砂地柏提取物、鬼臼毒素和脱氧鬼臼毒素对粘虫幼虫生长发育和食物利用的影响

采用重量法研究了砂地柏Sabina vulgaris Ant.果实乙醇提取物、鬼臼毒素和脱氧鬼臼毒素等3种植物源拒食性物质在AFC₃₀、AFC₅₀及AFC₈₀剂量处理下对粘虫Mythimna separata幼虫生长发育和食物利用的影响。结果表明,3种供试物质对粘虫幼虫正常的生长发育历期具有明显的延缓作用,可显著延长试虫龄期。2种鬼臼类物质在处理期内均可造成粘虫幼虫相对生长率和相对代谢率的明显降低,并且表现出与剂量的相关性,但停止处理3～5天后,又都能恢复到正常水平;3种物质对粘虫幼虫食物近似消化率没有明显影响。处理期内食物转化率和利用率显著增加,停止处理后,均可恢复到正常水平; 不同物质处理间存在一定差异,同一物质不同处理剂量间差异不明显。     

鬼臼毒素对小菜蛾的生物活性及对其几种代谢酶系的影响

为进一步揭示鬼臼毒素的杀虫活性及作用机理,本实验采用小叶碟添加法测定了鬼臼毒素对小菜蛾Plutella xylostella的生物活性及对其幼虫体内羧酸酯酶（CarE）、酸性磷酸酯酶（ACP）、碱性磷酸酯酶（AKP）、谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）和细胞色素P450酶系活性的影响。结果表明：鬼臼毒素对小菜蛾具有较好的拒食、毒杀及生长发育抑制作用,其AFC₅₀为0.4110 mg/mL（24 h）和0.2617 mg/mL（48 h）,LC₅₀为1.9061 mg/mL（72 h）;0.125 mg/mL剂量下相对生长率比对照下降57.56％（24 h）和41.18％（48 h）,化蛹率为43.33％,不能正常羽化。同时,鬼臼毒素对小菜蛾幼虫体内各代谢酶存在不同程度的影响：对羧酸酯酶表现为先激活后抑制的作用;对酸性磷酸酯酶表现先抑制后激活的作用; 对碱性磷酸酯酶活性具有明显的抑制作用,且随着处理时间的延长,抑制作用增强;对谷胱甘肽S-转移酶和细胞色素P450酶系表现出先激活后抑制的影响。     

雷公藤总生物碱对粘虫生长发育及几种代谢酶系的影响

雷公藤生物碱是雷公藤Tripterygium wilfordii Hook f.中的主要杀虫活性物质。为进一步深入了解雷公藤总生物碱的杀虫作用,本研究采用小叶碟添加法测定了雷公藤总生物碱对粘虫Mythimna separate (Walker)5龄幼虫生长发育及几种代谢酶系的影响。结果表明：雷公藤总生物碱对粘虫5龄幼虫生长发育有明显抑制作用,表现为体重、体重增加量和相对生长率显著下降,幼虫龄期延长,幼虫存活率、化蛹率和成虫羽化率显著降低;可显著激活酯酶、羧酸酯酶; 明显抑制酸性磷酸酯酶和碱性磷酸酯酶的活性;对谷胱甘肽S-转移酶表现为先激活后抑制的趋势;细胞色素P450酶系的O-脱甲基酶在处理后3 h活性变化不明显,12和24 h后被激活,36 h后接近同期对照。     

脱氧鬼臼毒素对美洲大蠊的毒力及几种酶系的影响

采用药膜法测试了脱氧鬼臼毒素对美洲大蠊Periplaneta americana初孵若虫的触杀活性,并测定了其对成虫中枢神经系统乙酰胆碱酯酶（AChE）和腺苷三磷酸酶(ATPase)离体活性的影响。结果表明：脱氧鬼臼毒素对美洲大蠊初孵若虫具有较强的毒杀活性,在接触时间24、48、72和96 h 的LC₅₀分别为26.26、4.68、1.51和0.62 μg/cm²;其对AChE没有明显影响; 对Na⁺ -K⁺ -ATPase有明显抑制作用,并存在浓度 效应关系,IC₅₀为44.9 μmol/L; 对Ca²⁺-Mg²⁺-ATPase表现出低剂量激活,高剂量抑制的现象。结果提示美洲大蠊的AChE不是脱氧鬼臼毒素靶标,而ATPase可能是脱氧鬼臼毒素的重要靶标之一。     

