麦长管蚜唾液蛋白C002的基因克隆与RNA干扰研究

【目的】蚜虫唾液相关蛋白C002是一种水溶性唾液蛋白,在蚜虫取食过程中发挥着重要作用。本研究探讨了蚜虫唾液相关蛋白基因C002在麦长管蚜Sitobion avenae(F.)取食过程中的作用和功能。【方法】根据豌豆蚜基因C002序列,同源克隆了麦长管蚜C002基因,并应用荧光定量PCR和RNA干扰(RNAi)技术分别对该基因的表达规律和功能进行了研究。【结果】结果表明:麦长管蚜C002基因c DNA开放阅读框长663 bp,编码220个氨基酸,命名为Sv C002。转录水平的表达时序分析发现,Sv C002在蚜虫各个时期都有表达,在2龄若蚜时期表达量最高。ds RNA饲喂结果显示,麦长管蚜取食ds C002 4 d和6 d后,C002基因的表达量分别下降54%和69%,差异极显著(P<0.01),麦长管蚜存活率较对照组下降了32.2%和53.3%。将饲喂ds C002的麦长管蚜接种到感蚜小麦(北京837),蚜虫在短时期内出现大量死亡现象,第6天和第8天存活率分别为44.4%和35.6%,低于对照组并达到极显著水平。【结论】C002基因在麦长管蚜的取食行为中发挥着重要作用,可以作为麦长管蚜防治的潜在RNAi靶标基因。     

蚜虫唾液蛋白研究进展

蚜虫属于半翅目蚜科,多为重要的农业害虫,通过刺吸式口器吸食植物汁液,传播病毒,其爆发常常造成重大经济损失。在漫长的协同进化历程中,植物建立了高效的防御系统以应对蚜虫威胁。为了克服植物的防御反应,蚜虫也发展了相应的反制手段,其中蚜虫在取食过程中分泌的唾液蛋白能调控植物防御反应,降解植物次生物质,从而在蚜虫与植物互作中发挥着至关重要的作用。本文综述了蚜虫唾液蛋白的组分鉴定方法和相关蛋白的功能,并对唾液蛋白在蚜虫防治的应用和今后的研究方向进行了展望。常见的蚜虫唾液蛋白组分的鉴定和分析方法包括唾液蛋白的酶活性分析、唾液蛋白组学分析、唾液腺转录组学和蛋白组学分析等。但这些方法各有利弊,仅采取一种分析方法不能客观全面地反映蚜虫唾液蛋白分泌谱,多种技术手段联合分析方可提供更为逼真详实的信息。蚜虫唾液蛋白种类繁多,可分为解毒酶、保护酶、水解酶、结合功能蛋白以及分类未知的效应蛋白等。蚜虫唾液蛋白功能多样,能参与唾液鞘的形成,诱导植物防御反应,促进蚜虫取食,提高蚜虫繁殖力等。通过RNAi干扰唾液蛋白编码基因会显著改变蚜虫取食行为,并降低蚜虫存活率、产蚜量和适合度。因此,唾液蛋白是防控蚜虫的理想靶标。目前,采用寄主诱导的基因沉默(host-induced gene silencing, HIGS)技术已培育了数种靶向唾液蛋白基因的高效抗蚜作物品系,展示出了良好的应用前景。从目前研究来看,各种蚜虫唾液蛋白谱急需采用多组学手段联合分析的方法来进行完整解析。各种唾液蛋白的具体功能方面的研究还严重缺乏,需从蚜虫、植物、两者之间的互作等多维度探究唾液蛋白的作用及相关的分子机制,为发展基于蚜虫唾液蛋白调控的蚜虫防治新策略打下基础。     

