棉铃虫活化的蛋白激酶C受体1(RACK1)基因的分子鉴定

活化的蛋白激酶C受体l(receptor for activated C kinase1,RACKl)广泛分布于真核生物和原核生物中,在生物体内具有极其重要的调节功能。本实验利用RT-PCR和RACE的方法扩增获得了棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)RACK1基因全序列,序列分析结果表明,该基因开放阅读框为957bp,编码319个氨基酸残基。5'端非编码区长为36bp,3'端非编码区长为112bp。发育时相表达发现RACK1基因在棉铃虫的蜕皮时期大量表达,进一步的激素处理实验发现,蜕皮激素诱导RACK1基因表达,保幼激素和饥饿抑制RACK1基因表达。这些研究结果为进一步研究RACK1基因的功能奠定基础。     

果蝇基因剂量补偿的实现机制

雌、雄果蝇间的基因剂量补偿是通过雄性果蝇中X染色体相关基因的表达水平上调至雌性果蝇的2倍实现的,基因剂量补偿的实现机制存在2种模型.平衡模型认为是基因组的不一致导致了全基因的反式剂量效应,而MSL复合体将组蛋白修饰酶从常染色体隔离,阻止了常染色体上的基因上调,同时,通过抑制高水平的组蛋白修饰以防止X染色体上的过度补偿....     

果蝇基因组内的基因剂量补偿效应

基因的剂量补偿最初是指在性染色体性别决定生物中,两性间X染色体数量不同(因而X染色体连锁基因的剂量不同),但基因表达水平基本相同的现象.在非整倍体果蝇中的剂量补偿现象表明,该效应并非仅发生于性染色体上的基因中,在常染色体基因中也普遍存在.综述了X染色体三体及2L染色体三体果蝇在X染色体和常染色体剂量补偿中的最新研究进展...     

棉铃虫Wnt1基因启动子活性研究

经典的Wnt信号通路是一条与生长发育密切相关的信号通路,经典Wnt信号通路在棉铃虫滞育蛹脑中受到抑制。本研究以棉铃虫Wnt1基因的转录调控为研究目标,对Wnt1启动子的活性进行了分析。首先,运用染色体步移的技术成功克隆了一段长为1566 bp的Wnt1启动子。然后,通过PCR扩增不同长度的启动子片段,构建到报告质粒,转染棉铃虫Hz Am1细胞并进行启动子活性分析,结果表明-1077~-1120以及-1120~-1140这两个区域对Wnt1基因的转录起着明显的激活作用。最后对这两个区域潜在的转录因子结合位点进行了预测。本研究从根本上了解棉铃虫滞育蛹脑中经典Wnt信号通路的调节机制打下了基础。     

棉铃虫酪氨酸羟化酶基因的分子特性及功能分析

【目的】酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase, TH)是黑色素形成的关键酶,在昆虫表皮骨化过程中扮演重要角色。本研究旨在获得棉铃虫Helicoverpa armigera TH基因序列,并研究其分子特性、表达模式和功能,为更深入探析该基因作用机理奠定基础。【方法】通过生物信息学和分子生物学技术获得了棉铃虫TH基因序列,利用qRT-PCR分析该基因在棉铃虫不同生长发育阶段的表达模式;利用qRT-PCR技术,分别测定了蜕皮激素20E(400 ng/头)处理不同时间和RNAi成功干扰蜕皮激素受体基因(EcR)前提下再用20E(400 ng/头)处理后,棉铃虫5龄幼虫TH表达量变化;采用生物化学方法检测鞣化激素(30 μg/mg组织)和环腺苷酸(cAMP, 200 ng/mg 组织)处理后棉铃虫幼虫脂肪体中TH活性。【结果】获得了棉铃虫酪氨酸羟化酶基因TH (GenBank登录号: MF440319) cDNA片段,长2 270 bp,开放阅读框1 686 bp,编码561个氨基酸残基。该基因在棉铃虫整个发育期均表达,其中在卵期第3天、2龄幼虫第1天、3-5龄蜕皮期、预蛹期和成虫羽化第1天表达量相对较高。研究还发现,400 ng/头 20E注射能够促进TH的转录;在成功干扰并调低幼虫EcR转录水平的前提条件下(对照仅注射dsGFP)再注射20E,对TH表达量无明显影响;而鞣化激素(30 μg/mg组织)和cAMP(200 ng/mg组织)均显著提高了TH的酶活性。【结论】20E在转录水平参与了TH的表达;鞣化激素和cAMP均能够提高TH活性,在蛋白水平上对TH进行调控。     

