线粒体DNA序列在半翅目异翅亚目昆虫分子系统学上的应用

随着PCR技术的发展以及大量DNA序列的累积,昆虫分子系统学近年来快速发展。线粒体DNA(mtDNA)序列相对于核内DNA序列进化速率较快,常被用于昆虫的系统发育研究。本文综述了国内外学者利用各种线粒体DNA序列来研究半翅目异翅亚目昆虫系统发育的研究概况。总结发现,COⅠ、COⅡ、12S rDNA、16S rDNA、Cytb、ND1、ND2和ND5等线粒体区段被用于半翅目异翅亚目系统发育的研究,其中以COI、COⅡ、16S rDNA和Cytb应用最广泛,但目前尚缺乏不同分子标记间的联合分析。进一步的研究最好在选定半翅目异翅亚目昆虫的分类阶元(如科间、亚科间、科内属间、种间或种内)后,集中测定线粒体某几个区段的DNA序列,然后进行单一分析和联合分析,并与传统形态学研究结果进行比较,可望全面分析半翅目异翅亚目昆虫的系统发育关系。     

玉米螟赤眼蜂种群特异分子标记构建及其应用

赤眼蜂是我国乃至世界范围内应用最广的卵寄生蜂,其中玉米螟赤眼蜂Trichogramma ostriniae Pang et Chen是我国玉米种植区重要的天敌昆虫,但其不同的地理种群在生物防治效果上存在较大差异。为了有效利用玉米螟赤眼蜂的优势种群,有必要对其进行准确的鉴别。然而,采用传统形态学方法对同一种赤眼蜂的不同种群进行鉴别是非常困难的。本研究首先采用随机扩增多态性DNA(RAPD)标记对采自我国北京农科院、山东日照和山西太原的3个玉米螟赤眼蜂种群,进行了遗传差异分析,然后筛选了种群特异性位点,并通过克隆测序和引物设计构建了种群特异性分子标记,即序列特征性扩增区域(SCAR)标记。最后,利用SCAR标记对混合蜂群竞争试验结果进行了分子检测。该研究方法有助于玉米螟赤眼蜂优势种群的筛选,对于赤眼蜂的有效利用具有重要的意义。     

常规棉花粉和转Cru1Ac＋CpTI棉花粉对拟澳洲赤眼蜂繁殖和存活的影响

在室内评价了常规棉花粉和转Cry1Ac＋CpTI棉（Bt棉）花粉通过不同处理方式作为食物源对拟澳洲赤眼蜂Trichogramma confusum寿命、寄生卵数、子代羽化数和性比等繁殖和存活特征的影响。共设计7个饲喂处理,即不饲喂（UNFED）、水（w）、水＋常规棉花粉（W＋P）、水＋Bt棉花粉（W＋BtP）、10％蜂蜜水（H）、10％蜂蜜水＋常规棉花粉（H＋P）和10％蜂蜜水＋转Bt棉花粉（H＋BtP）。在提供或不提供米蛾Corcyra cephalonica 卵条件下,经W＋P或W＋BtP饲喂的雌蜂寿命与W或UNFED间无显著差异,但均显著短于H和H＋P或H＋BtP饲喂的雌蜂,而经H＋P或H＋BtP饲喂的雌蜂寿命又均显著长于经H饲喂的雌蜂（p〈0．05）。比较每雌寄生卵数和子代羽化数来看,各处理明显分为3类。即UNFED、W、W＋P和W＋BtP为最低,H为居中,H＋P和H＋BtP为最高。比较每雌子代性比来看,各处理也明显分为3类,即H、H＋P和H＋BtP为最低,W＋P和W＋BtP为居中,UNFED和W为最高。饲喂W＋P和W＋BtP的雌蜂寿命、寄生卵粒数、子代羽化数和性比分别与W＋BtP和H＋BtP饲喂间无显著差异（p〈0．05）。因而,棉花花粉需与蜂蜜组合才能成为拟澳洲赤眼蜂实现其最大存活和繁殖力的食物;Bt棉花粉对拟澳洲赤眼蜂无影响。     

