应用多元 PCR 技术对我国红火蚁社会型的鉴定

红火蚁 Solenopsis invicta Buren 蚁群存在着单后型和多后型。不同型的红火蚁在行为及生态上存在着较大的差异,因此社会型的鉴别是一个地区制定正确的红火蚁监控技术的关键步骤。本文利用多元 PCR 技术首次对采自我国 4 省 16 个县(市、区)的 120 个红火蚁蚁群的社会型进行了鉴别。结果表明：我国的红火蚁多后型与单后型共存,但以多后型为主。多后型与单后型的比约为 4∶1 (97∶23),但会因地区的不同而异： 如广东多后型与单后型的比例最低,约为 3∶1 (66∶20),而广西的多后型与单后型的比为 7∶1 (21∶3)。最后,根据我国红火蚁的发生危害情况对这些结果进行了讨论。     

不同方法对红火蚁社会型鉴定效果的比较

红火蚁Solenopsis invicta Buren的社会型——单蚁后(Monogyne)和多蚁后(Polygyne)型的鉴定方法众多,对于鉴定方法之间的比较较少。为了探究鉴定红火蚁社会型的有效实验方案,本研究对采集自中国南方的红火蚁种群样品进行了生物学观察,并采用了几种常用的方法对样品社会型进行了测定,此外还对比了4种不同DNA聚合酶在实验中的效果。多重PCR技术(Multiplex Polymerase Chain Reaction)、Gp-9 b等位基因扩增两种方法成功率高,能准确鉴定红火蚁社会型。4对同时扩增B、b等位基因的引物成功率不高。实验结果表明,将多重PCR技术、Gp-9 b等位基因扩增,与生物学观察相结合,能更准确地对红火蚁社会型进行鉴定。在PCR实验中选用具有适度保真性和热启动效果的DNA聚合酶能提高红火蚁社会型鉴定的准确性。     

红火蚁雌蚁生殖发育的研究

通过解剖多后型红火蚁Solenopsis invicta Buren雌蛹、有翅雌蚁和脱翅雌蚁,观察了雌蚁内生殖系统的结构和发育进度。结果表明,多后型雌蚁内生殖系统形成于蛹期,其结构与单后型雌蚁存在一定差异。从发育进度来看,虽然雌蚁羽化后其卵巢大小和卵巢管数量仍有一定增长,但蛹期是卵巢大小、卵巢管数量快速增长的阶段;卵子发生始见于羽化后第4d,且卵量随个体发育而快速增加,直至脱翅后第10d达到高峰,随后开始下降;生殖系统的其它结构的变化较小。雌蛹、有翅雌蚁和脱翅雌蚁发育后期的卵巢平均大小分别为1149．23×712．42、1594．88×834．26和1975．60×1303．57μm;而卵巢管数量则分别为62．67、81．33和86．33条。至雌蚁脱翅后10d,卵巢中成熟卵和总卵量分别为20．00±4．62粒和34．00±2．31粒。     

入侵我国红火蚁的三种单倍型

红火蚁Solenopsis invicta Buren是重要的经济害虫,特别是在农业和生态系统危害方面。2004年底在广东和香港的部分地区发现红火蚁入侵。本文用线粒体细胞色素氧化酶Ⅰ（CO Ⅰ）基因对境内的13个种群进行了入侵蚁巢是否独立传入进行了分析。通过对共计28个蚁巢56个体的包含904个碱基的CO Ⅰ基因分析,发现入侵中国的红火蚁中存在3种单倍型。基于未修正的配对序列变异分析表明,单倍型Ⅱ与单倍型Ⅲ之间的变异最小。而香港种群同时具有这三种单倍型,是入侵中国的红火蚁种群中多样性最丰富的地区。这三种单倍型都分别在阿根廷红火蚁种群中有记录。同源性分析显示,中国的红火蚁可能起源于阿根廷或南美洲,而香港可能是所研究种群的第一入侵地点。     

红火蚁的危害及其防治

一种非常危险的入侵性害虫——红火蚁近年在我国台湾和香港登陆,对中国大陆和亚洲其他地区构成严重威胁。本文介绍了红火蚁的危害以及对红火蚁的防治方法。     

柯萨奇病毒A组9型的基因分型方法的建立

血清型别鉴定及基因分型分析是开展肠道病毒（Enterovirus,EV）分子进化特征研究的重要内容。目前为止,国内外对柯萨奇病毒A组9型（Coxsackievirus A9,CVA9）的研究主要集中在衣壳蛋白区的细胞受体结合位点及其基因特性分析,而基于全长VP1序列的基因型划分结果尚未明确。本研究依托国家手足口病监测网络,对2010-2019年全国31个省级行政区（省、自治区、直辖市）上送的18 238份手足口病样本中分离出的24株CVA9进行全长VP1区序列测定,并与GenBank中所有全长VP1区序列一起进行基因型划分研究。测序结果显示24株CVA9分离株VP1全长为906bp,编码302个氨基酸,与CVA9原型株（Griggs）核苷酸和氨基酸相似性分别为80.5%～97.6%和92.3%～99.6%。结合系统进化树和同一血清型内不同基因型的核苷酸差异界值为15%～25%,将全球CVA9划分为A-H八个基因型。进化树显示B、C和D基因型在病毒进化过程中已消失,而E、F和G基因型呈现共循环的趋势,其中G基因型包含了亚洲、北美洲、大洋洲和欧洲等9个国家的毒株,是CVA9的优势基因型。大...     