棉花对棉铃虫为害超补偿作用的生理机制

为研究棉花对棉铃虫为害超补偿作用的生理机制,作者在山东省滨州市棉田进行了模拟第二代棉铃虫为害的试验。结果表明：每株棉花摘除8个早蕾后,最终成铃数增加13.4%,其中下部第6及其上果枝的成铃数增加较多。处理组棉叶中可溶性糖和淀粉含量上升,氨基酸含量下降,光合作用强度加大(3.6%～6.7%),叶面积系数增加8.5%～28.1%,单株生产力增大,从而揭示了超补偿作用的重要机制。     

X染色体的剂量补偿机制

剂量补偿机制(Dosage compensation mechanism)是雌性和雄性X染色体表达平衡的关键,保证两性间由X染色体编码的蛋白质或其他酶类物质在数量上达到平衡。不同生物的剂量补偿机制各不相同,迄今研究表明剂量补偿机制主要有以下3种模式:通过雄性的单个X染色体表达加倍;通过雌性的一条X染色体失活;通过雌性的两个X染色体的表达减半来达到平衡。对剂量补偿的研究有助于揭示X连锁基因的调控机理、性染色体的进化和分化过程,以及解释性染色体畸变的机理,因此,文章将对这种重要的调控机制研究现状及进展进行简要论述。     

棉花倍半萜合成酶基因GhTPS1的克隆及棉铃虫取食诱导表达谱分析

棉花被植食性昆虫取食后大量释放的特异性萜烯挥发物,能够有效吸引天敌昆虫进行寄主搜索和定位。本文从陆地棉(中棉12)Gossypium hirsutum叶片中克隆获得一个倍半萜合成酶基因的全长cDNA,命名为GhTPS1(GenBank登录号:JQ365627)。该基因编码545个氨基酸的蛋白,预测分子量为63.3 ku,等电点为5.92。氨基酸序列比对分析表明该基因与其它被子植物倍半萜合成酶基因一致性为34%～60%,其中与欧洲葡萄(-)-germacrene D synthase一致性最高(60%)。聚类分析表明GhTPS1属于由被子植物倍半萜合成酶基因组成的TPSa亚家族。采用实时荧光定量PCR检测了GhTPS1 mRNA在棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)幼虫为害棉花不同时间的表达谱,结果表明接虫24 h该基因表达量显著上调。     

棉铃虫章鱼胺受体2基因的分子鉴定

【目的】为了探讨章鱼胺受体2基因(Octopamine receptor 2,OA2B2)在棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)体内表达谱及激素对其调控作用,为今后研究Ha OA2B2受体基因在转录调控中的作用,开发新型杀虫剂提供一定的理论依据。【方法】本实验采用QRT-PCR技术、激素处理、RNAi介导的蜕皮激素相关核受体沉默等方法对Ha OA2B2受体基因在棉铃虫不同发育阶段及组织中的表达谱与激素调控进行探究。【结果】生物信息学分析表明,Ha OA2B2受体基因编码框长度1 191 bp,编码396个氨基酸。Ha OA2B2受体基因氨基酸序列与家蚕Bombyx mori一致性高达89%。Ha OA2B2受体基因在棉铃虫各时期均有表达,尤其在5龄第3天转录水平达到最高;Ha OA2B2受体基因在棉铃虫幼虫头部表达量最高。蜕皮激素可促进Ha OA2B2受体基因的表达。【结论】分析了该基因的序列特征和表达谱,蜕皮激素对其表达量的影响,为今后研究Ha OA2B2受体基因在转录调控中的作用以及开发新型杀虫剂提供一定的理论依据。     

棉铃虫与棉花生长发育耦合系统的建立

以棉铃虫取食模型、种群动态模型及棉花生长发育模型为基础,通过对棉田生态系统中一些关键环节的分析,进一步发展出田间棉铃虫的管理系统。这个系统较好地反映出了国内外到目前为止在棉铃虫管理方面的最新研究成果。强调了在棉花生长发育过程中超补偿机制的实现,以及人工去早蕾与2代棉铃虫取食对棉花生长和产量形成的影响。本系统可以反映第2、3代棉铃虫不同卵量水平下,及不同人工去早蕾水平下棉花生长发育的动态过程。通过不同卵量水平时各去蕾量对产量的影响,以及不同用药时间的最终产量效果的比较,可以找出最佳的去蕾量以及合理的用药时间。     

棉铃虫和烟青虫性信息素腺体脂肪醇和乙酸酯转化的比较研究

棉铃虫Helicoverpa armigera和烟青虫H. assulta属于可同域发生的近缘种昆虫,通过产生比例相反的两种性信息素化合物——顺9-十六碳烯醛和顺11-十六碳烯醛维持种间生殖隔离。本研究应用外源不饱和脂肪醇及乙酸酯在棉铃虫和烟青虫性信息素腺体进行在体转化,利用气相色谱法分析转化产物,从酶学角度探讨了上述两近缘种昆虫性信息素腺体组分差异的形成原因。实验结果表明,两种昆虫信息素腺体表皮伯醇氧化酶对外源顺9-十六碳烯醇、顺11-十六碳烯醇和反10-十六碳烯醇无催化专一性,说明末端氧化过程对于醛类性信息素组分特定比例的形成不起作用。棉铃虫性信息素腺体组织具有较高的乙酸酯酶活性,可水解外源乙酸酯,但烟青虫性信息素腺体乙酸酯酶活性很低。这些发现对于进一步了解两种昆虫的生殖隔离机制有重要参考价值。     