疟蚊Anopheles gambiae和A. arabiensis嗅觉结合蛋白基因的鉴定和表达谱分型

嗅觉在疟蚊寄主发现行为过程中起主要作用. 基于生物信息学技术, 对按蚊嗅觉结合蛋白基因进行了全基因组分析, 结果总共鉴定了32条嗅觉结合蛋白(OBP)候选基因序列. 进一步采用半定量反转录聚合酶链反应(semi-quantitative RT-PCR), 以疟蚊激动蛋白基因为内部表达参照标准, 研究了冈比亚按蚊所有嗅觉结合蛋白候选基因的组织特异性表达谱. 结果显示: 其中20个OBP候选基因在嗅觉组织(雌蚊触角)中有强的表达, 这说明OBP在疟蚊嗅觉行为中起重要作用. 还研究了冈比亚按蚊复合体(A. gambiae complex)中两种最重要的疟蚊, 即冈比亚按蚊(A. gambiae)和阿拉伯按蚊(A. arabiensis)的蚊种嗅觉特异性表达型, 结果发现其中12个OBP候选基因显示种间差异表达, 同时发现阿拉伯按蚊触角中OBP的累积相对表达强度高于冈比亚按蚊, 其比例为1441.45︰1314.12. 这可能是由二者的不同寄主偏好行为所致, 因为冈比亚按蚊高度嗜吸人血, 而阿拉伯按蚊则介于嗜吸人血和嗜畜血之间, 因此后者需要表达更多的OBPs以支持其寄主选择行为模式. 疟蚊OBP基因的鉴定及其组织和蚊种特异性表达型的确定, 是分析疟蚊嗅觉探测的分子机制的第一步, 如嗅觉结合蛋白重组表达及其配体鉴定.     

不同赤眼蜂品系ISSR-PCR条件优化及分子鉴定

赤眼蜂Trichogramma不同品系在寄生能力等生物学特性上存在差异,而这些差异可能被用于优良品系的筛选。通过优化影响赤眼蜂不同品系ISSR-PCR的主要参数,建立适于鉴别赤眼蜂不同品系的ISSR-PCR反应体系和扩增程序。在20μL反应体系中,各反应物的最适含量为10×PCR Buffer 2.0μL,MgCl22.0μL（25mmol/L）,dNTPs1.6μL（2.5mmol/Leach）,正反向引物各1μL（25μmol/L）,DNA模板1.0μL,Taq酶0.4μL（2.5U/μL）,和ddH2O。ISSR-PCR的扩增程序为：95℃预变性5min,94℃变性50s,52℃退火1min,72℃延伸1min20s,35个循环,72℃延伸10min。结果表明,在上述优化条件下,采用ISSR-PCR可实现对7个赤眼蜂优良品系的分子鉴定。该研究对于赤眼蜂优良品系的筛选具有潜在的应用价值。     

常规棉花粉和转Cry1Ac+CpTI棉花粉对拟澳洲赤眼蜂繁殖和存活的影响

在室内评价了常规棉花粉和转Cry1Ac CpTI棉(Bt棉)花粉通过不同处理方式作为食物源对拟澳洲赤眼蜂Trichogrammaconfusum寿命、寄生卵数、子代羽化数和性比等繁殖和存活特征的影响。共设计7个饲喂处理,即不饲喂(UNFED)、水(W)、水 常规棉花粉(W P)、水 Bt棉花粉(W BtP)、10%蜂蜜水(H)、10%蜂蜜水 常规棉花粉(H P)和10%蜂蜜水 转Bt棉花粉(H BtP)。在提供或不提供米蛾Corcyracephalonica卵条件下,经W P或W BtP饲喂的雌蜂寿命与W或UNFED间无显著差异,但均显著短于H和H P或H BtP饲喂的雌蜂,而经H P或H BtP饲喂的雌蜂寿命又均显著长于经H饲喂的雌蜂(p<0.05)。比较每雌寄生卵数和子代羽化数来看,各处理明显分为3类,即UNFED、W、W P和W BtP为最低,H为居中,H P和H BtP为最高。比较每雌子代性比来看,各处理也明显分为3类,即H、H P和H BtP为最低,W P和W BtP为居中,UNFED和W为最高。饲喂W P和W BtP的雌蜂寿命、寄生卵粒数、子代羽化数和性比分别与W BtP和H BtP饲喂间无显著差异(p<0.05)。因而,棉花花粉需与蜂蜜组合才能成为拟澳洲赤眼蜂实现其最大存活和繁殖力的食物;Bt棉花粉对拟澳洲赤眼蜂无影响。     