灰飞虱唾液腺三大解毒酶家族的转录组分析

灰飞虱Laodelphax striatellus （Fallén）是危害多种禾本科经济作物的重要刺吸式害虫。唾液腺对刺吸式口器昆虫取食植物尤其重要, 其分泌的唾液可以帮助刺吸式口器昆虫刺穿植物、 消化食物、 解毒植物的次生物质。细胞色素P450单加氧酶（cytochrome P450 monooxygenase, P450）、 谷胱甘肽S 转移酶（glutathione S transferase, GST）和羧酸酯酶（carboxylesterase, CarE）是昆虫主要的解毒酶系。为了分析解毒酶基因在灰飞虱唾液腺中的表达谱, 本研究对灰飞虱成虫唾液腺进行转录组测序、 重头组装和注释, 并与豌豆蚜Acyrthosiphon pisum和西方蜜蜂Apis mellifera的同源蛋白进行系统发育分析。发现有9个谷胱甘肽S 转移酶（glutathione S transferase, GST）基因、 22个羧酸酯酶（carboxylesterase, CarE）基因和39个细胞色素P450单加氧酶（cytochrome P450 monooxygenase, P450）基因在灰飞虱唾液腺中表达。通过对同源蛋白进行系统发育分析, 发现灰飞虱唾液腺大部分的CarE是参与消化/解毒和激素/信息素的加工, 而参与神经/发育的CarE很少; 灰飞虱唾液腺表达的P450基因远远少于豌豆蚜和西方蜜蜂基因组的P450基因数, 且只有CYP6和CYP4家族的成员; GST家族在3种昆虫的保守性最高。研究结果为灰飞虱对寄主植物和杀虫剂的适应性研究奠定了基础。     

大气CO_2浓度升高对取食不同基因型拟南芥上桃蚜转录组基因表达的影响

【目的】近年来,温室气体尤其是CO_2浓度的持续升高给自然界造成的影响一直深受关注,但大部分以植物为对象研究其对CO_2浓度升高的响应,而针对植食性昆虫为对象着重昆虫的研究较少。【方法】本实验以在两种不同基因型拟南芥(野生型wt和水杨酸途径信号缺失体npr1)上取食的桃蚜Myzus persicae为研究对象,以大气CO_2浓度为影响因子,利用高通量筛选技术研究了大气CO_2浓度升高对桃蚜转录组基因表达的影响。【结果】研究表明:大气CO_2浓度升高仅增加了npr1突变体上的桃蚜体重,而对野生型上的桃蚜体重没有影响。此外,正常CO_2浓度下取食npr1突变体的蚜虫相较于取食野生型体重显著降低。通过对不同处理下桃蚜的转录组数据进行分析发现:正常CO_2浓度下,取食npr1突变体相较于取食野生型wt拟南芥,蚜虫体内基因有661条表达上产生显著差异变化,主要富集于12条通路;CO_2浓度升高条件下,取食不同基因型拟南芥的蚜虫体内差异基因降至536条,主要富集于15条通路;不同CO_2浓度下,取食wt植株的蚜虫有220条基因产生差异表达,主要富集于9条通路;不同CO_2浓度下,取食npr1突变体的蚜虫有274条差异基因,主要富集于16条通路。正常CO_2浓度下取食不同基因型拟南芥与不同CO_2浓度下取食npr1突变体的蚜虫共同富集于4条通路:内质网内蛋白加工,蛋白酶体,丙酮酸代谢以及抗原的加工与呈递过程。【结论】CO_2浓度升高对蚜虫生长发育的影响存在寄主基因型特异性,CO_2浓度升高对取食npr1植株上蚜虫生长发育的促进作用主要通过增加蚜虫体内氨基酸、糖类以及脂肪等基础代谢进行调节。     

棉蚜唾液蛋白C002基因克隆及在棉蚜不同寄主专化型中的表达分析

C002是蚜虫取食过程中的一种十分重要的水溶性唾液蛋白。本研究从棉蚜的转录组数据中,克隆得到棉蚜C002基因的c DNA序列(Gen Bank登录号:AHX71991.1)。C002基因的开放阅读框全长为641 bp,编码213个氨基酸,推测其蛋白质的分子质量为24.1 k Da,等电点为9.06,具有由24个氨基酸组成的信号肽。运用荧光定量PCR技术,分析棉花型棉蚜和黄瓜型棉蚜的时间表达谱,结果表明,C002基因在两种寄主专化型棉蚜生长发育的早期阶段表达量均较高。将棉花型棉蚜和黄瓜型棉蚜分别转接到西葫芦后,C002基因的表达量在转接前后无显著变化,说明C002基因在棉蚜适应寄主过程中并没有起到关键性作用。     