Altered mating behaviour in a Cry1Ac-resistant strain of Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae)

Randomness of mating between susceptible and resistant individuals is a major factor that closely relates to the refuge strategy of resistance management for Helicoverpa armigera (Hübner) to Bacillus thuringiensis cotton. The mating behaviour of Cry1Ac‐susceptible and Cry1Ac‐resistant strains of H. armigera was compared to investigate the randomness of their mating. The percentage of mating was lower for Cry1Ac‐resistant H. armigera compared with that of the susceptible strain under both no‐choice and multiple‐choice conditions. The low percentage of mating in the resistant strain indicates a reduced incidence of successful mating. The percentage of spermatophore‐containing mated female H. armigera in the crossing of susceptible females × resistant males was significantly lower than in the crossing of resistant females × susceptible males, but the observed mating frequencies of these two types of cross were similar to each other. This indicates that resistant males reduce the incidence of mating paternity more than they do their mating frequency. The percentages of heterogametic matings (susceptible females × resistant males, resistant females × susceptible males) in the multiple‐choice experiment were lower than those of homogametic matings (susceptible × susceptible, resistant × resistant) on peak mating nights. However, the difference between heterogametic and homogametic mating was not significant, indicating that there was a random mating between susceptible and resistant strains. The results presented here do not reflect reality in mating associated with Cry1Ac resistance but can provide insight into variable expression.     

光强度对棉铃虫交配行为的影响

【目的】为阐明光强度对棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)交配行为的影响。【方法】本实验设置4个光照强度(0,0.5,5.0和50.0 lx),观察记录不同光照强度下棉铃虫雌蛾的求偶行为;分别通过单个腺体性信息素提取法和解剖雌虫受精囊的方式,检测不同光照强度下棉铃虫的雌蛾性信息素滴度和交配率。【结果】在强光(50.0 lx)下,棉铃虫雌蛾求偶起始时间最长,求偶持续时间最短,求偶次数最少,雌蛾性信息素滴度始终处于较低水平,交配率也属于最低。在微光(0.5 lx)下,雌蛾求偶起始时间最短,求偶持续时间最长,求偶次数最多;雌蛾性信息素始终处于较低水平,但暗期后段求偶率高达40%。【结论】强光(50.0 lx)可以抑制棉铃虫雌蛾的求偶行为、性信息素的合成及交配;微光(0.5 lx)可以促进棉铃虫雌蛾的求偶行为;相对黑暗环境(0 lx),微光(0.5 lx)还可以促进棉铃虫快速(1 h)完成交配,微光(0.5 lx)对棉铃虫的交配行为具有重要意义;求偶和性信息素的合成没有必然联系。本研究可为探讨光对夜蛾交配行为的影响提供一定的理论基础,也可为利用物理、化学通讯信息调控夜蛾行为提供一定的参考。     

表皮碳氢化合物分析用于棉铃虫与烟青虫幼虫分类鉴别

本文利用ＧＣ－ＭＳ技术分析了棉铃虫与烟青虫幼虫的表皮碳氢化合物,并与亚洲玉米螟幼虫表皮碳氢化合物进行了比较。结果表明,棉铃虫与烟青虫幼虫表皮碳氢化合物的组分与含量均有显著差异,与玉米螟相比,这二者之间的差异明显小于它们与玉米螟的差异,其表现与三者之间自然的系统发育关系相一致。     

