粉虱和蓟马类害虫的抗药性监测方法

粉虱和蓟马类害虫是我国经济作物上的主要害虫,为害呈逐年加重趋势,其抗药性也是生产中的主要问题。抗药性水平监测是害虫抗性早期预警和治理的基础,了解害虫抗药性水平须建立一套准确易于操作的监测方法。分别针对粉虱成虫和蓟马的琼脂保湿浸叶法和叶管药膜法的最大特点是快速、便于操作,接虫前的准备工作可以提前1² d完成,可监测当代试虫的抗性水平,结果更接近于田间实际,适合在粉虱和蓟马抗性监测中推广使用。     

MED烟粉虱钙结合蛋白的鉴定及表达分析

【目的】钙结合蛋白作为钙信号传导途径的组分,通过与钙离子结合实现其生物学功能,调控细胞信号传导和细胞生命周期等过程,且钙结合蛋白可以通过与植物中钙离子结合降低钙离子浓度来保持昆虫的持续摄取。为明确钙结合蛋白在MED (Mediterranean)烟粉虱Bemisia tabaci体内的时空表达模式,烟粉虱取食后钙结合蛋白的表达特征及取食不同寄主的烟粉虱体内钙结合蛋白的表达量变化情况。【方法】利用RT-PCR和基因克隆得到烟粉虱钙结合蛋白cDNA序列,并通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析其在烟粉虱不同组织、不同龄期、不同寄主以及烟粉虱饥饿诱导取食后不同时间点的表达模式。【结果】生物信息学分析结果显示:烟粉虱钙结合蛋白基因的开放阅读框为669bp,编码一个由222个氨基酸组成的蛋白,其N端包含一段长为22个AA的信号肽序列,C末端具有钙离子结合位点。系统进化分析表明:烟粉虱钙结合蛋白与半翅目昆虫关系最近,分属同支。荧光定量PCR结果显示:钙结合蛋白在烟粉虱头部的表达量显著高于胸部、腹部、足和翅的表达量;钙结合蛋白在烟粉虱整个发育阶段均有表达,4龄若虫的表达量最高,卵期表达量最低,1-2龄、3龄、4龄和成虫期的表达量分别为卵期表达量的4.38倍、5.47倍、16.76倍和5.03倍;钙结合蛋白在取食棉花、辣椒和番茄3种不同寄主的烟粉虱中的表达量无显著性差异;饥饿诱导取食后1 h的烟粉虱成虫钙结合蛋白的表达量显著高于取食0 h,为取食0h的2.12倍。【结论】本研究克隆了烟粉虱钙结合蛋白基因并对其在烟粉虱中的表达模式进行分析,为进一步明确烟粉虱钙结合蛋白功能研究奠定基础。     

烟粉虱传毒相关蛋白基因的克隆及其表达量分析

【目的】烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)是一种世界性的入侵性害虫,其传播的番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)给我国番茄生产造成巨大经济损失。为了阐明烟粉虱传播双生病毒的机理,本文拟研究明确B和Q烟粉虱体内传毒相关蛋白Gro EL基因及其表达量。【方法】采用特异性引物克隆了B和Q烟粉虱内共生菌编码的传毒相关蛋白Gro EL基因,并进行序列分析;并利用荧光定量PCR技术检测两种生物型及其获取双生病毒前后该基因的相对表达量。【结果】烟粉虱内共生菌Hamiltonella编码的Gro EL基因全长为1 668 bp,编码555个氨基酸;B、Q烟粉虱该基因的核苷酸序列相似性为99.94%,氨基酸同源性为99.82%;带毒烟粉虱中Gro EL基因的表达量显著高于未带毒的对应生物型烟粉虱;无论带毒与否,Q烟粉虱该基因的表达量均显著高于B(P<0.05)。【结论】烟粉虱携带TYLCV后可诱导Gro EL的表达量升高,B和Q烟粉虱中Gro EL基因及其表达量均存在差异,这可能是B和Q烟粉虱传毒效率存在显著差异的原因之一。     

