伞裙追寄蝇不同地理种群遗传多样性的ISSＲ分析

为从分子水平探索不同地区伞裙追寄蝇种群间的内在联系,本文利用ISSR分子标记技术对8个不同地区伞裙追寄蝇自然种群进行遗传多样性、种群间分化程度以及聚类分析等研究。结果表明:筛选出11对多态性稳定的ISSR引物,对8个地区伞裙追寄蝇群体的80个个体进行PCR扩增,共获得166个重复性好且清晰可辨的ISSR条带,平均每条引物扩增出15.0909个片段,且均为多态性条带,多态信息含量(PIC)为0.8441-0.8653;香农信息指数(I)为0.1240-0.3455;Nei's遗传多样性指数(H)为0.0841-0.2285;基因分化率(Gst)为28.78%,基因流(Nm)的均值为1.5702,即遗传变异主要存在于个体之间,不同种群间基因交流处于中等水平;8个地区伞裙追寄蝇种群被划分为4个类群,种群间的遗传分化与地理距离呈正相关关系。     

多异瓢虫对瓜蚜为害后植物挥发物的行为反应及挥发物成分分析

为明确寄主植物挥发物在多异瓢虫Hippodamia variegata (Goeze)搜索猎物过程中的作用, 采用Y型嗅觉仪测定了多异瓢虫成虫对来自瓜蚜Aphis gossypii Glover、 健康植株、 有蚜植株及蚜害植株本身的挥发物的行为反应。结果表明： 高密度蚜虫（≥700头/L）、 有蚜植株以及密度≥400头/盆的蚜虫为害诱导的黄瓜挥发物和密度≥200头/盆的蚜虫为害诱导的搅瓜挥发物对多异瓢虫成虫具有明显的引诱作用, 而低密度蚜虫（≤500头/L）和健康植株挥发物没有引诱作用。应用动态顶空收集法提取健康植株、 有蚜植株及蚜害植株的挥发物, 进行气质联用仪分析鉴定。结果表明, 从黄瓜健康植株、 蚜害植株和有蚜植株中分别鉴定出8, 12和18种挥发物, 主要组分为十八烯、 E-5-二十碳烯、 正十六烷和正十七烷, 诱导出的新组分为对二甲苯、 邻二甲苯、 正十三烷、 α-法呢烯、 雪松醇、 正十八烷、 正二十六烷及7种未知种类; 从搅瓜健康植株、 蚜害植株和有蚜植株分别鉴定出11, 18和20种挥发物, 主要组分为石竹烯、 十八烯、 正十六烷和正十七烷, 诱导出的新组分为苯乙烷、 对二甲苯、 间二甲苯、 α-蒎烯、 正十四烷、 长叶烯、 α-石竹烯及2种未知种类。上述结果为进一步研究挥发物中引诱多异瓢虫的有效组分奠定了必要的基础。     

茶足柄瘤蚜茧蜂蛹滞育过程中胰岛素信号通路及其相关途径的初探

本实验通过探索胰岛素信号通路及其相关途径对茶足柄瘤蚜茧蜂蛹滞育的影响,从而方便寻找胰岛素替代物,为害虫防治提供新思路。利用RNA-Seq,对滞育组与非滞育组的茶足柄瘤蚜茧蜂进行转录组测序,结合生物信息学方法对转录组中胰岛素信号通路及其相关途径的差异表达基因进行了分析。与胰岛素信号通路相关差异表达基因共31个,重点分析的PI3K-Akt, FoxO, MAPK三条途径,差异表达基因分别为55, 21和28个。这些滞育关联基因呈现不同程度的上调或下调表达,发现Sos, FASN, TSC1, PRKAB等基因与茶足柄瘤蚜茧蜂滞育密切相关,共同影响茶足柄瘤蚜茧蜂的滞育。胰岛素信号通路及其相关途径对茶足柄瘤蚜茧蜂的滞育起着非常重要的作用,主要体现在影响虫体能量代谢、脂质积累、细胞增殖等方面。     

桃小食心虫和梨小食心虫幼虫肠道细菌多样性

为明确桃小食心虫和梨小食心虫幼虫肠道细菌的结构和多样性,本研究利用Illumina HiSeq技术对饲喂金冠苹果的桃小食心虫和梨小食心虫幼虫肠道细菌的16S rRNA V4变异区进行测序与分析.结果表明: 共获得桃小食心虫幼虫肠道细菌229043条reads,聚类为2112个OTUs,注释得到27个门,65个纲,124个目,205个科,281个属;共获得梨小食心虫幼虫肠道细菌240389条reads,聚类为957个OTUs,注释得到22个门,46个纲,89个目,145个科,180个属.桃小食心虫幼虫肠道细菌以变形菌门(87.98%±5.29%)、厚壁菌门(3.91%±1.19%)和放线菌门(1.04%±0.47%)为主;梨小食心虫肠道细菌以变形菌门(50.06%±19.56%)、厚壁菌门(32.02%±8.48%)和蓝细菌门(25.24%±10.28%)为主.两种食心虫在门、纲、目、科、属、种水平上均存在显著差异.从本研究结果看,即使均以苹果为寄主,两种食心虫幼虫肠道细菌结构和多样性也存在显著差异,桃小食心虫幼虫肠道细菌多样性比梨小食心虫丰富,这可能与两者不同的取食特性和消化机制有关.本研究结果为后期揭示肠道微生物与两种食心虫相互作用关系奠定了基础.     

