温度对东亚飞蝗取食影响及其食物利用效率研究

本文采用对比称重法研究温度对东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis(Meyen)取食及食物利用率的影响。结果表明:3～5龄蝗蝻在18、21、24、27、30℃5个温度梯度下发育历期为56.9、34.0、21.3、17.2、15.0d,总取食量为0.85、0.88、0.82、0.99、0.99g。在21、24、27、30℃4个温度梯度下,雄成虫寿命为90.3、62.8、47.0、38.7d,总取食量为3.62、4.67、4.25、4.26g;雌成虫寿命为95.8、63.0、46.3、40.8d,总取食量为6.97、10.48、10.41、11.90g。随温度升高3～5龄蝗蝻近似消化力减小,食物利用率增加;成虫期在18、30℃条件下近似消化力有显著差异(P<0.05),但不同温度下食物利用率差异不显著(P>0.05)。     

一株白僵菌对红火蚁的毒力及对免疫酶活性与基因表达的影响

白僵菌是最具防治害虫潜力的一类昆虫病原真菌。本研究测定了球孢白僵菌Beauveria bassiana 237菌株对红火蚁Solenopsis invicta的感染毒力,并探究了白僵菌侵染对红火蚁免疫相关酶活性及相关基因表达的影响。结果显示,该白僵菌菌株对红火蚁的毒力较强,在孢子悬浮液108孢子/mL浓度下,对红火蚁的致死中时间LT50为5.288±0.2014 d;在10^4~10^8孢子/mL的不同浓度处理下,红火蚁死亡率随孢子浓度的增加而显著增加。经计算,第4~10天致死中浓度LC50值由8.82×10^6孢子/mL降低到8.95×10^5孢子/mL。红火蚁被球孢白僵菌感染后,体内保护酶和解毒酶发生了不同程度的改变。其中保护酶类酚氧化酶（PO）的活性在白僵菌处理后的第12 h已出现抑制,而在第24 h、48 h、72 h时均显著高于对照;超氧化物歧化酶（SOD）活性在12 h时与对照无显著差异,但在24~48 h阶段酶活显著上升,之后下降;过氧化物酶（POD）在较早时段保持与对照无显著差异水平,至中后期48~72 h出现持续升高。解毒酶类混合功能氧化酶系（MFO）的活性在整个检测时间段内表现为抑制-上升-抑制-上升的波动状态;谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）活性的变化与SOD相似,只在24~48 h阶段出现上升。白僵菌还导致红火蚁免疫信号通路Toll途径相关基因表达量变化。在处理后12 h,识别因子GNBP1、Spaetzle即被激活,维持上调-回调波动趋势;而信号传递因子Myd88、pelle在检测的12~72 h内基本处于被抑制状态,只有Myd88在48 h时表达量上升;转录因子Dorsal以及抗菌肽Defensin在12~24 h都已被显著激活,而在后续48~72 h被抑制。综上所述,球孢白僵菌237菌株通过调节红火蚁酶活以及免疫相关基因的表达量实现成功侵染和致病作用,具有很高的生防应用价值。     

BenA3基因双元载体的初步构建及转化绿僵菌189的初步研究

用XholⅠ和SalⅠ分别双酶切植物表达载体pCAMB IA1300和含有目的基因的pMD19-T-BenA3,定向连接得到重组质粒pCAMB IA1300-BenA3,将其导入农杆菌AGL-1。经PCR鉴定后,得到可用于绿僵菌转化的农杆菌双元载体。采用的预培养时间、菌液浓度、共培养时间、乙酰丁香酮浓度的条件下,进行农杆菌介导绿僵菌的遗传转化,得到可以稳定性遗传的绿僵菌转化子,随机挑选转化子进行苯菌灵抗性基因的PCR扩增表明,绿僵菌转化子含有了苯菌灵抗性基因。该转化体系的建立,将有利于绿僵菌生防功能基因的克隆和作用机制的研究。     