唾液成分在刺吸式昆虫与植物关系中的作用

近年来,人们对刺吸式昆虫唾液成分的研究,揭示出其在刺吸式昆虫与植物关系中的重要作用。对多数刺吸式昆虫而言,他们取食时会分泌胶状和水状两种唾液,其中胶状唾液会在取食早期分泌形成唾液鞘来围绕并保护口针,通过直接和间接的作用来帮助取食;而水状唾液中则包含了果胶酶、纤维素酶、多酚氧化酶、过氧化物酶、碱性磷酸酯酶、蔗糖酶等组分,来帮助刺吸式昆虫对植物穿刺、消化食物、解毒次生物质并破坏植物的防御反应。有趣的是,唾液成分同时还可以诱导植物的防御反应,包括诱导植物的伤信号引起直接防御反应和诱导植物产生挥发物吸引植食者的天敌引起间接防御反应。并且,许多刺吸式昆虫取 食能够特异性地引发植物的病理反应,有研究推测刺吸式昆虫唾液中多聚半乳糖醛酸酶、碱性磷酸酯酶、蔗糖酶、多酚氧化酶等成分可能是某些植物特定病理反应的激发子,但是目前还没有定论,同时许多刺吸式昆虫唾液中的氨基酸和蛋白酶还是引起植物虫瘿的原因之一。 迄今的研究表明,刺吸式昆虫会根据不同的寄主植物和不同的生理需要,通过唾液组分的改变,来达到取食和发育的目的。对刺吸式昆虫唾液成分和作用机理的研究,可以为揭示刺吸式昆虫致害机理特别是传毒机理、指导害虫有效治理、阐明其与植物的协同进化等提供一定的思路。     

小线角木蠹蛾幼虫适应不同寄主的转录组学分析

【目的】通过比较小线角木蠹蛾Streltzoviella insularis Staudinger幼虫取食不同寄主后的肠道转录组,旨在挖掘幼虫对寄主适应的相关基因,为探究小线角木蠹蛾幼虫对寄主的适应机制提供分子生物学数据。【方法】采用Illumina二代测序技术,测定小线角木蠹蛾幼虫取食3种不同寄主树种（洋白蜡、银杏和国槐）15 d后的肠道转录组,使用BLAST软件对unigene序列进行GO和KEGG富集,通过比较分析筛选出幼虫对寄主适应的相关基因。【结果】取食国槐与取食洋白蜡的小线角木蠹蛾幼虫的差异表达基因数量有916个,取食银杏与取食洋白蜡的小线角木蠹蛾幼虫的差异表达基因数量为1 163个,取食银杏与国槐的小线角木蠹蛾幼虫的差异表达基因数量为1 621个;其中,上调表达的差异基因与解毒代谢、水解酶和转运蛋白等密切相关;取食不同寄主的幼虫肠道差异基因中,解毒酶（17个）和消化酶（20个）的差异基因数量都明显多于保护酶（5个）。本研究筛选出2个解毒酶基因、3个消化酶基因和1个保护酶基因,可作为小线角木蠹蛾幼虫对寄主适应机制的重点研究对象。【结论】本研究初步揭示了小线角木蠹蛾幼虫响应不同寄主的差异表达基因,为进一步探究小线角木蠹蛾对寄主的适应机制提供了基础依据。     

蓟马取食、机械损伤以及外源水杨酸甲酯和茉莉酸对菜豆叶片防御酶活性的影响

【目的】探讨菜豆对昆虫取食防御反应的生化机制。【方法】研究了西花蓟马Frankliniella occidentalis取食、机械损伤以及外源水杨酸甲酯（MeSA）和茉莉酸（JA）处理后菜豆叶片防御酶活性的变化。【结果】西花蓟马取食、机械损伤及MeSA和JA处理均能明显提高过氧化物酶（POD）的活性,前2种处理POD活性在72 h上升到最高峰,而后2种处理则在48 h达到最高峰。蛋白酶抑制剂（PI）活性在西花蓟马取食后升高最明显。JA途径关键酶脂氧合酶（LOX）和多酚氧化酶（PPO）的活性在西花蓟马取食、机械损伤和JA诱导处理均升高,但外源MeSA诱导处理则不能诱导它们的活性(P>0.05)。SA途径的关键酶苯丙氨酸解氨酶（PAL）在西花蓟马取食和机械损伤后均有一个先升高后下降的过程,外源MeSA诱导只在24 h引起PAL活性升高,其余时间下和对照没有明显的区别,外源JA诱导未能引起PAL活性的显著变化(P>0.05)。西花蓟马取食、JA和MeSA诱导以及机械损伤均能诱导β-1,3 葡聚糖酶（PR-2）活性上升(P<0.05)。【结论】结果说明,不同处理可诱导菜豆植株产生明显的防御反应,但酶活性的变化与处理方式和处理时间有关。     

