斜纹夜蛾核型多角体病毒DNA诱导同源昆虫细胞的凋亡

发现野生型斜纹夜蛾核型多角体病毒（Spodoptera litura nuclear polyhedrosis virus,SpltNPV）DNA转染SL-1细胞能诱导细胞凋亡.SpltNPV-DNA转染其同源细胞系斜纹夜蛾核SL-1细胞6 h后,光镜下即可见细胞膜表面突出或形成小泡,细胞碎裂成凋亡小体,18 h后,细胞100%碎裂成凋亡小体.DAPI荧光染色显示感染细胞核渐呈半月形,直至碎裂被凋亡小体包裹.被转染的SL-1细胞DNA琼脂糖凝胶电泳呈典型梯形谱带.野生型SpltNPV病毒粒子感染的SL-1细胞既无多角体的出现,也无凋亡现象的发生.     

印楝素对SL-1的细胞凋亡诱导作用

本文以喜树碱(camptothecin)作对比,以二甲基亚砜(DMSO)作对照,系统研究了印楝素（azadirachtin）对斜纹夜蛾Spodoptera litura离体细胞系(SL-1)的凋亡诱导作用。印楝素0.75 μg/mL处理后SL-1细胞后12～72 h,倒置显微镜观察可见大量细胞皱缩,体积变小,胞膜气泡化,与邻周细胞脱落,胞浆浓缩,胞膜突起,细胞器密集,核染色质浓缩并凝聚在核膜周边,出现大量凋亡小体;AO染色荧光显微镜观察可见细胞核内致密明亮黄绿色荧光和亮绿色或橘黄色的凋亡小体;透射电镜观察可见细胞皱缩、微绒毛消失、染色质浓缩和边缘化、核膜皱缩界限模糊、部分线粒体嵴结构消失和数量明显增加的吞噬泡等细胞凋亡典型形态学特征;TUNEL实验可见大量被标记为小圆形或环形黄绿色或绿色荧光的阳性凋亡细胞。流式细胞仪测定表明,印楝素0.75 μg/mL处理后48 h凋亡率最高达11.45%,比对照提高381.3倍;而喜树碱以1.72 μg/mL处理亦对SL-1具有相似的诱导作用,处理后36 h凋亡率最高达到17.42%。扫描电镜观察表明,印楝素和喜树碱处理后,SL-1细胞表面没有形成明显的“孔"、“洞"、“门"之类的结构破坏。推测印楝素与喜树碱对SL-1的凋亡信号转导方式和途径不同,导致细胞凋亡时序性不同。     

杆状病毒反式激活蛋白IE-1诱导昆虫细胞凋亡及几种抑制剂对AcNPV诱导细胞凋亡的影响

为了探讨杆状病毒诱导细胞凋亡的机制,用含AcNPV-ie-1基因的重组质粒pGAM-ie-1转染斜纹夜蛾细胞SL－1和粉纹夜蛾细胞Tn-5B1。转染后24h通过光镜观察、DAPI荧光染料染色、DNA琼脂糖凝胶电泳等发现,SL－1发生了典型的凋亡,而同样的现象并没有在Tn-5B1细胞中出现。利用放线菌酮（cycloheximide,CHX)、莫能菌素（Monensin)及蚜栖菌素（aphidicolin)处理AcNPV感染的SL－1细胞,发现细胞凋亡被莫能菌素及蚜栖菌素抑制,被放线菌酮推迟。此结果为进一步研究杆状病毒诱导昆虫细胞凋亡的机制等奠定了基础。     

印楝素乳油对斜纹夜蛾的生物活性及田间防效研究

在室内测定了印楝素乳油对斜纹夜蛾(Spodopteralitura)的生物活性,并进行了田间防治试验.结果表明,印楝素乳油对斜纹夜蛾具有多种生物活性,主要表现在对幼虫的拒食作用、生长发育的抑制作用和一定的毒杀活性,以及对成虫产卵的忌避作用.经印楝素处理后,幼虫平均发育历期延长、幼虫体重、蛹重、化蛹率和蛹羽化率显著低于对照,印楝素乳油12μl·L^-1浓度处理3龄幼虫5和7d后的体重分别是对照组的36.8%和14.5%,而幼虫平均发育历期比对照组延长6d左右,化蛹率和蛹羽化率分别是27.79%和37.23%,显著低于对照组85.66%和82.11%.印楝素对低龄幼虫有一定的毒杀活性,而对高龄幼虫活性则很低.田间防治试验表明,印楝素乳油对斜纹夜蛾种群有良好的控制作用,施药7d后其防治效果要优于化学农药10%除尽悬浮剂.     

