松墨天牛小热激蛋白基因的克隆、表达谱及对温度胁迫的响应

【目的】松墨天牛Monochamus alternatus是我国南方松林中的重要蛀干害虫,也是林业检疫性病害——松材线虫病的主要媒介昆虫,其分布范围较广,对温度的适应性强,本研究旨在初步探讨松墨天牛对温度胁迫适应性的分子机制。【方法】采用RT-PCR与RACE技术克隆松墨天牛小热激蛋白(small heat shock protein,sHSP)基因的全长cDNA,结合生物信息学方法分析小热激蛋白的结构特征;利用qPCR技术测定该基因在松墨天牛不同发育阶段、4龄幼虫不同组织及不同低温和高温胁迫下4龄幼虫中的表达谱,并用geNorm,NormFinder和BestKeeper软件对不同温度下内参基因稳定性进行评价。【结果】获得松墨天牛sHSP基因的cDNA全长序列,命名为MaltHSP21.20(GenBank登录号:MH091811),全长为871 bp,编码187个氨基酸,信号肽预测表明其N末端含有18个氨基酸的信号肽,成熟蛋白预测分子质量为21.20 kD,等电点为8.65。结构域预测符合小热激蛋白家族的特征,共含有10个β折叠片,在α结构域内含有7个β折叠片。进化树分析表明该蛋白氨基酸序列与光肩星天牛Anoplophora glabripennis的sHSP有较高的同源性。不同软件分析得到最稳定的内参基因存在差异,结合3种方法评价得出RPL10最为稳定。MaltHSP21.20在不同发育阶段的松墨天牛体内均有表达,滞育幼虫中表达量最高,卵期及蛹期表达量次之;在4龄幼虫不同组织中均有分布,脂肪体中表达量最高;4龄幼虫MaltHSP21.20对低温诱导无响应,其表达量在35℃时显著上调,45℃处理2和3 h最高,50℃时下降。【结论】RPL10是不同温度胁迫下较稳定的内参基因。相比其他热激蛋白基因,MaltHSP21.20对低温敏感性较低,推测其在幼虫滞育越冬及抵抗高温中发挥重要作用。     

取食含不同植物源成分的饲料对香樟齿喙象幼虫生长发育及体内解毒酶活性的影响

【目的】明确取食含不同植物源成分的饲料对香樟齿喙象Pagiophloeus tsushimanus幼虫生长发育以及体内解毒酶活性的影响,以探究寄主植物对香樟齿喙象食性与抗性的作用。【方法】以3种樟科植物(香樟Cinnamomum camphora和浙江桂Cinnamomum chekiangensis和浙江楠Phoebe chekiangensis)枝条粉末为植物源成分,配制成半人工饲料。以半人工饲料进行室内饲养后,分别测定取食半人工饲料后香樟齿喙象幼虫的发育历期、体重、死亡率和化蛹率,以及饥饿12 h后取食含不同植物源成分的半人工饲料的4龄幼虫体内解毒酶(谷胱甘肽-S-转移酶、羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶)活性时序变化。【结果】香樟齿喙象幼虫的发育历期在取食含不同植物源成分的半人工饲料之间存在显著差异。取食含香樟成分的半人工饲料的幼虫发育历期最短(100.13 d),取食含浙江楠成分的半人工饲料的幼虫发育历期最长 (123.33 d);整个幼虫期的死亡率以取食含浙江桂成分的半人工饲料的幼虫最高(41.67%),以取食含香樟成分的半人工饲料的幼虫最低(10.00%);化蛹率以取食含香樟成分的半人工饲料的最高(87.32%);取食含香樟成分的半人工饲料的幼虫体重增长速率也明显高于取食含浙江桂或浙江楠成分的半人工饲料的幼虫。饥饿12 h后取食含不同植物源成分的半人工饲料的香樟齿喙象4龄幼虫体内GST和 AChE活性并无显著差异(P＞0.05);而取食含香樟成分的半人工饲料的幼虫CarE活性在60 h时大幅度上升。【结论】说明香樟齿喙象对天然寄主香樟具有较强的生理适应性,这可能与其专食性密切相关;同时,也表明香樟齿喙象可以通过调节自身生长发育和解毒代谢功能来适应不同寄主植物。