荧光定量PCR技术, 鉴定和分析黄曲条跳甲Phyllotreta striolata (Fabricius)谷氨酸门控氯离子通道（GluCl）的基因序列特征、 功能及基因表达谱。结果表明: 本研究所获得的GluCl cDNA序列长度为1 430 bp, 开放阅读框（open reading frame, ORF）长为1 344 bp, 编码447个氨基酸残基。其推测蛋白分子主要含神经递质分子胞外结合域和胞内跨膜域两大功能域, 其亲水的胞外结合域又含有2个由半胱氨酸二硫键形成的氨基酸残基桥环, 表现出GluCl α亚基的典型特征。cDNA序列的系统发育分析表明, 该GluCl与其他昆虫的GluClα高度同源, 而在脊椎动物中则与γ-GABA或甘氨酸配体门控氯离子通道同源。荧光定量PCR分析表明, 该GluCl基因在黄曲条跳甲雌雄成虫的不同部位中都有表达, 但是在头部的表达量非常高, 如雄虫头部的表达量是其精巢的65.7倍、 是其中肠的227.5倍, 揭示GluCl基因在中枢神经组织中具有重要作用。本研究为进一步研究GluCl介导的黄曲条跳甲抗药性的发生及其分子机理奠定了基础。     

应用微卫星标记分析不同桔小实蝇种群的遗传多样性

为探究不同桔小实蝇Bactrocera dorsalis (Hendel)地理种群的遗传变异、入侵来源和扩散情况,利用13对引物对中国南方10省区、泰国、夏威夷、菲律宾和老挝的30个桔小实蝇种群共180个个体的遗传多样性水平进行了研究。 Popgene32和NTSYS-pc2.10e软件分析结果表明：30个不同桔小实蝇种群的遗传相似度在0.3599~0.9153范围内。种群的Nei氏基因多样性指数平均为0.6464±0.1026,Shannon信息指数I平均为1.2845±0.2632, 提示桔小实蝇种群具有较丰富的遗传多样性。UPGMA聚类分析显示,福建地区和海南地区分别独立一支,广东地区和台湾地区种群聚成一支,而广西、泰国、湖南、云南、老挝、四川、 重庆和贵州地区聚为一大支系。据此提出泰国种群和老挝种群是最早入侵我国的种群,云南地区是最早的入侵地,广西地区可能为又一较早入侵地。