食料对南亚果实蝇解毒酶活力的影响

昆虫解毒酶是一类异质酶系, 对分解大量的内源或外源有毒物质、维持正常生理代谢起着重要作用。本文采用生物化学的方法测定了5种寄主果实对南亚果实蝇Bactrocera tau Walker 3个虫态体内总蛋白含量和5种解毒酶的活力。双因子方差分析显示, 南亚果实蝇种群取食黄瓜Cucumis sativus L.、南瓜Cucurbita moschala L.、丝瓜Luffa cylindrical L.、冬瓜Benincasa hispida (Thunb.) Coqn.和苦瓜Momordica charantia L.后, 体内蛋白含量和解毒酶活性均存在显著差异。以丝瓜为食料时, 南亚果实蝇体内蛋白含量较高; 而以黄瓜和冬瓜为食料时蛋白含量则相对较低。在以上5种寄主果实间, 南亚果实蝇的羧酸酯酶（CarE）活性在黄瓜和南瓜上较高, 细胞色素P450 O-脱甲基和谷胱甘肽S-转移酶（GST）活性在苦瓜上较高, 酸性磷酸酯酶（ACP）和碱性磷酸酯酶（ALP）活性却分别在黄瓜和南瓜上较低。在幼虫、蛹和成虫3个虫态间, 解毒酶活性亦存在显著差异, 成虫具有较高的CarE活性;幼虫具有较高的细胞色素P450 O-脱甲基, GST和ALP活性,但具有较低的ACP活性;除ACP外,蛹期解毒酶活性均较低。据以上结果可以推测,南亚果实蝇解毒酶活力受寄主果实种类以及该种群本身发育阶段的影响。     

西花蓟马与植物互作中的诱导防御与适应性研究进展

西花蓟马Frankliniella occidentalis通过取食、产卵和传播植物病毒对园艺和农业作物生产构成了严重威胁.利用植物诱导防御反应以抵抗西花蓟马危害是作物保护最具生态效益的方法.在植物与西花蓟马的互作中,虫伤、外源植物激素、微生物及其他一些非生物因子均可诱导植物产生防御反应,且植物次生化合物、Ca2+、防御酶及防御信号通路相关基因在植物诱导抗性中起着重要作用.而西花蓟马也形成了一系列解毒代谢和行为适应等反防御机制适应寄主植物的防御反应.本文综述了植物诱导防御反应对西花蓟马抗性、及西花蓟马对植物防御反应的适应性研究进展.     

西花蓟马取食对菜豆防御基因表达的诱导作用

为探讨菜豆对西花蓟马Frankliniella occidentalis取食的防御反应分子机制, 本实验利用荧光定量PCR（RT-qPCR）研究了西花蓟马取食、 机械损伤及外源水杨酸甲酯（MeSA）和茉莉酸（JA）处理对菜豆叶片防御相关基因（LOX, AOS, PAL及PR-2）相对表达量的影响。结果表明： 脂氧合酶基因（LOX）的相对表达量在外源JA和机械损伤诱导后分别在24 h和48 h时达到最大值, 但与对照相比差异不显著（P>0.05）, 外源MeSA处理后LOX几乎没有表达, 西花蓟马取食后LOX的相对表达量在24 h显著升高, 约为对照的41.9倍, 且明显高于其余3个处理（P<0.05）。不同诱导处理后丙二烯氧化物合成酶基因（AOS）的相对表达量较低, 其中外源MeSA处理后在整个诱导时间内几乎没有表达。苯丙氨酸解氨酶基因（PAL）在机械损伤和外源JA处理后在整个诱导时间内几乎没有表达, 外源MeSA处理后PAL的表达量在24 h时最高, 为对照的1.9倍左右。PAL的相对表达量在遭受蓟马取食诱导后迅速升高, 在24 h时约为CK的4.3倍, 显著高于其他3种处理诱导的（P<0.05）。β-1, 3-葡聚糖酶基因（PR-2）的相对表达量在蓟马取食和外源JA处理的整个诱导时间内受到抑制, 机械损伤诱导后PR-2的表达水平在24 h时有所升高, 之后诱导期间内受到抑制。外源MeSA诱导后菜豆叶片中PR-2的相对表达量在24 h就急剧升高, 达到对照的6.63倍, 且显著高于其余3种处理诱导的（P<0.05）, 但48 h后却几乎检测不到。研究结果提示, 西花蓟马取食不仅能够诱导SA和JA介导的信号传导途径, 且两通路间存在交互作用。     

