氟虫腈对小菜蛾幼虫体内解毒酶的影响

本文从解毒酶系的角度研究了小菜蛾Plutella xylostella(L.)对氟虫腈的短期生理生化响应。用氟虫腈LC50剂量处理小菜蛾3龄幼虫一定时间后,测定小菜蛾幼虫体内多功能氧化酶(MFO)、酯酶(EST)和谷胱甘肽S-转移酶(GST)活性的动态变化。研究结果表明:经氟虫腈处理后小菜蛾体内解毒酶的活性均显著高于未经处理的对照,并且随着处理时间的延长,解毒酶活性逐渐提高。这说明氟虫腈对小菜蛾敏感品系的解毒酶具有一定的诱导作用,反之,解毒酶加快了小菜蛾体内对氟虫腈的代谢,降低了小菜蛾对氟虫腈的敏感性。     

羧酸酯酶介导的小菜蛾对氟虫腈的抗性

【目的】羧酸酯酶（carboxylesterases, CarEs）是昆虫重要的解毒代谢酶之一,可以介导靶标昆虫对多种杀虫剂的代谢抗性。本研究检测了羧酸酯酶对小菜蛾Plutella xylostella 抗药性的介导功能,旨在阐明羧酸酯酶在小菜蛾代谢解毒中的生理生化和分子机理。【方法】采用点滴法测定氟虫腈对小菜蛾敏感种群和抗氟虫腈种群的毒力,以及羧酸酯酶抑制剂磷酸三苯酯（triphenyl phosphate, TPP）对氟虫腈的增效作用;以LC₃₀和LC₅₀浓度的氟虫腈处理抗性小菜蛾,测定药剂处理后CarEs酶活性的变化;利用qRT-PCR技术分析Pxae22和Pxae31两个基因在小菜蛾不同发育阶段、组织和种群的表达模式;利用dsRNA干扰Pxae22和Pxae31后观察基因的表达变化和小菜蛾3龄幼虫对药剂敏感性的变化。【结果】TPP可以削弱小菜蛾3龄幼虫对氟虫腈的抗性,增效倍数约为6倍;使用较低剂量（LC₃₀和LC₅₀）氟虫腈处理小菜蛾3龄幼虫后,处理组CarEs比活力明显高于对照,提示氟虫腈对小菜蛾CarEs活性具有诱导作用。对羧酸酯酶基因Pxae22和Pxae31在小菜蛾不同发育阶段、4龄幼虫不同组织和不同种群3龄幼虫中的表达模式分析发现,这两个基因在小菜蛾4龄幼虫中的表达量最高;在4龄幼虫中以中肠组织中的表达量较高,头、表皮、脂肪体中的表达量很低; 抗性种群中的表达量显著高于敏感种群。通过干扰 Pxae22和 Pxae31后的qRT-PCR验证,两个基因的表达量均显著降低,进一步的氟虫腈毒力测定发现,干扰P xae22和 Pxae31后的小菜蛾3龄幼虫对氟虫腈的敏感性分别增加了1.63倍和1.73倍。【结论】羧酸酯酶在小菜蛾对氟虫腈解毒代谢中具有重要作用;Pxae22和Pxae31是小菜蛾的两个抗性相关基因,其表达水平的变化直接影响小菜蛾对氟虫腈的敏感性。     

基因组学时代害虫治理的研究进展及前景

随着DNA测序技术的不断更新和生物信息学的快速发展,昆虫基因组学的研究与日俱增,提高了人们对种群遗传学和进化生态学的理解和认识,促进了对重要农业害虫的适应性和致害机理的研究,为安全、有效、可持续地开展害虫综合治理提供了新思路和新手段。近两年来,全球发布的昆虫基因组数量每年可达30个。在遗传学、生态学和进化论等生命科学基本原理和方法的指导下,基因组学的研究为揭示害虫遗传变异的内在机制、生态适应性策略和种群变动规律提供了重要的数据和信息资源,同时催生了一系列害虫治理新技术和新方法的研发与应用。为了进一步促进和加强基因组时代的害虫治理研究,拓展该领域研究的广度与深度,本文就昆虫基因组的研究,昆虫与植物协同进化模式及其互作机理,昆虫免疫和抗药性分子机制,以及害虫防治新技术等方面进行了综述,旨在为了解基因组时代害虫治理的研究进展及前景提供参考,对进一步改进害虫生态控制的策略和措施也具有指导意义。     