杆状病毒诱导昆虫细胞凋亡的初步研究

细胞凋亡 (ａｐｏｐｔｏｓｉｓ)最早被定义为一种有秩序、受控制并按某种预定程序发展的生理性的自然死亡过程 (ｋｅｒｒｅｔａｌ1 972 ) ,其特征是细胞收缩 ,染色质凝聚成块状 ,形成凋亡小体[1] 。但其最主要的特征是细胞ＤＮＡ受到一种被激活的内源性核酸酶的降解 ,凝胶电泳时呈现出特征性的梯形带 (Ｗｙｌｌｉｅ,1 980 )。病毒感染是常见导致细胞凋亡的重要因素 ,杆状病毒同样诱导昆虫细胞凋亡 ,同时 ,作为打破宿主防御体系的一种策略 ,杆状病毒可通过自身编码抗凋亡基因的表达 ,抑制细胞凋亡以利于自己的增殖[2 ] 。细胞调亡和病毒抗凋…     

杀菌剂对斜纹夜蛾SL细胞系和幼虫的生物活性

以MTT法筛选了19种杀菌剂对斜纹夜蛾Spodoptera litura SL细胞的毒杀活性,并以该方法研究了三唑类杀菌剂对SL细胞的毒力。结果表明: 福美双、烯唑醇、己唑醇、氟硅唑、苯霜灵、苯醚甲环唑、戊唑醇和腈菌唑等杀菌剂对SL细胞具有优异的毒杀活性。三唑类杀菌剂腈菌唑、烯唑醇、己唑醇和戊唑醇处理SL细胞48 h后,LC₅₀值分别为21.94 μg/mL、 23.80 μg/mL、 33.16 μg/mL和47.63 μg/mL。以考马斯亮蓝G₂₅₀法研究了腈菌唑对SL细胞中蛋白质含量和乳酸脱氢酶(LDH)漏出率的影响, 20 μg/mL腈菌唑处理12 h、24 h、48 h和72 h后,SL细胞中蛋白质含量分别降低8.55%、25.95%、42.95%和67.05%;处理24 h和48 h后,SL细胞的LDH漏出率分别为30.66%和32.05%。以浸叶喂食法处理斜纹夜蛾3龄幼虫,三唑类杀菌剂可显著抑制试虫体重增长。以0.5 μg/头、 1.0 μg/头和2.0 μg/头剂量的腈菌唑注射处理72 h后,斜纹夜蛾4龄幼虫血细胞数量分别降低12.31%、 25.96%和25.73%;腈菌唑注射处理48 h和72 h后,对斜纹夜蛾幼虫的LD₅₀值分别为1.59 μg/头和1.53 μg/头。结果显示以离体培养细胞为对象,从现有杀菌剂中寻找新的杀虫剂先导化合物具有良好的研究潜力。     