斑蝥素对粘虫几种代谢酶及多酚氧化酶的影响

为进一步探讨斑蝥素的杀虫作用机理, 本研究采用叶碟饲喂法处理粘虫Mythimna separata（Walker）5龄幼虫, 测定了饲喂处理后6, 12, 24, 36和48 h试虫体内羧酸酯酶(CarE)、酸性磷酸酯酶(ACP)、碱性磷酸酯酶(ALP)、谷胱甘肽 S-转移酶(GST)和细胞色素P450 Ο-脱甲基酶及多酚氧化酶(PPO)的活性。结果表明: 斑蝥素可显著激活羧酸酯酶, 处理后48 h酶比活力最大, 为同期对照的1.68倍; 酸性磷酸酯酶在处理后6和12 h活性变化不明显, 处理24 h后逐渐被激活, 且与对照差异显著(P＜0.05); 明显抑制碱性磷酸酯酶, 且随着处理时间的延长, 抑制作用增强; 对Ο-脱甲基酶表现为先抑制后激活的趋势; 谷胱甘肽S-转移酶表现出先激活后抑制的影响; 离体活体条件下均可显著抑制PPO活性。可见, 斑蝥素可明显影响昆虫的代谢酶系, 且其对碱性磷酸酶和多酚氧化酶的抑制作用可能与其毒杀作用有关。     

粘虫痘病毒酶的初步研究

在粘虫痘病毒包涵体中检测到一种碱性蛋白酶。最适ｐＨ为８．８,最适温度为２０℃,是热不稳定的,可被２－硫基乙醇激活,其活性不需二价阳离子。在粘虫痘病毒颗粒中检测到两种脱氧核糖核酸酶,均能降解变性的大肠杆菌ＤＮＡ,最适ｐＨ分别为５．０和８．０     

细辛醚对粘虫幼虫的毒力及几种重要酶系的影响

采用点滴法测定了细辛醚对粘虫Mythimna separate Walker 5龄幼虫的触杀毒力,观察了细辛醚对粘虫的致毒症状,并测定了对不同中毒阶段其头部或中肠乙酰胆碱酯酶（AChE）和腺苷三磷酸酶(ATPase)离体活性以及乙酰胆碱（ACh）含量的影响。结果表明：细辛醚对粘虫5龄幼虫12 h的触杀LD₅₀值为106.93 μg/头;中毒粘虫依次表现出兴奋、痉挛、麻痹和死亡等症状,类似于神经毒剂的致毒症状,但试虫从中毒到死亡历期较长,且中毒试虫肠内有气泡产生,此现象异于典型的神经毒剂;对Na+,K+-ATPase有较强的抑制作用,在兴奋期、痉挛期和麻痹期,酶抑制率分别为33.29%、44.45%和23.98%;对AChE活力在不同阶段的抑制率分别是21.64%、29.75%和35.22%;ACh含量有所增加。     

Cry1Ac杀虫蛋白对粘虫中肠几种酶活性的影响

为阐明Bt杀虫蛋白对次要靶标害虫粘虫Mythimna separata (Walker) （鳞翅目： 夜蛾科）的生理学影响, 本研究分析比较了粘虫高龄幼虫在室内取食低剂量Cry1Ac杀虫蛋白6, 12, 24和36 h后, 其体内主要的解毒酶（酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶）、 保护酶（超氧化物歧化酶、 过氧化氢酶和过氧化物酶）和中肠蛋白酶（总蛋白酶、 强碱性类胰蛋白酶、 弱碱性类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶）等活性的变化。结果表明, 取食Cry1Ac杀虫蛋白后, 粘虫幼虫体内相关酶活力呈现不同的变化趋势： （1）酯酶、 谷胱甘肽-S-转移酶、 过氧化物酶(POD)、 类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶活力较对照显著降低（P<0.05）; （2）超氧化物歧化酶(SOD) 活力较对照显著升高（P<0.05）; （3）过氧化氢酶(CAT) 活力于6, 12和24 h显著低于对照（P<0.05）, 36 h时显著高于对照（P<0.05）。结果提示Cry1Ac杀虫蛋白主要通过抑制粘虫幼虫中肠解毒酶和蛋白酶的活性, 扰乱SOD, CAT 和POD 3种保护酶的动态平衡而干扰幼虫的正常生理代谢, 从而起到毒杀粘虫的作用。     