RNAi介导的棉铃虫氨肽酶N基因Haapn1和钙粘蛋白基因Ha_BtR沉默对Cry1Ac毒力的影响

氨肽酶N（aminopeptidase N, APN）和钙粘蛋白（cadherin）是存在于鳞翅目昆虫中肠刷状缘膜囊（brush border membrane vesicles, BBMV）上Bt毒素Cry1A的受体。本实验将棉铃虫Helicoverpa armigera氨肽酶N1基因Haapn1和钙粘蛋白基因Ha_BtR双链RNA（dsRNA）注入棉铃虫4龄幼虫体内, 以研究这两种受体基因沉默后对Cry1Ac毒力的影响。结果表明: 注射dsRNA（1 μg/头）进行基因沉默后, Haapn1 mRNA表达量比注射缓冲液（elution solution, ES）的对照下降了30%~49%, Ha_BtR mRNA表达量下降了30%~37%。注射Haapn1 dsRNA的幼虫在40和70 μg/cm² Cry1Ac活化毒素下的死亡率显著低于注射ES的幼虫, 而在 100 和 170 μg/cm² Cry1Ac原毒素处理下两者死亡率无显著差异; Cry1Ac活化毒素以及原毒素对注射Ha_BtR dsRNA幼虫与注射ES幼虫的毒力均无显著差异。当同时注射Haapn1及Ha_BtR dsRNA后, 干扰后的幼虫对Cry1Ac活化毒素和原毒素的敏感性均显著下降。本研究进一步证明了棉铃虫Haapn1和Ha_BtR均是Bt毒素Cry1Ac的功能受体, 这两种受体蛋白共同参与Cry1Ac的毒杀作用过程。该结果也提示, Haapn1或Ha_BtR基因产生突变都可能导致棉铃虫对Cry1Ac产生抗性。     

飞行过程中棉铃虫对温度的主动选择

为了探讨温度对迁飞性昆虫空中群体聚集成层等行为的作用机制,在室内利用自行设计的连续温度梯度发生装置对棉铃虫Helicoverpa armigera在飞行过程中的温度选择行为进行了研究.结果表明：在存在明显温差的连续温度梯度中,所有棉铃虫飞行个体均对温度具有显著的选择行为.棉铃虫试虫群体表现出对空间最优飞行温度共同的主动选择,选择的温度范围是20~22℃之间;在这一温度范围内棉铃虫的振翅频率最高,持续振翅时间最长.对不同温度梯度条件下各温度区间内试虫的飞行时间进行定量比较发现,在16~22℃温度梯度场中的棉铃虫群体对最适温度的选择比在19~30℃的温度梯度场中的群体更显著,表明在温度较低的迁飞季节中温度对迁飞棉铃虫空中虫群聚集成层的影响要比在高温季节更明显.持续飞行时间对棉铃虫振翅频率的影响明显,表明昆虫迁飞高度与昆虫自身能量的消耗存在联系.     

棉铃虫围食膜的蛋白质组鉴定

【目的】围食膜(peritrophic membrane, PM)是昆虫抵御随食物摄入的病原微生物入侵的第一道天然屏障。本研究旨在鉴定出农业重大害虫棉铃虫Helicoverpa armigera围食膜的总蛋白成分,为进一步揭示昆虫围食膜的形成机制及研发新颖的害虫控制策略奠定基础。【方法】剥离棉铃虫5龄幼虫PM,用三氟甲磺酸(trifluoromethane sulfonic acid, TFMS)处理,采用液质联用技术(LC-MS/MS)鉴定围食膜蛋白质组,然后对鉴定结果进行生物信息学分析。【结果】本研究共鉴定出棉铃虫幼虫围食膜蛋白质169个,是目前鉴定最多的棉铃虫围食膜蛋白。通过GO分析,可以将这些鉴定的蛋白分为细胞组分、分子功能和生物学过程三大类;KEGG富集结果显示,鉴定蛋白可以富集在12条代谢通路中;蛋白互作分析(protein protein interaction, PPI)结果表明,以ACC和CG3011等蛋白为核心可以形成蛋白互作网络。【结论】本研究鉴定了169个棉铃虫幼虫围食膜蛋白质,并对其进行了GO, KEGG和PPI分析,结果有助于人们全面理解昆虫围食膜的分子结构和功能。     

Elevated CO2 may alter pheromonal communication in Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae)

Carbon dioxide (CO₂) as a greenhouse gas has been increasing in recent decades. Because an elevated atmospheric CO₂ influences insect physiology and behaviour, we hypothesize that pheromone–mediated communication in the moth is affected by an increased CO₂ level. We test the behavioural responses of male Helicoverpa armigera to sex pheromone in a wind tunnel, demonstrating a significant reduction of approaching behaviour to the odour source at a high CO₂ level (1000 ppm). Electroantennogram (EAG) responses of male to the pheromone component are also significantly suppressed in high CO₂ environments (600 and 1000 ppm), indicating that a high CO₂ level inhibits both behavioural and electrophysiological responses of male to the sex pheromone. Interestingly, the EAG response of the whole head preparation of males is influenced more by the elevated CO₂ level than that of the antenna‐cut preparation. A sequential increase of CO₂ levels from an ambient CO₂ level also decreases the EAG response of the whole head but not of the labial palp‐removed head, implying a potential mediation of labial palp in the head where the CO₂ receptor is located. By contrast, sex pheromone production in females reared under or shifted to an elevated CO₂ condition is increased, and the putative underlying mechanism for this is discussed. The present study provides an insight into the adaptive strategy of moth pheromone communication in a changing environment.