CRISPR/Cas9运输系统的研究进展及其在基因相关疾病方面的应用

CRISPR/Cas9系统是细菌体在长期进化过程中抵御病毒或噬菌体DNA的一种适应性免疫系统。尽管近年来的一些基因编辑技术,如锌指核酸酶、转录激活因子效应物核酸酶等已经给基因编辑带来了许多便利,但CRISPR/Cas9系统以其独特的优势,给基因编辑领域带来了革命性的变化。CRISPR/Cas9系统在生物研究、基因相关疾病的治疗、疾病的基因水平研究等多方面都有广泛的应用。综述近年来CRISPR/Cas9运输系统的研究进展及其在基因缺陷疾病方面取得的应用成果,分析慢病毒和腺相关病毒运载基因编辑元件的利弊,并探讨CRISPR/Cas9系统在基因编辑效率方面的影响因素及仍然存在的问题。     

红火蚁及其重要近似种的鉴别

介绍了红火蚁及其重要近似种的分类特征和分布,以及火蚁属中国已知种类,还提供了上述种类的鉴别检索表。     

诺贝尔化学奖授予CRISPR-Cas9基因编辑研究

2020年,诺贝尔化学奖授予现就职于德国马普感染生物学研究所的法籍科学家Emmanuelle Charpentier和美国加州大学伯克利分校的Jennifer Doudna,表彰她们发明CRISPR基因编辑方法.她们揭示了Cas9具有RNA介导的DNA核酸内切酶活性,可以切断任意DNA双链,产生双链断裂.她们指出CRISPR具有在活细胞中修改基因的作用,利用CRISPR-Cas9编辑工具,可以精确改变细胞中的DNA.由于简单、高效、廉价等特征,CRISPR已经成为最为流行的基因编辑技术,被称为基因编辑"魔剪".本文介绍了两位诺贝尔化学奖得主的研究成果,概述了CRISPR系统的发现历程,以及CRISPR-Cas9的功能和应用.     

miRNA-9基因家族进化分析及其靶基因预测

microRNAs(miRNA)是真核生物中一类长度约为21～25个核苷酸的非编码小分子RNA,在转录后水平调控基因的表达。该文在miRBase中搜索后生动物的mir-9基因序列。47个物种中共搜索到120条mir-9基因序列,说明mir-9基因家族广泛存在于不同物种中。基因定位显示86%的mir-9基因存在于基因间隔区(IGR),多序列比对发现miR-9基因家族成熟序列的第2位到第8位碱基以及第14位到第18位碱基为保守碱基。进化分析表明mir-9b和mir-9c可能是此基因家族最早出现的基因形式,即祖先基因。这些祖先基因经过串联重复、大片段重复、个别碱基的缺失及突变等方式形成了脊椎动物中miR-9-1至miR-9-7数个基因。分别采用四个miRNA靶基因预测软件对mmu-miR-9的靶基因进行预测,发现miR-9与神经系统发育、心肌系统疾病和跨膜运输系统等密切相关。该研究为今后进一步研究miRNA调控的神经系统发生和神经细胞生长与分化的机制奠定了基础。     

Successful establishment of the invasive fire ant Solenopsis invicta in Taiwan: insights into interactions of alternate social forms

Aim Understanding the factors underlying the successful establishment of invasive ant species is critical for developing quarantine strategies to prevent additional invasions as well as for determining how such species overcome the selective pressures in invaded areas. Although several studies have revealed differences in the social organization and population genetics of invasive ants in their native and introduced ranges, few studies have considered the potential interactions between alternate social forms within newly‐invaded areas simply because many invasive ants are characterized as polygyne or unicolonial. Location Taoyuan and Chiayi County, Taiwan. Methods Both social forms (polygyne and monogyne) of the red imported fire ant, Solenopsis invicta, occur in two separately invaded areas in Taiwan (Taoyuan and Chiayi). We employed intensive sampling methods and diagnostic polymerase chain reaction assays to determine the distribution of these two social forms in both infested areas in Taiwan. Results The distribution of social forms differs dramatically between the two infested areas, consistent with different invasion histories regarding the original make‐up of individuals comprising the initial founder group. The Taoyuan population likely was colonized initially by ants of both social forms, with the subsequent spread characterized by continuous outward movement of the two forms, particularly the monogyne form. In contrast, the initial founders of the Chiayi population likely were of the polygyne social form only, suggesting the monogyne social form in this population appeared only recently and likely arose directly from polygyne queens converting to the alternate social form. Main conclusions Our results provide detailed insights into the invasion history of S. invicta in Taiwan and suggest that the distinct reproductive biology of the two social forms may have shaped the current distribution of S. invicta in these infested areas and that the dynamics of two forms may affect the long‐term persistence and potential for spread of this pest ant species.     