桃蚜MpAChE基因RNAi表达载体构建及转化

通过害虫取食植物表达害虫发育关键基因dsRNA的转基因植株,分析能否通过抑制害虫特定基因的表达来防控害虫。本研究利用RT-PCR技术从桃蚜中克隆乙酰胆碱酯酶基因383 bp cDNA片段,命名为MpAChE。进一步利用该MpAChE基因片段构建植物RNAi表达载体RNAi-MpAChE,并通过浸花法转化野生型拟南芥,通过卡那霉素抗性筛选转化植株,PCR及Southern杂交进一步鉴定转基因植株。结果表明:克隆的cDNA片段与桃蚜中已克隆的乙酰胆碱酯酶(GenBank登录号AY147797)cDNA序列核苷酸一致性为99%。卡那霉素抗性初步筛选和PCR进一步鉴定,获得25株阳性转基因植株。从25株中随机选择的5株阳性植株,Southern杂交均为阳性。经接种桃蚜初步鉴定,转基因植株对蚜虫的抗性效果不显著。     

不同寄主对小线角木蠹蛾幼虫消化解毒酶的影响

小线角木蠹蛾Streltzoviella insularis是一种重要的林木蛀干害虫,在我国北方地区广泛分布,其寄主范围广,尤其对城市园林树种威胁严重。本研究测定了小线角木蠹蛾幼虫分别取食3种喜食寄主(洋白蜡、银杏和国槐)和4种普通寄主(旱柳、栾树、香椿、毛桃)后的解毒酶(细胞色素P450酶、谷胱甘肽S转移酶和羧酸酯酶)和消化酶(内切-β-1,4-葡聚糖酶、外切-β-1,4-纤维二糖水解酶、β-葡萄糖苷酶和木聚糖酶)的活性。结果表明,不同寄主对小线角木蠹蛾幼虫的消化酶和解毒酶都存在显著影响,其中取食普通寄主的幼虫3种解毒酶的平均活性(P450、GST和CarE酶活性分别为21.12、4876.86、0.035μmoL/min/mg protein)均高于取食喜食寄主的幼虫(P450、GST和CarE酶活性分别为15.87、3760.55、0.027μmoL/min/mg protein),且普通寄主的平均次生代谢物质含量更高(普通寄主总酚、类黄酮和单宁含量分别为173.10、110.07、88.77 mg/g,喜食寄主为105.22、14.05、55.74 mg/g);而取食普通寄主与喜食寄主的幼虫EG和CBH酶活性之间没有显著差异,仅取食普通寄主的幼虫β-葡糖苷酶活性和木聚糖酶活性略高于取食喜食寄主的幼虫,幼虫的消化酶活性(纤维素酶和半纤维素酶)和寄主营养物质(纤维素和半纤维素)并未在普通寄主和喜食寄主中表现出明显趋势。因此本研究认为小线角木蠹蛾的寄主适应性与寄主次生代谢物质(总酚、类黄酮和单宁)含量的关联性更强,而与营养物质(纤维素和半纤维素)含量的相关性较弱。     

