苦皮藤素Ⅳ和Ⅴ混合物对果蝇幼虫神经肌肉兴奋性接点电位的影响

利用细胞内微电极记录技术研究了杀虫植物苦皮藤Celastrus angulatus Max.中麻醉成分苦皮藤素Ⅳ和毒杀成分苦皮藤素Ⅴ混合物对果蝇Drosophila melanogaster 3龄幼虫腹纵肌神经肌肉兴奋性接点电位（EJPs）的作用。结果表明,苦皮藤素Ⅳ比例较高（Ⅳ∶Ⅴ= 3∶1）时对EJPs的影响与单用苦皮藤素Ⅳ差不多,而苦皮藤素Ⅴ比例较高（Ⅳ∶Ⅴ= 1∶1和1∶3）时可使EJPs阻断时间明显延长。根据以上结果初步认为,虽然苦皮藤素Ⅳ和Ⅴ单独对EJPs的阻断作用基本相似,但它们对突触谷氨酸受体通道的影响存在明显差异。     

甜菜夜蛾SeGluCl剪接变异体的敲除及其对杀虫剂敏感性的影响

【目的】本研究旨在利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,探索甜菜夜蛾Spodoptera exigua谷氨酸门控氯离子通道(glutamate-gated chloride channels, GluCls)基因不同转录变异体编码的SeGluCls对杀虫剂敏感性是否存在差异。【方法】采用RT-PCR和RACE技术获得甜菜夜蛾SeGluCl的全长cDNA序列,并对其进行生物信息学分析;利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除SeGluCl两个剪接变异体SeGluCl 3a和SeGluCl 3b,并构建甜菜夜蛾敲除品系(3a-KO和3b-KO),生物测定甜菜夜蛾敏感品系WH-S(对照品系)及3a-KO和3b-KO品系的3龄幼虫对阿维菌素、甲维盐和氟虫腈3种杀虫剂敏感性的差异。【结果】获得了甜菜夜蛾SeGluCl全长cDNA序列,并发现其2种剪接变异体(SeGluCl 3a和SeGluCl 3b),SeGluCl 3a(GenBank登录号：OM304353)的开放阅读框(open reading frame, ORF)长1 362 bp,编码454个氨基酸,SeGluCl 3b(Gen...     

苦皮藤主要杀虫有效成分的杀虫作用机理及其应用

卫矛科植物苦皮藤Celastrus angulatus Max.是我国著名的杀虫植物,自1980年代以来,已从化学和生物学的角度对这一杀虫植物进行了多学科的交叉研究。该文综述了苦皮藤中化合物的主要生物活性,包括对昆虫的拒食作用、毒杀作用、麻醉作用,对植物病菌的杀菌作用以及抗癌活性。就主要杀虫成分的杀虫作用机理,特别是对苦皮藤素Ⅳ可能作用于昆虫神经肌肉突触、苦皮藤素Ⅴ作用于昆虫消化系统以及在中肠肠壁细胞膜上可能存在有苦皮藤素Ⅴ受体的研究进行了总结。此外,还综述了苦皮藤素制剂的应用技术和环境毒理学的有关研究。最后,分析和讨论了这些研究中存在的问题及其发展前景。     

GTP和GDP类似物对棉铃虫神经细胞高电压敏感钙通道的调节作用

以Ba²⁺为载流子,采用全细胞膜片钳法,研究了在电极液中分别加入G蛋白稳定 激活剂GTPγS（GTP类似物）和抑制剂GDPβS（GDP类似物）对棉铃虫Helicoverpaarmigera 3龄幼虫神经细胞高电压敏感钙通道的调节作用。Ba²⁺电流记录时间为20 min。对照组 和实验组的Ba²+电流在记录的初期均出现电流的增加现象,随后电流衰减,即“rundown ”。对照组峰电流在第20 min时降为初始值的(72.09±12.80)%。电极内液中加入2 mmol/L GTPγS可缓解电流的衰减现象,在第20 min时,峰电流为初始值的(95.99±7.93)%,明显大 于对照组的峰电流(P<0.01),而且电流 电压（I-V）关系曲线向正电压方向移动。相反 ,电极内液加入2 mmol/L GDPβS则导致峰电流衰减更加严重,第20 min时,峰电流仅为初始水 平的(41.95±9.32)%,显著小于对照组（P<0.01）,但未见电流 电压（I-V）关系曲 线的明显漂移。结果表明,棉铃虫神经细胞钙通道活动受G蛋白激活剂GTPγS和G蛋白抑制剂GDPβS的影响,提示G蛋白活动水平的改变调节钙通道的电流幅值和电压依赖性。     