Major gene effects on phenotype and fitness: the relative roles of Pgm-3 and Gp-9 in introduced populations of the fire ant Solenopsis invicta

The objective of this study was to disentangle the relative effects of Pgm-3 and Gp-9 and/or other closely linked genes on the phenotypes and reproductive success of queens in introduced (USA) populations of S. invicta. Gp-9 or a closely linked gene(s) was found to have major effects on queen weight, the likelihood that queens shed their wings (a behaviour associated with the onset of reproduction), and the probability that queens are accepted in polygyne (multiple-queen) colonies. Our analyses show that once the effect of Gp-9 genotype is taken into account, Pgm-3 genotype no longer is significantly associated with differences in queen phenotype or the probability of queens being accepted in polygyne colonies. This suggests that the associations of Pgm-3 genotype with weight, wing shedding rate and probability of acceptance by polygyne colonies previously reported in studies that did not control for the effects of Gp-9 are due to the strong linkage disequilibrium that exists between Pgm-3 and Gp-9, or to linkage disequilibria between these and other genes affecting queen phenotype and fitness. Several lines of evidence, including data from the native South American range, suggest that additional cryptic alleles at Gp-9, or additional genes in the same linkage group as Gp-9, must be involved in controlling queen phenotype and the large suite of traits important in determining social organization of S. invicta colonies.     

广东吴川红火蚁消长规律

采用系统调查的方法研究广东吴川红火蚁Solenopsis invicta Buren蚁巢数量、蚁丘体积和工蚁的年度变化规律,结果表明1年之中红火蚁活动蚁巢密度出现2个高峰期,分别在6~8月和10~12月;4~7月和10~11月新增活动蚁巢数量较大;蚁巢自然消亡出现在多个时间,其中以9月最多。4~11月红火蚁工蚁活动旺盛,用诱饵诱集法监测,5、6月和10、11月红火蚁工蚁出现2个明显盛期,而陷阱法中工蚁数量为单峰型,高峰出现在7月。2种监测方法获得的工蚁数量间相关系数为0.88,达到极显著相关。气温、地表温度、5cm土壤温度与2种方法获得的工蚁数量间相关系数分别为0.88,0.88,0.86和0.93,0.94,0.95,均达极显著水平。红火蚁蚁丘体积4~6月、9~12月增大幅度较大,其中6月份蚁巢增长最为明显。     

几种饵料对红火蚁觅食的引诱作用

在荒地类型生境中测定花生酱、猫饲料、狗饲料、花生油、面包及蜂蜜等几种常见饵料对红火蚁的引诱作用。结果表明:面包、狗饲料、猫饲料和花生酱对红火蚁引诱力较强,花生油次之,蜂蜜最低;选择性试验结果表明红火蚁对供试的几种饵料无明显选择性。     

带土园艺植物传播红火蚁的风险调查

调查了广东广州、深圳40余个苗木花卉场74种带土园艺植物上红火蚁Solenopsis invicta Buren发生情况。调查结果表明,桉树苗、海枣、垂叶榕、黄金香柳、小叶榕、狗尾草、罗汉松等17种植物上红火蚁发生比率超过1%,是高风险带土植物。不同生产环境、不同栽培方式中盆/钵/袋栽红火蚁发生高于地面栽培方式,露天置于砂土、泥土、碎石上红火蚁发生风险较高,置于水泥地上的风险较低。提出了降低带土园艺植物传播红火蚁的管理措施。     

介绍红火蚁的野外采集和实验室饲养的方法

介绍了红火蚁Solenopsis invictaBuren的田间采集、蚁群分离和实验室饲养和操作方法及红火蚁人工饲料的制备,结合实验室饲养经验描述了日常红火蚁饲养所需设备和器具,简述红火蚁饲养的关键技术和注意事项。为开展红火蚁的生物学、生态学和药剂筛选提供切实可行的方法。     

我国大陆红火蚁入侵扩张趋势长期预测

红火蚁Solenopsis invicta Buren是一种严重危害农林业生产、生命健康、公共安全和生态环境的国际性重大外来入侵害虫。2004年9月中国大陆首次发现红火蚁,2021年12月该蚁已入侵了12个省区近500个县区。本研究根据中国大陆红火蚁入侵发生县区数量变化,结合潜在适生区域评价信息,建立了红火蚁入侵县区数量与入侵时间长度间关系模型,并对入侵县区数量变化趋势作出长期预测。当中国大陆红火蚁潜在入侵县区数量上限分别为1 400、1 500和1 600个时,入侵县区数量与入侵时间长度关系模型分别为N=1400/(1+e^{5.4048-0.1784T})、N=1500/(1+e^{5.4335-0.1757T})和N=1600/(1+e^{5.464-0.1734T})。基于以上模型的分析结果显示,我国红火蚁快速扩散传播从2009-2010年开始,快速扩张期可能持续26～28年,年平均新增县区41～52个/年,预测2035-2037年入侵县区数量增长速率将开始减缓,2...