6种植物次生物质对斜纹夜蛾解毒酶活性的影响

草食性昆虫取食植物时遇到宿主植物中大量次生物质的化学防御,研究昆虫适应植物毒素的反防御策略具有重要的科学意义。分别添加0.01%肉桂酸、0.01%水杨酸、0.01%花椒毒素、0.02%槲皮素、0.05%黄酮和0.1%香豆素等6种植物次生物质的人工饲料饲养斜纹夜蛾(Spodoptera litura)五龄幼虫48 h后,测定斜纹夜蛾幼虫中肠和脂肪体中谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)、羧酸酯酶(CarE)、P450的酶含量及头部乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性,利用半定量RT-PCR检测中肠和脂肪体中CYP4M14和CYP4S9的基因表达水平。结果表明:取食肉桂酸和香豆素后,斜纹夜蛾中肠中CarE的酶活性分别提高了1.67和1.37倍,取食6种次生物质均能显著提高斜纹夜蛾脂肪体中GSTs酶活性。取食肉桂酸和香豆素48 h后,脂肪体中P450酶含量比对照增加2.93和14.50倍。取食肉桂酸、花椒毒素、槲皮素和香豆素后,斜纹夜蛾头部AchE酶活性与对照相比提高了1.53、1.80、2.36和1.56倍。6种次生物质均可诱导脂肪体中CYP4M14基因表达,槲皮素、肉桂酸和香豆素强烈诱导CYP4S9在脂肪体中表达。表明,斜纹夜蛾具有利用植物次生物质诱导其解毒酶的能力,进而提高其对毒素的抗性。     

绿僵菌素A和B对斜纹夜蛾SL-1细胞的增殖抑制和致凋亡作用

绿僵菌素A和B是生物活性分子,本研究用MTT法、相差显微观察、荧光倒置显微观察和流式细胞术比较了绿僵菌素A和B对斜纹夜蛾Spodoptera litura SL-1细胞的毒杀作用。结果表明：绿僵菌素A和B对SL-1细胞均具有明显的增殖抑制作用,且具有正比的时间-浓度-效应关系,绿僵菌素A和B处理细胞48 h后的IC50值分别为7.80和20.73 μg/mL。倒置相差显微观察发现,绿僵菌素A和B可以引起SL-1细胞变圆、胞膜收缩、有凋亡小颗粒形成。随着时间的延长,细胞悬浮致死并出现大量空泡和胞质外泄现象。但是在同样的处理浓度下,绿僵菌素A的作用较绿僵菌素B明显。用AO/EB染色后,荧光显微观察发现：绿僵菌素A 诱导的细胞荧光强度高于绿僵菌素B。流式细胞仪检测结果表明：绿僵菌素A和B对SL-1细胞具有明显的致凋亡作用。10 μg/mL绿僵菌素A和B作用细胞48 h后,SL-1细胞的总凋亡率分别达78.88%±0.97%和72.23%±2.29%。本研究从细胞水平肯定了绿僵菌素具有良好的增殖抑制和致凋亡作用,并且为它在害虫防治中的潜在应用提供了一些理论支持。     

斜纹夜蛾核多角体病毒抑制苜蓿丫纹夜蛾核多角体病毒诱导的斜纹夜蛾细胞凋亡

野生型苜蓿丫纹夜蛾核多角体病毒(Autographa californica multicapsid nucleopolyhedrovirus, AcMNPV)感染斜纹夜蛾(Spodoptera litura)细胞系Sl-zsu-1,可引起典型的细胞凋亡;但可以在草地夜蛾(Spodoptera frugiperda)细胞Sf-9中复制并形成多角体.比较了AcMNPV p35基因在病毒感染两种细胞的复制和转录情况,认为p35在非受纳细胞中及时有效的表达能阻止细胞发生凋亡;共感染实验结果表明,斜纹夜蛾核多角体病毒(Spodoptera litura multicapsid nucleopolyhedrovirus, SpltMNPV)可以抑制AcMNPV诱导的细胞凋亡并可帮助病毒进行复制,推测SpltMNPV基因组中与p35同源的p49基因挽救了细胞的自杀行为.     