从天然产物到新农药创制——杀虫植物苦皮藤研究进展

天然产物是新农药创制的重要资源。苦皮藤(Celastrus angulatus)是一种传统杀虫植物,广泛分布于我国长江和黄河流域的丘陵浅山地区。1980年以来作者对苦皮藤进行系统的研究,获得下列重要成果:(1)从苦皮藤根皮和叶子的提取物中分离、鉴定出54个化合物,其中37个为新化合物,这些化合物都属于倍半萜多元醇酯,具有二氢沉香呋喃的骨架结构。(2)以苦皮藤素V和双呋喃二氢沉香呋喃为起始化合物,修饰合成一系列衍生物,其中一些化合物的杀虫活性高于天然产物苦皮藤素V。(3)作用机理研究结果表明:阻断昆虫神经-肌肉兴奋性接点电位的传导及对钙通道的抑制可能是麻醉成分苦皮藤素IV的主要作用机理;而和昆虫中肠肠细胞的特异性受体结合,从而改变细胞膜的结构,破坏细胞膜的正常功能可能是毒杀成分苦皮藤素V的主要作用机理。(4)研制出0.2%苦皮藤素乳油、0.15%苦皮藤素微乳剂及0.15%苦皮藤素微粉剂,其中0.2%苦皮藤素乳油于2001年投入批量生产,取得明显的经济效益和环境生态效益。     

苦皮藤素Ⅳ麻醉机理的膜片钳研究

用膜片钳技术研究了植物杀虫剂苦皮藤素Ⅳ对棉铃虫幼虫离体培养中枢神经细胞钠通道门控过程的影响.结果表明,苦皮藤素Ⅳ对钠通道具有迅速的浓度依赖性阻滞作用,使电流-电压关系(I-V)曲线上移.0.1、1和10 μmol/L苦皮藤素Ⅳ作用3 min后,分别使钠电流峰值(INaMax)较给药前下降2735%±4.05%、62.72%±2.81%和88.53%±5.56%(P＜0.05),1和10μmol/L苦皮藤素Ⅳ还使钠通道的激活电压和峰电压分别向正电位方向移动了10 mV和20 mV左右.同时比较研究了利多卡因对棉铃虫幼虫神经细胞钠通道的影响,利多卡因对钠通道也具有阻滞作用,但有效作用浓度明显高于苦皮藤素Ⅳ.1、70 mmol/L的利多卡因注射液作用3 min后,使INaMax较用药前下降21.21%±2.52%和95.63%±2.10%(P＜0.05).苦皮藤素Ⅳ对钠通道门控过程的影响与利多卡因等局部麻醉剂非常相似,因此,对钠通道的阻滞作用可能是其发挥麻醉作用的重要机制.     

13种卫矛科植物杀虫活性研究

研究了13种卫矛科植物根皮的39种提取物对3龄粘虫幼虫(Mythimna sepamte Walker)的杀虫活性。胃毒处理表明6种植物有麻醉活性,7种植物有毒杀活性,触杀处理表明仅2种植物的3种提取物有触杀活性。对玉米象(Sitophiuls zeamais Motschulsky)的种群抑制处理表明,13种植物的36种提取物对玉米象种群有一定程度的抑制作用,但总体上低于文献报道的苦皮藤乙醚提取物的活性。     