RNA干扰在昆虫中的作用机理及应用进展

RNA干扰（RNAi）是生物体内源基因发生转录后特异性降解的一种生理现象,作为抵抗病毒的免疫机制,广泛存在于生物体内。RNAi在秀丽隐杆线虫中的发生机制已明确,但昆虫的系统性RNAi不同于线虫,在昆虫中尚未发现线虫跨膜蛋白SID．2的同源蛋白,且果蝇中不存在依赖于RNA的RNA聚合酶（RdRP）,但存在具有相似活性的物质。昆虫发生RNAi的效率不仅与靶标基因自身及双链RNA的选择有关,而且与虫体的发育状态及摄入双链RNA的剂量相关。随着RNAi在昆虫中作用特点的阐明,RNAi的应用价值也逐渐体现。近年来,通过RNAi沉默靶标基因,不但促进了昆虫基因功能研究的发展,而且被广泛用于重要农业害虫抗药性基因的研究。最新研究表明,RNAi结合第2代测序技术,针对非模式昆虫,能迅速找到具有致死效应的靶标序列,加快了利用RNAi技术生产生物农药的步伐。     

二斑叶螨对联苯菊酯抗药性的PASA快速检测技术建立与应用

【目的】二斑叶螨Tetranychus urticae Koch是世界性的重要农业害螨,其抗药性发展严重阻碍了对该螨的科学防控。为了实现田间二斑叶螨对菊酯类杀虫剂抗药性的早期快速检测,本研究拟建立二斑叶螨对联苯菊酯的特异性等位基因PCR(PCR amplification of specific alleles,PASA)检测技术。【方法】玻片浸渍法测定了联苯菊酯对二斑叶螨不同种群的毒力,克隆了二斑叶螨钠离子通道结构域IIIS6的DNA片段,基于该片段中包含的抗性和敏感种群中的点突变,建立了PASA检测技术,并应用于二斑叶螨不同种群中抗性基因F1538I点突变频率的检测。【结果】与室内相对敏感种群相比,二斑叶螨北京通县和海南三亚种群均对联苯菊酯产生了抗药性,LC50分别为1 982.6 mg/L和2 767.4 mg/L,抗性倍数分别为6.0倍和8.4倍;PASA检测结果表明二斑叶螨室内相对敏感种群中存在杂合子个体,F1538I点突变频率为10.0%,而北京通县和海南三亚种群中该突变频率则分别达50.0%和53.3%。【结论】建立的PASA技术可以快速检测二斑叶螨田间种群是否存在与击倒抗性相关的基因点突变,从而判断其对菊酯类杀虫剂的抗药性发展。     

瓜果上主要实蝇类害虫PCR-RFLP分子鉴定技术的建立及应用

[目的]建立一种针对实蝇幼虫快速鉴定的技术方法,并应用该技术以明确我国瓜果上主要实蝇类害虫的优势种.[方法]以我国瓜果蔬菜上危害最为严重的瓜实蝇Bactrocera cucurbitae(Coquillett)、南亚果实蝇Bactrocera tau Walker和橘小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)为对象,基于3种实蝇种间存在线粒体细胞色素氧化酶亚基Ⅰ因子(mtCOⅠ)基因的序列差异,利用3种限制性内切酶SapⅠ、BsmⅠ和Sac Ⅰ酶切识别这些差异序列的特异性酶切位点,根据酶切后mtCOⅠ基因片段大小不同,对3种实蝇进行快速的鉴定识别,并进一步应用此技术对来自我国7省11市的7种瓜菜和2种水果上的21份实蝇幼虫样本进行鉴定.[结果]通过单独或组合酶切的方式建立了一套针对瓜实蝇、南亚果实蝇和橘小实蝇的PCR-RFLP快速分子鉴定技术,并将此方法应用于田间监测.田间鉴定结果表明,湖北、湖南、浙江等地区危害瓜菜的实蝇主要是南亚果实蝇,广东、广西、海南等地区瓜菜上的实蝇种类主要是瓜实蝇,且瓜实蝇和南亚果实蝇存在寄主重叠现象,云南危害火龙果和芒果等水果上的实蝇主要是橘小实蝇.[结论]本研究建立的瓜实蝇、南亚果实蝇和橘小实蝇的识别鉴定方法,因不受虫体、虫态的影响,且具有低成本、高效、快速、重复性好的特点,适用于田间瓜果上实蝇样本的快速诊断检测.依据田间鉴定结果,预测近年来瓜实蝇可能有逐渐向北扩散的趋势.     