斜纹夜蛾铁硫亚基蛋白的表达及功能鉴定

铁硫亚基蛋白(rieske iron-sulfur protein, RISP) 是线粒体复合物Ⅲ的关键蛋白亚基之一, 在呼吸链电子传递过程中起到重要作用。本研究通过RT-PCR克隆得到斜纹夜蛾Spodoptera litura RISP基因SlitRISP的ORF, 构建了pET32a-SlitRISP原核表达载体, SDS-PAGE和Western blot检测结果显示, SlitRISP原核表达蛋白以包涵体的形式存在于菌体沉淀中, 且RISP抗体可成功用于该蛋白的免疫印迹检测。为了进一步鉴定SlitRISP在斜纹夜蛾离体细胞系SL-1中的功能, 通过向细胞内转染siRNA, 利用RNAi技术沉默SL-1中的SlitRISP。qRT-PCR结果表明, 分别经50 nmol/L和100 nmol/L siRNA处理48 h后, SL-1中SlitRISP的表达均几乎完全被抑制; Western blot结果显示, SL-1中SlitRISP含量显著低于CK。当SL-1 SlitRISP被成功沉默后, 通过检测SL-1线粒体膜电位、 细胞ATP含量和细胞增殖抑制率鉴定RISP在线粒体电子传递过程中的重要作用。流式细胞仪测定结果表明, 经50 nmol/L和100 nmol/L siRNA处理24 h后, SL-1线粒体膜电位相对于CK分别降低23.52%和11.32%, 而处理48 h后, SL-1线粒体膜电位则分别升高5.58%和27.66%; siRNA处理24 h和48 h后, SL-1 ATP含量相对于CK分别降低82.71%和84.50%, 最终导致SL-1细胞增殖抑制率分别为53.64%和67.94%。这些结果表明SlitRISP在SL-1中参与线粒体膜电位的形成和细胞ATP的合成。介于RISP在线粒体电子传递链中的重要作用, 其可能成为新型杀虫作用靶标, 这可为研制新型呼吸抑制剂提供参考。     

Mitochondria are involved in apoptosis induced by ultraviolet radiation in lepidopteran Spodoptera litura cell line

Abstract Mitochondria are involved in apoptosis of mammalian cells and even single‐cell organisms, but mitochondria are not required in apoptosis in cultured Drosophila cells such as S2 and BG2 cell lines. It is not very clear whether mitochondria are involved in apoptosis in other insect cells such as lepidopteran cell lines. Thus, we determined to elucidate the role of mitochondria in apoptosis induced by ultraviolet radiation in Spodoptera litura (Lepidoptera: Noctuidae) cell line (SL‐ZSU‐1). The Western blot results suggested that cytochrome c in the ultraviolet‐treated SL‐1 cells was released from the mitochondria to cytosol as early as 4 h after the induction of ultraviolet radiation and increased in the cytosolic fractions in a time‐dependent manner. Flow cytometric analysis of mitochondrial membrane potential (ΔΨm) of SL‐ZSU‐1 cell treated with ultraviolet‐C (UV‐C) light indicated the decrease in mitochondrial membrane potential was dependent on the times of ultraviolet treatment. Both of them are different from apoptosis in cultured Drosophila melanogaster cell lines (S2 and BG2) and it appears evident mitochondria are involved in apoptosis of the studied lepidopteran cells.     

腈菌唑导致的细胞膜穿孔对斜纹夜蛾SL细胞膜通透性的影响

研究了腈菌唑导致的细胞膜穿孔对离体培养斜纹夜蛾Spodoptera litura卵巢细胞(SL细胞)膜通透性的影响。结果表明: 腈菌唑可使不能穿过SL细胞膜的大分子物质荧光染料PI大量穿过细胞膜进入胞内,20和40 μg/mL腈菌唑处理后12 h,SL细胞荧光强度增加率分别为11.95%和25.80%;处理后24 h,SL细胞荧光强度增加率分别为27.77%和57.49%。腈菌唑也可明显提高SL细胞内大分子物质乳酸脱氢酶的漏出率,20和40 μg/mL腈菌唑处理SL细胞24 h后,胞内乳酸脱氢酶漏出率分别为30.66%和43.93%;处理后48 h,漏出率分别为41.22%和57.91%。腈菌唑可以明显提高SL细胞胞内钙离子含量,20和40 μg/mL腈菌唑处理SL细胞24和48 h,胞内钙荧光强度与对照差异显著。处理后24 h,腈菌唑对SL细胞的LC₅₀值为35.84 μg/mL,明显高于典型细胞毒剂鱼藤酮的活性。当质量比为1∶1和2∶1时,腈菌唑与鱼藤酮联用对SL细胞处理后24 h的LC₅₀值为43.92和26.09 μg/mL,共毒系数分别为137.60和188.49,增效作用显著,随着腈菌唑的含量增加,增效作用增加。腈菌唑对SL细胞具有良好的抑制作用,可以打通限制物质穿透的细胞膜屏障,提高农药活性成分的有效利用率。     