30种药用植物提取物杀虫杀菌活性研究

采用微量点滴法和载毒叶片饲喂法测定30种药用植物乙醇提取物对粘虫3龄幼虫的触杀、胃毒以及拒食活性。结果表明,供试样品在50mg·mL-1浓度下均无明显的触杀或胃毒作用,但卡瓦胡椒和川陈皮对试虫有一定的拒食活性,其中卡瓦胡椒24h拒食中浓(AFC50)为4.12mg·mL-1,48h为9.12mg·mL-1。采用抑制菌丝生长速率法和抑制孢子萌发法测定离体杀菌活性的结果表明,供试样品在2mg·mL-1浓度下,卡瓦胡椒和厚朴对供试病原菌均有较强抑制作用。毒力测定结果表明,卡瓦胡椒对玉米大斑病菌、番茄灰霉病菌、小麦根腐病菌、油菜菌核病菌4种病原真菌菌丝生长抑制的有效中浓(EC50)分别为108、258、290、205mg·L-1,厚朴分别为208、331、345、408mg·L-1;卡瓦胡椒对玉米大斑病菌、玉米小斑病菌、烟草赤星病菌3种病原真菌抑制孢子萌发的有效中浓(EC50)分别为155、195、268mg·L-1,厚朴则分别为151、242、241mg·L-1。根据以上结果,我们认为卡瓦胡椒和厚朴的乙醇提取物具有较高的杀菌活性,其有效成分值得进一步研究。     

山东半岛农药污染点源放线菌多样性及抑菌活性

【目的】探究山东半岛农药污染点源放线菌多样性及非链霉菌抑菌活性,试图发现新放线菌和新抗生素。【方法】通过16S rDNA序列对已分离得到的154株纯培养放线菌进行初步分类鉴定并进行系统发育分析;采用管碟法和菌丝生长速率法检测10株非链霉菌的抑菌活性。【结果】154株放线菌覆盖7个科,8个属,有一株非链霉菌(205)可能为潜在的新种。10株非链霉菌的发酵液均对供试的植物病原真菌和细菌有不同程度的抑制作用,尤其是菌株Microbacterium oxydans JN853773和Kocuria rosea JN192402对所有供试病原菌都有强烈的抑制作用。【结论】农药污染点源可以作为开发新型抗生素产生菌的重要来源。     

杠柳杀虫组分F3-28对东方粘虫和小地老虎幼虫中肠消化酶活性的影响

F3-28是从杀虫植物杠柳Periploca sepium Bunge根皮中分离的一个具有杀虫活性的馏分,其主要成分为杠柳苷A、杠柳苷E和杠柳苷X。为了探索F3-28的初始作用部位, 为深入研究其作用机理奠定基础, 本研究采用经典的昆虫消化酶活性测定方法, 比较了F3-28对小地老虎Agrotis ypsilon和东方粘虫Mythimna separata 5龄幼虫消化酶系活性的影响。结果表明：对F3-28不敏感的小地老虎幼虫摄食F3-28后,其中肠蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶的活性无显著变化。对F3-28敏感的东方粘虫幼虫摄食F3-28后2,4,8,10,12,24,48 h, 其中肠总蛋白酶活性分别为对照组的0.76,2.53,1.45,1.88,1.54,1.46,1.70倍,且和药物浓度呈依赖关系; 类胰蛋白酶的活性分别为对照组的1.60, 1.75,1.60,1.12,1.39,1.16,1.15倍（以BAPNA为底物）或1.68,1.95,1.53,1.26,1.15,1.13,1.14倍（以TAME为底物）,且和药物浓度呈依赖关系; 类胰凝乳蛋白酶活性分别为对照组的0.50,1.66,1.44,1.18,1.54,1.08和1.03 倍,但和药物浓度无依赖关系; 淀粉酶的活性分别为对照组的1.60,1.35,1.27,1.31,1.23和1.20 倍,但和药物浓度无依赖关系;对脂肪酶活性无明显影响。这些结果说明,杠柳杀虫活性组分F3-28的作用机理可能涉及对试虫中肠蛋白酶的激活,特别是对类胰蛋白酶的激活。