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。     

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。     

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。     

盐胁迫对昆虫病原真菌环链棒束孢生长及基因表达的影响

环链棒束孢Isaria cateniannulata是一种重要的昆虫病原真菌,广泛应用于茶园害虫的防治。环境胁迫是影响该菌株生长、扩散和菌株毒力的不利外界因素,其中盐胁迫对环链棒束孢的生长和基因转录表达的影响尚不清楚。本研究采用0（对照）、0.6和1.0mol/L的NaCl处理菌株,观测不同浓度NaCl对菌株表型的生长抑制作用,并对3组处理做了转录组分析。结果表明,3组处理共拼接到37 833个转录本,得到10 441个unigenes。与对照组相比,0.6和1.0mol/L NaCl处理组共鉴定出1 074个和2 412个差异表达基因,其中697个和1 201个表达上升,377个和1 211个表达下降。这些差异表达基因分别参与了碳水化合物和氨基酸的代谢、核糖体的生物合成、脂肪酸的合成与降解。为了验证转录组结果的准确性,本研究进一步通过qRT-PCR技术验证了12个差异表达基因的表达谱,研究结果为进一步了解环链棒束孢抵抗盐胁迫的分子机理奠定了理论基础。     

斜纹夜蛾水通道蛋白1（AQP1）基因的克隆、分子特性和表达分析

水通道蛋白(aquaporin, AQP)是生物体中一种重要的跨膜通道蛋白, 它通过一些中性小分子化合物的运输, 从而参与了昆虫对食物中水分再吸收、抗寒和抗干燥等重要生理机制。为研究斜纹夜蛾中水通道蛋白的基因特征和时空表达特征, 本研究利用同源克隆和RACE技术获得了斜纹夜蛾水通道蛋白1（AQP1）基因的两个转录异构体, 并将其分别命名为SL-AQP1A （GenBank登录号： KC999953）和SL-AQP1B （GenBank登录号： KC999954）,其中SL-AQP1B比SL-AQP1A在推导的编码区5′端连续性缺失81个碱基, 而其他序列完全一致; 同源分析显示推导的SL-AQP1与家蚕为代表的水通道蛋白1具有较高的同源性。拓扑学和三级结构模拟显示其有经典的6个全跨膜结构域、2个半跨膜结构域、2个保守的NPA (asparagine-proline-alanine, 天冬氨酸-脯氨酸-丙氨酸)结构基序及选择性水孔构件ar/R （aromatic arginine, 芳香族精氨酸）。qRT-PCR结果显示, SL-AQP1整体时空表达差异性十分明显, 并且SL-AQP1B的表达量显著高于SL-AQP1A; SL-AQP1在卵期和预蛹期有较高的表达量, 在中肠、马氏管、血淋巴、消化腺中有相对较高的表达量, 暗示其在斜纹夜蛾中存在重要的渗透压调节作用。本文结果为进一步研究水通道蛋白在斜纹夜蛾中的作用提供了一定的分子基础。     

喜树碱对草地贪夜蛾幼虫中肠细菌群落组成及多样性的影响

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E.Smith)是一种重要的入侵害虫,对多种作物生产造成严重的威胁.喜树碱是一种单萜类吲哚生物碱,对草地贪夜蛾幼虫生长发育具有显著抑制效果.本研究采用饲料混药法将喜树碱以1 mg/kg浓度处理草地贪夜蛾4龄幼虫3 d,解剖幼虫收集中肠内容物后采用16S rDNA...     

草地贪夜蛾半胱氨酸蛋白酶Sf-caspase-3基因克隆与表达分析

半胱氨酸蛋白酶caspases是细胞凋亡过程中重要的酶类,参与调控昆虫变态发育及响应外界压力等多种生理过程。本研究通过转录组数据及逆转录PCR鉴定并验证得到Sf-caspase-3基因编码区全长。该基因编码区长840 bp,编码279个氨基酸,预测蛋白分子量为31.43 kDa。氨基酸序列分析表明Sf-caspase-3具有保守的QACRG五肽序列,且与Lep-caspase-3高度保守。进化树分析表明Sf-caspase-3与甜菜夜蛾Spodoptera exigua Se-caspase-3亲缘关系最近。RT-qPCR检测结果表明Sf-caspase-3在草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda各个龄期均有表达,其中3~6龄幼虫期表达量最高,蛹期和卵期表达量最低。此外Sf-caspase-3在6龄幼虫中肠组织中表达量最高,而在表皮、脂肪体及马氏管中表达量极低。本研究成功构建Sf-caspase-3原核表达重组质粒,在28℃下0.4 mmol/L异丙基硫代半乳糖苷（IPTG）诱导重组菌株4 h得到约50 kDa大小条带,与预期条带大小相符。蛋白可溶性分析表明Sf-caspase-3主要以不可溶的形式存在包涵体中。本研究为草地贪夜蛾Sf-caspase-3功能及鳞翅目昆虫细胞凋亡机制研究提供一定的理论依据。