用Real-Time PCR评价花生田间金龟子绿僵菌的存活能力

为了能够对金龟子绿僵菌在花生田间的存活能力进行精确的定量研究,通过比对真菌ITS序列,设计出针对金龟子绿僵菌的特异性引物,并建立金龟子绿僵菌Real-Time PCR反应体系。结果表明,标准品在拷贝数为8.49×103–8.49×109copies/μL之间,线性关系良好,线性方程为y=-3.257x+6.969,相关系数为R=0.9980,扩增效率E=102.8%,检出痕量为20个孢子/g土壤。以Real-Time PCR方法和平板稀释法,分别对花生根部施用金龟子绿僵菌后不同时期的土壤进行定量分析,结果表明两种方法检测的金龟子绿僵菌数量变化趋势相似,施用的金龟子绿僵菌在根围与根际都呈现先快速下降后缓慢回升的趋势,90d时金龟子绿僵菌DNA量和CFU值均下降至初始的10%以下,之后出现回升;根际的金龟子绿僵菌相对地下降较慢而回升较快,在120d时可恢复到初始的52.17%和38.65%,显著高于根围的数量。试验建立的Real-Time PCR体系可用于金龟子绿僵菌土壤宿存的定量检测,而且适用于低含量的检测。     

绿僵菌药后草原蝗虫种群空间分布型研究

综合多个聚集度指标对绿僵菌药后田间蝗虫和僵虫的空间分布型进行了研究。结果表明：施药后不同时间随蝗虫种群密度的减小,处理区残虫的分布型呈现聚集随机交错变动,僵虫的空间分布型为聚集分布。采用Taylor幂法则和改进的Iwao模型分析表明,整个调查时段处理区残虫、僵虫的空间分布均为聚集分布。推测认为,药后蝗虫点片状死亡,部分地片相对密度较高,残虫分布型趋向聚集; 自然消除作用使僵虫密度很低,低密度下取样产生大量空样本,僵虫的分布型产生聚集假象。     

金龟子绿僵菌颗粒剂加工的关键因子优化研究

对在金龟子绿僵菌颗粒剂中关键的3个因子（载体、促活剂和加水量）进行了研究。结果表明,10种载体对金龟子绿僵菌孢子萌发都没有显著地影响,其中钙质膨润土、高岭土、滑石粉、活性白土和轻质碳酸钙可以提高孢子的贮存活性。两种促活剂海藻糖和酪氨酸都能显著促进孢子的萌发,促进率分别为15.12%－24.88%和15.06%－29.67%,浓度间差异并不明显。加水量对载体成粒性和造粒产热的影响非常明显,通过调节加水量可以大幅提高载体成粒率和降低造粒温度。通过回归分析和计算得到了各载体成粒率大于?90%?的适宜加水量和其对应的造粒温度。钙质膨润土的适宜加水量和对应造粒温度分别为19.1%－25.0%和50.2－54.5℃,高岭土分别为35.0%－40.0%和55.1－56.2℃,滑石粉分别为27.2%－40.0%和50.4－51.1℃,活性白土分别为18.3%－25.0%和51.3－53.6℃,轻质碳酸钙分别为40.8%－45.0%和49.7－56.1℃。优化后的颗粒剂可以有效延长孢子的贮存期。     

丝氨酸蛋白酶抑制剂Serpin1对东亚飞蝗酶学免疫的影响

Serpins是东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis体内具有免疫调节功能的一类丝氨酸蛋白酶抑制剂.前期研究发现Serpin1能够降低绿僵菌Metarhizium对蝗虫的杀虫效果,本研究旨在从酶学角度明确Serpin1蛋白抑制绿僵菌毒力的原因,进一步揭示Serpins的功能与作用机制.本实验采用饵剂饲喂的方法进一步明确Serpin1蛋白对绿僵菌侵染东亚飞蝗的抑制效果;测定绿僵菌侵染东亚飞蝗过程中,添加Serpin1蛋白对东亚飞蝗体内保护酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD、酚氧化酶PO)、解毒酶(多功能氧化酶MFO、谷胱甘肽转移酶GSTs、乙酰胆碱酯酶AchE)共6种酶的影响,以明确Serpin1对东亚飞蝗酶学免疫的调节作用.结果表明,Serpin1能够显著降低绿僵菌对蝗虫的杀虫效果;将Serpin1与绿僵菌混合后处理东亚飞蝗,12 d后其死亡率为63.5％,显著低于绿僵菌单独处理(死亡率为80.6％).酶活测定结果显示,将绿僵菌IMI330189与Serpin1蛋白混合处理后,与绿僵菌处理组相比,东亚飞蝗体内保护酶SOD和PO的活力总体表现为上调,而POD的活力呈现降低的趋势;解毒酶MFO、GSTs的活性呈现升高趋势,AChE的活力呈现先升高后降低的趋势.上述结果表明,Serpin1蛋白能够增强东亚飞蝗体内解毒酶和保护酶的活性,提高东亚飞蝗的酶学免疫,增强对绿僵菌侵染的抵御能力,从而降低东亚飞蝗的死亡率.本研究为进一步揭示Serpins的功能提供了参考.     

苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白Cry1Ba结构域Ⅱ中Loops结构与功能关系研究

为了明确杀虫晶体蛋白中各个Loop的结构与功能的关系,以及Loop突变对Cry1Ba蛋白杀虫活性的影响,首先通过三维结构模拟以及同源序列分析的方法,找到Cry1Ba蛋白三个结构域及三个Loop相对应的氨基酸片段:然后通过重叠引物PCR将编码Cry1Ba蛋白结构域Ⅱ中的三个Loop进行了相应的突变,共获得了5个突变体M1(Loop1:340WSNTR344-缺失(Cry1A))、M2(Loop2:402Y-G)、M3(Loop2:400GIYLEP405-PSAV(Cry3A)),M4(400GIYLEPIH407-ILGS(Cry1A)),M5(Loop3:472LQSRV476-AGAVYTL(Cry1A)).将这些突变体在大肠杆菌BL21中进行了诱导表达,提取蛋白,分别对小菜蛾进行了生物活性测定.生测结果表明,Loop1的缺失突变M1的毒力,与Cry1Ba(LC50 0.96μg/mL)相比,显著降低,LC50为35.51 μg/mL;在Loop2的突变中,单个氨基酸的突变M2(Y/G)的毒力略有下降(LC50为1.31 μg/mL);而另两种突变(M3和M4)时小菜蛾的毒力明显下降,LC50值分别为11.56 μg/mL、34.81 μg/mL;Loop3的突变M5对小菜蛾的毒力略有提高(LC50 0.81 μg/mL),但差异不显著.对Cry1Ba蛋白突变前后结构与功能之间关系的分析结果表明,Loop区突变对Cry1Ba蛋白的结构和功能影响非常显著;Loop1和Loop2在决定Cry1Ba对小菜蛾的毒性方面起着重要作用.     

基因工程改良在昆虫病原真菌中的应用

昆虫病原真菌是自然界控制害虫种群的主要生物因子,其研究开发越来越受到重视。但由于存在致死速度慢、防效不稳定、对环境条件要求高等缺点,限制了昆虫病原真菌的应用。近年来,通过基因工程技术对昆虫病原真菌进行遗传改造,提高菌株的致病性和毒力,创造高效、稳定的工程菌株取得了较大进展。对昆虫病原真菌选择标记、遗传转化方法、基因工程改良及应用等方面最新研究进展进行了综述。     

不同土壤类型及其含水量对亚洲小车蝗卵孵化的影响

为明确不同土壤类型及其含水量对亚洲小车蝗Oedaleus decorus asiaticus Bey-Bienko卵孵化的影响,本实验选取棕钙土、黑土和砂土等3种土壤,在恒温28℃条件下设置5%、10%、15%和20%等4个土壤含水量,研究亚洲小车蝗卵的孵化前期、孵化历期、累积孵化率以及相对孵化率。结果表明,土壤类型、土壤含水量以及土壤类型与土壤含水量的交互作用对亚洲小车蝗卵孵化率影响极显著,而对卵孵化前期影响均不显著,卵孵化历期只受到土壤类型的显著影响。亚洲小车蝗卵在棕钙土中孵化率最高(42.5%～61.4%),其次为黑土,最低为砂土;孵化历期在棕钙土中(3.6±0.2 d)显著短于黑土和砂土。在棕钙土中,10%～20%含水量处理的卵孵化率(60.3%～61.4%)显著高于5%处理(42.5%);在黑土中,15%～20%处理的卵孵化率最高(49.8%～42.7%),其次为10%(28.4%),最低为5%处理(13.5%);在砂土中,5%处理的卵孵化率(38.7%)显著高于其他处理(12.9%～19.8%)。在3种不同土壤处理下,亚洲小车蝗卵的孵化均集中在前3 d,相对孵化率达到73.1%～98.0%;砂土的相对孵化率在第1天达到高峰,但与棕钙土和黑土的差异不显著;棕钙土和黑土的相对孵化率在第2天达到高峰,且显著高于砂土。因此,10%～20%含水量的棕钙土最适合亚洲小车蝗卵的孵化,孵化率高,孵化历期短,孵化时间更为整齐;其次为黑土;最次为砂土。