伞裙追寄蝇滞育关联基因的转录组学分析

【目的】本研究旨在探讨调控伞裙追寄蝇Exorista civilis滞育的重要关联基因以及代谢途径,为明确该虫在转录组水平下的滞育分子机制提供理论基础。【方法】采用新一代高通量测序平台Illumina HiSeq^TM2000对伞裙追寄蝇非滞育以及滞育的蛹进行转录组测序分析以及生物信息学分析;应用KAAS在线pathway比对分析工具对筛选出的满足padj＜0.05且fold change≥32或padj＜0.05且fold change≤1/32条件的差异表达基因进行KEGG通路富集分析。【结果】根据测序结果,共获取58 050个基因。差异倍数在32倍以上的滞育关联基因(diapause-associated genes, DAGs)有454个,其中406个表达上调,共涉及134条通路,包括氧化磷酸化、柠檬酸循环及其他重要通路;48个表达下调,涉及32条通路。KEGG通路富集分析结果表明,滞育关联基因主要集中在信号转导、内分泌系统、碳水化合物代谢等途径中。【结论】本研究获得的伞裙追寄蝇转录组数据揭示了其滞育调控的重要代谢途径与关联基因。     

牧草盲蝽CYP6A13和钠离子通道LPVSSC基因的克隆及参与高效氯氟氰菊酯的抗性分析

昆虫对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性主要是解毒酶活性的增强和钠离子通道的敏感度降低所致。本研究采用RT-PCR和RACE技术克隆获得了牧草盲蝽Lygus pratensis P450 CYP6A13基因（GenBank登录号：MN782520）及钠离子通道LPVSSC基因cDNA全长序列（GenBank登录号：MW821485）。其中CYP6A13基因全长2 003 bp,开放阅读框1 503 bp,编码500个氨基酸,预测蛋白分子质量为57.2 kDa,主要位于细胞内质网,等电点为5.77,无跨膜区和信号肽,存在血红素结合保守功能区。同源比对与系统进化分析表明,牧草盲蝽的CYP6A13与分类学关系上较为接近的昆虫同源蛋白间高度相似。钠离子通道序列LPVSSC开放阅读框6 072 bp,编码2 024个氨基酸,预测蛋白分子质量为228.94 kDa,等电点为4.99,无信号肽,有多个跨膜区域,4个同源结构域（I~IV）,每个结构域有6个跨膜片段（S1~S6）,存在MFM基序。基因表达谱结果表明：CYP6A13在牧草盲蝽成虫头部的表达量高于胸、腹部;室内筛选的高效氯氟氰菊酯抗性R14、R6品系的CYP6A13表达量是敏感品系的18.74和5.45倍;CYP6A13表达量在雌、雄成虫之间无显著差异;不同发育期基因表达量为：初羽化成虫>5龄若虫>4龄若虫>3龄若虫>2龄若虫>1龄若虫。测序比对高效氯氟氰菊酯抗性与敏感品系的钠离子通道序列IIS4~IIS6区域,未发现存在可能导致靶标抗性的氨基酸突变。结果表明CYP6A13基因过表达可能导致了牧草盲蝽对高效氯氟氰菊酯的抗药性,为深入解析CYP6A13基因介导抗药性的功能研究奠定基础。     

植物次生代谢物质对蓟马的行为调控作用及其在蓟马防控中的应用

蓟马是多种农作物和园艺作物上的重要害虫,通过直接取食和间接传播病毒给作物造成巨大的经济损失。植物次生代谢物质在植物-昆虫互作中起到重要的作用,通过植物次生代谢物质调控害虫行为从而达到控制害虫的目的是一种害虫绿色防控的重要措施。本文综述了对蓟马类害虫具有引诱、驱避、抑制产卵、拒食、熏蒸毒性和毒杀作用的植物、植物提取物、植物精油和化合物,并讨论了植物次生代谢物质在蓟马防控中的应用潜能。对蓟马具有引诱作用的主要包括27科54种植物的挥发物或精油、29种苯环类、17种吡啶类和13萜烯类化合物,可开发为诱集植物和引诱剂;具有驱避作用的主要包括16科40种植物的挥发物或精油、20种萜烯类和6种苯环类化合物,可开发为驱避植物和驱避剂;具有抑制产卵、拒食、熏蒸毒性和毒杀作用的主要有20科42种植物的提取物或精油、6种生物碱类、15种萜烯类和5种苯环类化合物,可开发为植物源农药和熏蒸剂。本文最后讨论了应用植物次生代谢物质防控蓟马存在的作用效果不稳定、田间应用技术缺乏、作用机制不明确等问题,并展望了未来的研究方向,对基于植物次生代谢物质的蓟马绿色防控具有重要意义。     