西花蓟马或二斑叶螨为害的菜豆对两者间后取食者体内保护酶和解毒酶活性的影响

【目的】害虫取食后会导致植物的防御反应;取食同种植物的不同种害虫其生理适应性可能不同。本研究旨在阐明一种害虫取食后的植物对后取食的另一种害虫虫体酶活性的影响。【方法】采用生化分析法研究了西花蓟马Frankliniella occidentalis 2龄若虫或二斑叶螨Tetranychus urticae雌成螨为害后的菜豆对后取食不同时间下的二斑叶螨第2若螨和雌成螨及西花蓟马2龄若虫和雌成虫体内保护酶[过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)]和解毒酶[多功能氧化酶(MFO)、羧酸酯酶(Car E)、谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)和乙酰胆碱酯酶(Ach E)]活性的影响。【结果】二斑叶螨雌成螨取食西花蓟马为害菜豆5 h时,POD,CAT和SOD这3种保护酶的活性均明显高于取食健康植株(P0.01),取食蓟马为害的菜豆18 h时只有POD活性低于取食健康植株(P0.01);二斑叶螨第2若螨取食蓟马为害菜豆后只有CAT活性在5 h时明显高于取食健康植株(P0.01)。二斑叶螨雌成螨取食蓟马为害菜豆5 h时,解毒酶MFO和Car E的活性受到抑制(P0.01),但GSTs和Ach E活性均比取食健康菜豆高(P0.01);取食18 h时,只有MFO的活性变化与5 h不同。第2若螨取食蓟马为害菜豆只有MFO的活性不论在5 h还是18 h时明显高于取食健康菜豆(P0.01)。西花蓟马取食二斑叶螨雌成螨为害菜豆时,雌成虫体内的3种保护酶的活性不论取食5 h还是18 h均明显升高(P0.01),但2龄若虫只有CAT活性在这两个时间段下明显升高(P0.01)。西花蓟马雌成虫取食螨害菜豆5 h时,解毒酶活性的变化同二斑叶螨雌成螨,取食18 h时只有GSTs活性变化状态与取食5 h不同;西花蓟马2龄若虫取食螨害菜豆时除GSTs外解毒酶的活性变化在这两个时间下正好相反。【结论】西花蓟马或二斑叶螨为害的菜豆能诱导后取食的二斑叶螨和西花蓟马产生一系列应激生化反应,且两种害虫成虫体内所有的保护酶和解毒酶活性在5 h时变化状态相同,但在其余时间和虫态下酶活性的变化状态不同。说明这两种昆虫体内保护酶和解毒酶活性的变化既有共性,又与害虫种类、虫(螨)态、取食时间相关,两种害虫对虫害植物的生理适应性不完全相同。     

植物次生物质对斜纹夜蛾解毒酶活性的影响

为研究植食性昆虫进食植物次生物质后的解毒机制,本研究用不同浓度的单宁、芦丁及没食子酸3种植物次生物质分别喂食斜纹夜蛾五龄幼虫,检测喂食后幼虫中肠以及脂肪体相关解毒酶活性以及基因表达的变化。结果发现,取食0.5%单宁以及1%没食子酸后,斜纹夜蛾中肠和脂肪体中羧酸酯酶(Car E)、乙酰胆碱酯酶(Ach E)以及谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性呈不同程度的增加;喂食0.2%芦丁后Car E活性和GST活性上升,Ach E活性没有显著增加。实时荧光定量PCR的结果显示,斜纹夜蛾喂食0.5%单宁以及1%没食子酸后,解毒酶相关基因Sl GSTe1、Sl Car E和Sl Ace1表达上调,喂食0.2%芦丁后Sl GSTe1和Sl Car E显著表达。上述结果表明,GST等解毒酶活性和相关基因的表达与不同类型的次生物质相关,共同参与了斜纹夜蛾对外源次生物质的解毒代谢。     

三个棉蚜谷胱甘肽-S-转移酶(GST)基因克隆及在不同寄主专化型中的表达分析

【目的】明确棉蚜Aphis gossypii Glover体内3个高表达谷胱甘肽-S-转移酶(GST)基因不同发育阶段的表达谱,并比较它们在不同寄主专化型棉蚜中的表达差异。【方法】从棉蚜的伏蚜和苗蚜转录组数据库中挑选GSTs并克隆得到全长cDNA序列,使用qRT-PCR分析这些基因在不同寄主专化型棉蚜不同龄期中的相对表达量。【结果】克隆到3个高表达的GSTs基因,分别命名为AgoGST-s1(GenBank登录号:MN688789)、AgoGST-d1(GenBank登录号:MN688790)、AgoGST-d2(GenBank登录号:MN688791)。这3个基因在不同龄期均表达,不同发育阶段的表达谱基本一致,表达量呈现从低到高的变化趋势。AgoGST-s1基因在各个发育阶段相对表达量的变化幅度较小,而AgoGST-d1、AgoGST-d2的变化幅度较大。对比两种寄主专化型棉蚜相同龄期时的表达情况发现,黄瓜型棉蚜中GSTs基因的表达量在大部分龄期都高于棉花型棉蚜。【结论】AgoGST-s1、AgoGST-d1、AgoGST-d2基因表达量伴随棉蚜生长发育变化趋势明显,在不同寄主专化型棉蚜体内的表达量存在差异,可能与棉蚜对寄主植物的适应性有关。     