Influence of cytochrome c on apoptosis induced by Anagrapha (Syngrapha) falcifera multiple nuclear polyhedrosis virus (AfMNPV) in insect Spodoptera litura cells

We investigated the influence of cytochrome c on apoptosis induced by Anagrapha (Syngrapha) falcifera multiple nuclear polyhedrosis virus (AfMNPV). Microscopic observation revealed that infection of SL-1 cells with AfMNPV resulted in apoptosis, displaying apoptotic bodies in fluorescent-stained nuclei of AfMNPV-infected SL-1cells. Western blot analysis demonstrated that AfMNPV-induced apoptosis in insect SL-1 cells was significantly inhibited by cyclosporin A which blocked a translocation of cytochrome c from the mitochondria to the cytosol. As determined by using AC-DEVD-AFC as substrate, the activity of caspase-3 in AfMNPV-induced cells was detected as early as 4h post infection, gradually increased with time extension, and reached a highest level after 16h of infection. However, activity of caspase-3 in apoptotic cells decreased in the presence of cyclosporin A (30microM), indicating that activation of caspase-3 in SfaMNPV-induced cells was dependent on the release of cytochrome c from the mitochondria. In addition, cyclosporin A could markedly inhibit mitochondrial transmembrane potential (DeltaPsim) disruption in undergoing apoptotic cells. These data indicate that cytochrome c plays a key role in AfMNPV-induced apoptosis in S. litura cells and may be required for caspase activation during the induction of apoptosis.     

番荔枝内酯化合物布拉它辛对斜纹夜蛾的杀虫活性及对SL细胞的致凋亡作用

为了明确番荔枝内酯化合物布拉它辛的杀虫活性和探索杀虫作用机理,本研究采用浸叶法测定该化合物对斜纹夜蛾Spodoptera litura幼虫的生物活性,采用MTT检测法和流式细胞术,研究该化合物对斜纹夜蛾离体培养卵巢细胞（SL细胞）的细胞毒力和致细胞凋亡作用,以及对SL细胞线粒体膜电位的影响。结果表明: 布拉它辛不仅对斜纹夜蛾幼虫具有良好的拒食活性,处理后24 h,对2龄和3龄幼虫的AFC₅₀值分别为60.25 μg/mL和86.73 μg/mL,还对幼虫生长有良好的抑制作用。布拉它辛处理SL细胞后24 h和48 h,IC50值分别为22.32 μg/mL和10.03 μg/mL。流式细胞仪检测结果表明,布拉它辛对SL细胞具有明显的致凋亡作用,可导致SL细胞线粒体膜电位显著下降。本研究表明布拉它辛对斜纹夜蛾幼虫具有良好的拒食活性与生长抑制作用, 并且该化合物能明显抑制SL细胞的增殖,诱导细胞凋亡,降低线粒体膜电位。因此,布拉他辛具有广阔的研究应用前景。     

Genetics of resistance to Cry1C toxin from Bacillus thuringiensis in Spodoptera litura (Fab.)

The present study was undertaken to determine the genetics of Cry1C resistance in Spodoptera litura. Selection of S. litura (Fab.) with Cry1C was done for eight generations to develop resistance. Reciprocal crosses between resistant and susceptible populations were made to understand the population genetics of Cry1C resistance in S. litura. Generation wise selection with Cry1C was evaluated for resistance development in S. litura. The LC₅₀ of Cry1C was 0.14 µg/cm² for the first selected generation and it increased to 23.98 µg/cm² after eight selected generations, which is a 285.47-fold increase in resistance compared with the susceptible strain. The estimated realized heritability (h²) after eight generations of selection with Cry1C insecticidal protein was 0.44. The number of generations required for the tenfold increase in LC₅₀ (1/R) was estimated to be 3.33. Response to Cry1C selection in S. litura was 0.30, the estimated selection differential was 0.69 and the pheonotypic standard deviation (dP) was 0.24. Reciprocal crosses between Cry1C resistant and susceptible strain of S. litura showed autosomal resistance.