截形叶螨分子鉴定技术的建立及其应用

叶螨体型微小,田间种群变异较大,传统的形态鉴定方法耗时长,技术难以掌握。为了寻找截形叶螨Tetranychus truncatus Ehara的快速分子鉴定技术,本研究筛选RAPD扩增条带中截形叶螨的特异性引物,并由此转化为稳定的SCAR标记。结果表明,由引物OPB-04扩增截形叶螨出现了一条717 bp的特异性条带(GenBank登录号为JF816665),基于此片段设计了一对特异性的SCAR引物(Tt-303F和Tt-303R),优化PCR扩增条件和程序,从截形叶螨的不同发育阶段中均可成功扩增出一条特异性的303 bp的DNA条带,而在其它近似叶螨种类中未扩增到该条带,且该SCAR引物对在北京地区茄子和菜豆寄主上采集的截形叶螨田间种群上也成功得到了验证。     

昆虫性别决定级联的研究进展

性别决定是发育和进化生物学研究的一个重大问题。已知大多数昆虫的性别决定级联为：初级信号因子→性别决定关键基因→双性基因→性别分化基因。尽管遵循这样的模式,但不同昆虫的性别决定基因和调控机制各不相同,特别是性别决定初级信号因子存在较大分歧。自黑腹果蝇Drosophila melanogaster的初级信号被发现以来,人们陆续确定了蚊子、蜜蜂、丽蝇蛹集金小蜂Nasonia vitripennis、家蚕Bombyx mori等模式昆虫的初级信号。初级信号的种类复杂多样,包括性染色体的剂量、雄性化因子(male-determining factors, M factors)、等位基因的杂合度、母代印记等,这在一定程度上增加了非模式昆虫的研究难度。尽管如此,昆虫性别决定级联的下游调控机制仍相对保守,特别是transformer(tra)+transformer2(tra2)→doublesex(dsx)/fruitless(fru)的调控模式在大多数昆虫中存在共性。tra通过感知初级信号而发生选择性可变剪接,并在tra2的帮助下实现其对自身及下游dsx和fru的剪接调控,从而维持性别发育。dsx...     

寄主植物对朱砂叶螨药剂敏感性及解毒酶活性的短期诱导研究

将继代饲养在菜豆上的朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus(Boisduval)分别转移到黄瓜、甘蓝和茄子上饲养3代后,测定不同寄主植物对叶螨的药剂敏感性及其解毒酶系活性的诱导作用。结果表明,从菜豆上转养到黄瓜、甘蓝和茄子上后,后3个寄主上叶螨种群对阿维菌素的敏感度均有所上升,对联苯菊酯的敏感度有升有降,甘蓝、茄子上的叶螨种群LC50值分别是菜豆种群的0.27倍和0.44倍。各寄主上饲养的朱砂叶螨的解毒酶活性也发生了不同程度的变异,黄瓜种群上MFO、CarE活性均显著高于其它3种寄主,菜豆种群的GST活性显著高于转养的3种寄主,而甘蓝种群的AchE活性是菜豆种群的3.37倍。研究结果表明不同寄主植物短期饲养可改变朱砂叶螨的药剂敏感性及其解毒酶活性,这种改变随寄主不同而异。     

植物病毒病媒介昆虫的传毒特性和机制研究进展

植物病毒病是农作物的“癌症”, 至今缺少有效的防治方法。目前已知80%的植物病毒病依赖于媒介昆虫传播, 而媒介昆虫对植物病毒的传播是一个昆虫、 病毒、 寄主植物互作的过程, 历经获毒、 持毒和传毒等多个阶段, 昆虫体内一系列病毒受体或蛋白参与了这个过程。昆虫传播病毒的方式有口针携带式、 前肠保留式和体内循环式3类, 它们各自对应的持久性为非持久性、 半持久性和持久性, 不同昆虫获取这3类病毒的获毒时间、 在体内存留位置和传毒时间也各不相同。 这个过程受到媒介昆虫的性别及龄期、 寄主植物、 环境条件、 昆虫体内共生菌等多种因素的影响。与之相关的蛋白主要有病毒衣壳蛋白(CP)、 次要衣壳蛋白（CPm）、 GroEL蛋白、 辅助因子(HC)和下颚口针蛋白等。近年来对植物病毒基因组的研究也取得了很大的进展, 对昆虫传毒机制的研究正受到越来越广泛的关注。本文综述了近年来该领域内的相关研究进展, 包括昆虫传播植物病毒的传毒方式、 影响传毒效率的因素、 传毒机制特别是昆虫体内与病毒传播可能相关的受体等。