绿眼赛茧蜂线粒体基因组全序列测定和分析

【目的】测定绿眼赛茧蜂Zele chlorophthalmus线粒体基因组全序列,分析其基因组结构及茧蜂科(Braconidae)部分类群的系统发育关系。【方法】利用Illumina MiSeq二代测序技术对绿眼赛茧蜂的线粒体基因组进行测序,对基因组序列进行拼装、注释,分析其结构特点和碱基组成;基于22种茧蜂科昆虫的COX1蛋白编码基因序列,应用最大似然法(ML)和邻接法(NJ)构建系统发育树,分析绿眼赛茧蜂与茧蜂科其他昆虫的系统发育关系。【结果】绿眼赛茧蜂线粒体基因组全长16 661 bp(GenBank登录号: MG822749),包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因和2个rRNA基因,共37个基因,以及1个控制区。线粒体基因组有明显的核苷酸组成的偏倚,AT偏正,GC偏负,其A+T含量为82.83%。基因排列顺序与推测的昆虫祖先的序列不完全一致,tRNA基因7处发生重排。13个蛋白质编码基因均以ATN为起始密码子,以TAA为终止密码子。在22个tRNA基因二级结构中,除tRNA^His(H)缺失TΨC环和tRNA^Cys(C)仅剩二氢尿嘧啶(DHU)臂和反密码子臂外,其余tRNA基因均能形成典型的三叶草结构。基于COX1蛋白编码序列的系统发育分析结果显示,与绿眼赛茧蜂亲缘关系最近的是同属于赛茧蜂属的雪跗赛茧蜂Z. niveitarsis。【结论】本研究首次获得绿眼赛茧蜂线粒体基因组全序列。结果表明绿眼赛茧蜂隶属于优茧蜂亚科(Euphorinae)赛茧蜂属,并支持赛茧蜂属的单系性。     

内蒙古亚洲小车蝗种群遗传多样性的微卫星分析

亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus Bei-Bienko是我国北方草原和农牧交错区主要的害虫之一。为了从分子水平评价内蒙古地区亚洲小车蝗种群的遗传多样性和种群间遗传分化, 本文采用8对微卫星引物对内蒙古15个地点的亚洲小车蝗种群进行遗传多样性分析。结果表明： 各位点有效等位基因数为3.4517~13.2881, 多态信息含量值为0.5601~0.8563, Shannon氏多样性指数在0.7018~4.1789之间。15个种群的平均期望杂合度为0.6836, Nei氏期望杂合度为0.5303~0.6513, 群体遗传距离为0.1092~0.4235, 群体分化率Fst平均值为0.1612, 基因流Nm平均值为1.6164。8个微卫星位点均具有较高的多态性, 各种群间的遗传分化水平较大, 基因交流程度中等, 个体间的遗传变异大于种群间的遗传变异。15个不同地点的亚洲小车蝗种群根据遗传距离共聚为6支。种群间遗传分化与地理距离呈正相关关系。高山和沙漠对不同地区亚洲小车蝗种群的迁移具有阻碍作用, 可能是形成遗传分化的主要原因。研究结果从分子水平探索不同地区亚洲小车蝗种群间的内在联系, 为制定亚洲小车蝗的综合治理策略提供了分子生物学的基础资料。     

牧草盲蝽实时定量PCR内参基因的筛选

【目的】筛选出适合牧草盲蝽Lygus pratensis在不同条件下稳定表达的内参基因。【方法】选取编码牧草盲蝽α-微管蛋白、β-微管蛋白、肌动蛋白、延伸因子、琥珀酸脱氢酶复合体A、泛素、转录起始因子TFIID亚基、谷胱甘肽S-转移酶、核糖体蛋白L32及TATA盒结合蛋白的10条基因为候选内参基因,采用qRT-PCR技术测定其在牧草盲蝽不同性别成虫、成虫不同组织、不同龄期、对功夫菊酯不同抗性成虫、不同温度及不同杀虫剂分别处理后的成虫共6类样品中的表达量;采用BestKeeper, geNorm, NormFinder及RefFinder 4种计算程序对各候选基因的表达稳定性进行评价。【结果】依据获得的有效qRT-PCR数据前提,利用不同计算方法综合分析得出：在牧草盲蝽成虫不同组织中和对功夫菊酯不同抗性成虫中最稳定表达的内参基因均为RPL32;不同温度处理、不同性别成虫中、不同杀虫剂处理和不同龄期牧草盲蝽中最稳定表达的内参基因分别为UBQ, SDHA, β-tubulin和TAF。通过geNorm软件判断配对变异数确定的内参基因最佳数目,结合RefFinder对基因表达稳定性综合排序的结果可得：牧草盲蝽不同成虫组织中、不同性别成虫中、不同龄期、对功夫菊酯不同抗性成虫中、不同温度及杀虫剂分别处理的成虫等各组的最优内参基因组合分别为RPL32+TAF, SDHA+GST, TAF+GST+UBQ, RPL32+GST, UBQ+ACT+β-tubulin和β-tubulin+TAF+RPL32。【结论】本研究获得的牧草盲蝽在不同条件下表达最稳定及最适内参基因组合,都可用于后续的基因定量表达研究。