取食施硅水稻对褐飞虱成虫体内保护酶和解毒酶活性的影响

【目的】本研究旨在明确褐飞虱Nilaparvata lugens成虫取食施硅水稻对其体内保护酶及解毒酶活性的影响,为硅介导的水稻抗虫性的应用提供证据。【方法】以TN1(感虫品种)为供试水稻品种,采用营养液添加Na₂SiO₃·9H₂O的方法设置112 mg Si/L(Si+)和0 mg Si/L(Si-)2种施硅水平,通过酶活性分析测定取食Si+或Si-水稻植株24, 48, 72和96 h后褐飞虱成虫体内保护酶[过氧化氢酶(catalase, CAT)、过氧化物酶(peroxidase, POD)和超氧化物歧化酶(superoxide, SOD)]以及解毒酶[谷胱甘肽S-转移酶(glutathione-S-transferase, GST)、羧酸酯酶(carboxylesterase, CarE)和多功能氧化酶(mixed-functional oxidase, MFO)]活性的动态变化。【结果】与取食Si-水稻植株的褐飞虱成虫相比,取食Si+水稻植株24和48 h时,褐飞虱成虫POD活性分别显著增加101.2%和55....     

荻草谷网蚜唾液蛋白SmHMp1的基因克隆及基于HIGS技术的功能分析

【目的】荻草谷网蚜Sitobion miscanthi是我国农业生产中的重大害虫之一，其唾液中存在许多功能各异的效应蛋白，在取食过程中参与蚜虫-植物互作。本研究旨在探索荻草谷网蚜唾液蛋白SmHMp1在该蚜虫取食和繁殖过程中的功能，探索其作为沉默靶标用于防治荻草谷网蚜的可行性。【方法】基于荻草谷网蚜唾液腺转录组数据，克隆荻草谷网蚜SmHMp1的cDNA全长序列，并进行生物信息学分析；以RT-qPCR技术测定荻草谷网蚜不同发育阶段(1-4龄若虫以及无翅成蚜)、无翅成蚜不同组织(唾液腺、头、胸、腹、胚胎以及整虫)、不同翅型成蚜(有翅成蚜和无翅成蚜)以及取食不同饲料(人工饲料和小麦苗)的无翅成蚜中SmHMp1基因表达量；以农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导的烟草瞬时表达确定SmHMp1蛋白的亚细胞定位；构建大麦条纹花叶病毒(barley stripe mosaic virus, BSMV)重组病毒载体，利用寄主诱导的基因沉默技术(host-induced gene silencing, HIGS)沉默荻草谷网蚜SmHMp1基因后，通过解剖、生命表和刺探电位(elect...     

昆虫对植物次生物质的代谢适应机制及其对昆虫抗药性的意义

植物次生物质(plant secondary metabolites)对昆虫的取食行为、生长发育及繁殖可以产生不利影响,甚至对昆虫可以产生毒杀作用。为了应对植物次生物质的不利影响,昆虫通过对植物次生物质忌避取食、解毒代谢等多种机制,而对寄主植物产生适应性。其中,昆虫的解毒代谢酶包括昆虫细胞色素P450酶系（P450s）及谷胱甘肽硫转移酶（GSTs）等,在昆虫对植物次生物质的解毒代谢及对寄主植物的适应性中发挥了重要作用。昆虫的解毒酶系统不仅可以代谢植物次生物质,还可能代谢化学杀虫剂,因而昆虫对寄主植物的适应性与其对杀虫剂的耐药性甚至抗药性密切相关。昆虫细胞色素P450s和GSTs等代谢解毒酶活性及相关基因的表达可以被植物次生物质影响,这不仅使昆虫对寄主植物的防御产生了适应性,还影响了昆虫对杀虫剂的解毒代谢,因而改变昆虫的耐药性或抗药性。掌握昆虫对植物次生物质的代谢适应机制及其在昆虫抗药性中的作用,对于明确昆虫的抗药性机制具有重要的参考意义。本文综述了植物次生物质对昆虫的影响、昆虫对寄主植物次生物质的代谢机制、昆虫对植物次生物质的代谢适应性对昆虫耐药性及抗药性的影响等方面的研究进展。     

植物和刺吸式口器昆虫的诱导防御与反防御研究进展

刺吸式口器昆虫在长期的进化过程中形成特殊的口针结构,用于专门吸食植物韧皮部筛管细胞的汁液成分.以蚜虫为例,它们在取食过程中分泌的胶状唾液和水状唾液将有效的降低植物防御反应,其中水状唾液包含的大量酶类不仅可以帮助蚜虫穿刺植物韧皮部,刺探到筛管细胞,同时也是植物感受蚜虫为害的激发因子,诱导出植物防御反应和相关抗性基因的表达...