赤眼蜂分子鉴定技术研究

通过对6种常见赤眼蜂,即松毛虫赤眼蜂Trichogramma dendrolimi Matsumura、玉米螟赤眼蜂T. ostriniae Pang et Chen、螟黄赤眼蜂T. chilonis Ishii、广赤眼蜂T. evanescens Westwood、甘蓝夜蛾赤眼蜂T. brassicae Bezdenko及食胚赤眼蜂T. embryophagum (Hartig)之核糖体核糖核酸基因第二内部转录区（rDNA-ITS2）的克隆测序,调用GenBank中同源序列,对不同蜂种的rDNA-ITS2序列进行了多重排比和聚类,探讨了rDNA-ITS2用于赤眼蜂属不同种系统进化关系分析及赤眼蜂分子鉴定的可行性。为了考察rDNA-ITS2在赤眼蜂种下水平鉴定上的可能性,作者收集了我国常见的松毛虫赤眼蜂6个地理种群（黑龙江亚布力、吉林长春、吉林仁和、陕西长安、江苏徐州、广东广州）,采用相同方法测定了它们的rDNA-ITS2序列。序列分析结果表明,赤眼蜂种下阶元ITS2序列非常保守,而种间存在明显的遗传差异。通过外群比较发现,rDNA-ITS2只适合于赤眼蜂种一级的分子鉴定。     

基于诊断引物的赤眼蜂鉴定和检测技术

通过对松毛虫赤眼蜂Tichogramma dendrolimi Matsumura和玉米螟赤眼蜂T.ostriniae Pang et Chen（膜翅目：赤眼蜂科）核内可转录第二间隔区（简称：ITS2）的克隆、测序,并获取和分析了GenBank中已登录的同源序列,然后设计了松毛虫赤蜂的特异引物以用于该蜂的分子鉴定和检测,经过反复筛选发现：采用鉴定引物通过PCR扩增不仅可以区分鑫头样品,单头样品（雌蜂或雄峰）,而且可鉴定幼期虫和卵,这用传统方法是无法办到的。该鉴定技术比基于形态学鉴定检测技术用来鉴定了从中国大陆不同地域和寄主上采集到的12个样品,结果表明：该方法可用于赤眼蜂田间分子监测和实验室拟寄生行为研究。     

桃蚜自然种群初级和次级共生菌的分子鉴定

蚜虫不仅带有专性初级内共生菌,还常常带有不同类群的兼性次级共生菌。本研究采用真细菌16S rDNA的通用引物,从桃蚜Myzus persicae (Sulzer)烟草种群体内扩增出1.5 kb的共迁移目的条带,然后将其克隆,并在阳性克隆筛选时进行了RFLP分析。当采用EcoRⅠ进行单酶切分析时,目的片段被切割成～650 bp和～850 bp两个小片段;当采用EcoRⅠ和HindⅢ进行双酶切分析时,该蚜群共生菌酶切谱带被分成2组,其中1组(GroupⅠ)只具有一个EcoRⅠ酶切位点,而另1组(Group Ⅱ)不仅具有一个EcoRⅠ酶切位点,还具有一个HindⅢ酶切位点,而且GroupⅠ为优势共生菌群。在此基础上分别对2组共生菌的16S rDNA全序列（～1.5 kb）进行了测定,结果表明：GroupⅠ属于泛菌属Pantoea,与成团泛菌Pantoea agglomerans亲缘关系最近（同源性达99.70%）,而Group Ⅱ属于蚜虫的专性内共生菌,即Buchnera aphidicola（同源性达99.50%）。这是在蚜虫体内存在泛菌次级共生菌的首次报道。