昆虫谷胱甘肽S-转移酶的多样性及其介导的抗药性

谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)是一类广泛分布于生物体的多功能解毒酶系,参与许多内外源有毒物质的代谢。昆虫GSTs目前主要分为6个已知亚族,其中Delta和Epsion是昆虫特异的亚族,已鉴定的抗性相关基因主要分属于这两个亚族。作为重要的解毒酶,它主要参与昆虫对有机磷、拟除虫菊酯和有机氯等杀虫剂的抗性形成。本文主要对昆虫细胞质GSTs的分类、基因多样性及其在抗药性中的作用等相关研究进展进行综述。     

昆虫miRNA研究进展

微小RNA(microRNA, miRNA)广泛存在于不同的生物体内,是一类长度为19~24 nt的内源性单链非编码小RNA,主要通过其种子区域与靶基因的开放阅读框(open reading frame, ORF)和3′非翻译区(untranslated region, UTR)进行结合,进而在转录后水平调控基因表达,miRNA在细胞分化、增殖、凋亡等多种生物学过程中均起着重要作用。随着miRNA逐渐成为生命科学研究的热点,其在昆虫中的研究也不断深入并取得了较大进展,高通量测序技术以及生物信息学的发展加快了各个物种中miRNA的鉴定,为后续miRNA相关研究提供了理论基础。直接克隆、生物信息学预测以及高通量测序都可以对不同物种中的miRNA进行鉴定,并通过miRNA基因芯片分析、Northern blot及实时荧光定量PCR(RT qPCR)检测miRNA表达水平,对其进行抑制表达或过表达可以进一步揭示miRNA的生物功能。miRNA通过参与蜕皮激素通路及调节蜕皮激素受体、性别分化、翅发育、脂质代谢和卵巢发育等相关基因的表达对昆虫的生长发育和生殖过程产生重要影响。某些昆虫的昼夜节律、记忆形成、学习能力等行为过程也不乏miRNA参与。在病毒与昆虫互作过程中,一些病毒编码的miRNA通过调节宿主基因表达,干扰宿主昆虫对病毒的免疫反应,而昆虫编码的miRNA则可以影响病毒复制。昆虫miRNA也可以通过调节自身免疫相关基因的表达,影响其先天免疫功能,在昆虫对外源病原物的免疫反应中发挥重要作用。此外,昆虫miRNA通过负向调控解毒相关基因的表达而形成或增强杀虫剂抗性,改变对农药的敏感性,在昆虫抗药性中发挥作用。本综述为进一步了解昆虫miRNA提供了理论基础,也为其在害虫综合治理中的应用提供依据。     

小菜蛾幼虫偏好表达的microRNA鉴定及功能研究

[目的]microRNA(miRNA)在昆虫生长发育中发挥重要功能,本研究拟通过鉴定小菜蛾不同发育阶段的miRNA,挖掘幼虫偏好表达的miRNA及其潜在功能.[方法]对小菜蛾卵、3龄幼虫、蛹和成虫的miRNA开展高通量测序,结合生物信息学分析方法,筛选在幼虫期偏好表达的miRNA;借助实时荧光定量PCR技术,验证候选m...     

基于质谱和生物信息学分析的小菜蛾蛋白质鉴定

本研究以非模式昆虫小菜蛾Plutella xylostella为材料, 对比2, 3, 4龄幼虫的蛋白质组双向电泳图谱, 得到24个蛋白质差异点, 从中选取了编号为1111的差异表达蛋白质点进行质谱鉴定和生物信息学分析. 采用胶内酶解的多肽进行MALDI-TOF/TOF分析, 获得该点的肽质量指纹图谱（PMF）及串联质谱（MS/MS）图谱。将获得的PMF分别用MASCOT和ProFound等常用软件在NCBInr的Metazoa蛋白质数据库进行搜索, 匹配结果不理想. 进一步用PMF+MS/MS谱图搜索NCBInr的Metazoa蛋白质数据库, 以及小菜蛾EST数据库。 在NCBInr库中匹配结果为拟暗果蝇Drosophila pseudoobscura中的一种假定蛋白GA18218-PA, 而用EST库搜索的结果为家蚕Bombyx mori的ATP合酶的亚基。为验证搜索结果, 将该蛋白质点进行磺基异硫氰酸苯酯（SPITC）化学衍生后de novo测序, 最后确认该点可能为ATP合酶的一个亚基。最后着重讨论了蛋白质的质谱鉴定与生物信息学分析的联合使用, 希望据此选择出最适合于非模式昆虫蛋白质组学鉴定的方法。