脱氧鬼臼毒素对美洲大蠊乙酰胆碱受体信号通路分子mRNA表达水平的影响

【目的】探讨脱氧鬼臼毒素(deoxyopodophyllotoxin, DOP)对美洲大蠊Periplaneta americana神经系统乙酰胆碱受体信号通路的影响。【方法】从美洲大蠊头部克隆乙酰胆碱受体信号通路上的关键信号分子nAChR α6亚基、 CaM和 CaMKⅡ的部分mRNA, 并测定其序列。应用荧光定量PCR技术分别观察注射不同浓度（10, 45, 80, 115和150 μg/μL） DOP 24和48 h后上述3种基因表达水平的变化。【结果】测序结果显示, 克隆出的美洲大蠊nAChR基因部分序列（539 bp）与赤拟谷盗Tribolium castaneum nAChR α6亚基基因的核苷酸序列一致性为84%; 美洲大蠊CaM基因（435 bp）与雕叶蝉Graphocephala atropunctata CaM基因的核苷酸序列一致性为85%; 美洲大蠊CaMKⅡ基因（513 bp）与黑腹果蝇Drosophila melanogaster CaMKⅡ基因的核苷酸一致性为77%。实时定量荧光PCR实验表明： DOP处理48 h后对美洲大蠊nAChR α6亚基、 CaM和CaMKII基因表达水平大体表现出低剂量激活, 高剂量抑制的特点。45~80 μg/μL DOP浓度范围内3种基因表达水平达到高峰, 80~150 μg/μL 浓度范围内表现为抑制作用, 基因表达水平呈下降趋势。【结论】DOP需要在美洲大蠊体内蓄积一定时间才有明显的作用, 能与nAChR结合引起CaM-CaMKⅡ级联反应, 使3种基因的表达在低浓度组上调、 高浓度组被抑制, 进而对美洲大蠊产生潜在的毒杀作用。     

代谢酶的非经典功能及代谢感知

代谢是基本的生命活动,代谢网络以代谢酶和代谢物为中心,为细胞的生命活动提供物质和能量基础。一方面,代谢酶发挥经典的功能,催化不同代谢通路中的代谢物,并受到严密调控,维持代谢稳态。另一方面,近年来国内外的研究,包括我们研究团队的工作证实了某些代谢酶和代谢物还可发挥非经典的兼有功能(moonlighting functions),参与信号通路调控和/或作为一个信号分子,对代谢进行更精细的调控,在机体的生理和病理过程中发挥关键作用。     

粘虫中肠α-淀粉酶活性测定方法的参数优化

针对粘虫Mythimna separata中肠α-淀粉酶筛选了11种不同参数组合的3，5－二硝基水杨酸活性测定方法，并对其中最适组合的各个参数进行了优化。结果表明：在离体测定条件下，粘虫中肠α-淀粉酶活性的最优化测定参数为0.03 mol/L 磷酸盐缓冲液（pH 8.0，含有55 mmol/L NaCl）、温度45℃、吸收波长480 nm。Ca²⁺对α-淀粉酶活性具有抑制作用。该优化法能够显著降低粘虫、德国小蠊Blattella germanica、黄粉虫Tenebrio molitor、淡色库蚊Culex pipiens pallens和家蝇Musca domestica等昆虫α-淀粉酶的米氏常数K_m值，且粘虫和德国小蠊α-淀粉酶的V_max值增大，但黄粉虫、淡色库蚊和家蝇α-淀粉酶的V_max值均明显减小。结果说明，在该优化体系下，粘虫α-淀粉酶与底物的亲和力增强，最大反应速度增大，测定酶活性的准确性和灵敏度显著提高；同时该优化体系也可作为测定德国小蠊α-淀粉酶活性的优化方法，但不适合作为黄粉虫、淡色库蚊和家蝇α-淀粉酶的最优化测定方法。     

风洞内粘虫飞翔行为与气流的关系

利用自制的昆虫飞翔实验风洞 ,系统观测了在风洞条件下粘虫在不同流速实验气流中的起飞行为与飞翔行为。结果表明 ,微风能刺激粘虫起飞 ,试虫表现明显的偏爱迎风 (或稍偏一点角度 )起飞的习性 ,飞翔时亦多采取迎风 (或稍偏一点角度 )的姿势。试虫在气流中的实际位移是昆虫飞翔位移与气流位移的矢量和。当气流速度小于 2 m/ s时 ,逆风向位移占多数 ;而气流速度为 3～ 4 m/ s时 ,94 .8%的试虫为顺风向位移。     

粘虫产卵前期的遗传特征

从田间采集的粘虫 Mythimna separata (Walker)种群在室内相同条件下饲养时 ,其后代雌蛾的产卵前期有较大程度的分化 ,最短的为 3d,最长的达 8d。通过亲子回归法 (雌性子代和亲本产卵前期的回归分析 )估算的粘虫蛾产卵前期遗传力值为0 .2 899,表明粘虫产卵前期受遗传因素的影响较小。对单雌系的双向选择所产生的选择响应表明 ,在一定的选择压力下 ,选择有利于产卵前期长的个体 ,即产卵前期长的个体进化速度要比短的个体快 ,但连续选择的响应较低。进一步通过家系间交互杂交来研究雌蛾产卵前期的遗传基础表明 ,产卵前期在很大程度上受雄性亲本的影响 ,即可能受 X-性染色体上的基因调控     

温度对粘虫产生和释放性信息素规律的影响

在21℃饲养的粘虫雌蛾腺体提取物中Zll－16：Aid含量峰值时间是羽化后第8～9天;25℃是羽化后第4～5天,27℃是羽化后第3～4天。低温不仅推迟了粘虫雌蛾求偶和释放性信息素的时间,而且降低了腺体中性信息素的滴度。在27℃,粘虫雌蛾腺体中Zll－16：Ald峰值的平均值达15ng;在25℃时为10ng,而在21℃时,只有5ng。由此可见,低温环境明显抑制粘虫雌蛾的性发育,延缓了性成熟。     

Molecular characterization of DNA methyltransferase 1 and its role in temperature change of armyworm Mythimna separata Walker

DNA methylation refers to the addition of cytosine residues in a CpG context (5′-cytosine-phosphate-guanine-3′). As one of the most common mechanisms of epigenetic modification, it plays a crucial role in regulating gene expression and in a diverse range of biological processes across all multicellular organisms. The relationship between temperature and DNA methylation and how it acts on the adaptability of migratory insects remain unknown. In the present work, a 5,496 bp full-length complementary DNA encoding 1,436 amino acids (named MsDnmt1) was cloned from the devastating migratory pest oriental armyworm, Mythimna separata Walker. The protein shares 36.8–84.4% identity with other insect Dnmt1 isoforms. Spatial and temporal expression analysis revealed that MsDnmt1 was highly expressed in adult stages and head tissue. The changing temperature decreased the expression of MsDnmt1 in both high and low temperature condition. Besides, we found that M. separata exhibited the shortest duration time from the last instar to pupae under 36°C environment when injected with DNA methylation inhibitor. Therefore, our data highlight a potential role for DNA methylation in thermal resistance, which help us to understand the biological role adaptability and colonization of migratory pest in various environments.     

粘虫成虫在气流场中飞行行为的观察研究

通过改进悬吊测飞技术、室内风洞和野外雷达相结合的观测方法,研究了粘虫在气流场中的飞行行为特征及其与气流的关系。直筒风洞自由飞行观测的结果表明,粘虫蛾对气流有明显行为反应,表现为头部迎风起飞和迎风飞行的特性;在3.0～5.5 m/s风速下,有92%～94% 的个体可一次逆风飞行通过2 m长的风洞;当风速≥6.0 m/s时,有71.9%的蛾子沿螺旋状的飞行轨迹逆风通过风洞。环形风洞悬吊飞行测试的结果表明,粘虫可逆风飞行的最大风速为7.2 m/s;在风速≤4 m/s条件下,90%以上个体头部迎风飞行或头部朝向与风向成一定的夹角,侧逆风飞行。 雷达观测发现粘虫在空中迁飞过程中具有成层现象,并有较强的秋季回迁定向行为,其头部总是朝向西南;迁飞的最终位移与风向及风速大小有关,迁飞位移速度是飞行速度与风速的矢量和。     

中红侧沟茧蜂寄生对粘虫幼虫取食及生长发育的影响

【目的】为明确中红侧沟茧蜂Microplitis mediator(Haliday)寄生对粘虫Mythimna separata(Walker)幼虫取食和发育的影响及评价其田间应用价值。【方法】比较研究了中红侧沟茧蜂寄生不同日龄粘虫对粘虫幼虫取食量和发育的影响。【结果】被寄生的粘虫4、6、8日龄幼虫与未被寄生的同龄期幼虫取食量差异达极显著水平。被寄生的4、6、8日龄粘虫幼虫间的取食量差异不显著。被寄生的幼虫,5 d前体重缓慢上升,之后缓慢下降,所有被寄生的幼虫均不能化蛹。4、6、8日龄粘虫幼虫被寄生后,中红侧沟茧蜂幼虫在其体内的发育历期不同,不同日龄间差异显著,随着日龄的增大显著缩短。【结论】表明该蜂不仅能有效地控制粘虫当代危害,而且在很大程度上能够抑制粘虫的种群数量。