Gene cloning and expression of aminopeptidase N and cadherin from midgut of the rice stem borer,Chilo suppressalis

The rice stem borer,Chilo suppressalis Walker is one of the most importantinsect pests on rice in Asia,north Africa and southern Europe.Transgenic Bt rice has beendeveloped in the laboratory with good resistance to this pest and other Lepidopteran insects,which will provide a possible alternative tool for this pest control.The full-length cDNAsencoding an aminopeptidase N (CsAPN) and a cadherin (CsCad) were cloned from C.suppressalis.CsAPN showed common features of,and high identities to,other insect AP...     

抗二化螟的水稻品种筛选

【目的】筛选抗二化螟Chilo suppressalis水稻品种资源,明确其抗虫机理,是农业防治的基础。【方法】采用室内人工接虫为害和大田自然受害相结合的方法,鉴定了不同的水稻品种抗性;同时通过目测不同水稻植株外部形态特征、在网罩内供试品种上接入成虫后2 d的产卵量、幼虫孵化后2 d观察稻株内二化螟的存活率,探讨抗虫品种的抗虫机理。【结果】从344个水稻品种资源和当家品种中筛选出"碑田倒"和"银间杂糯"2个抗虫品种,以及"农飞"和"三香糯"等65个中抗品种,进一步对鉴定出的2个抗虫品种和65个中抗品种进行大田验证,发现符合率达88.06%;其中,抗虫品种"碑田倒"和"银间杂糯"稻株叶舌、叶耳紧贴,叶鞘紧包,脉间距较窄,其植株上的产卵量和幼虫存活率显著少于感虫品种"香稻"、"赣南早"、"三粒寸"、"赣优晚"及中抗品种"赛湖早"、"TKM6"。【结论】在籼稻、粳稻和糯稻中均可筛选出抗虫和中抗品种。其中,糯稻中的抗虫品种和中抗品种较多,占糯稻品种的33.3%;粳稻品种次之,中抗品种占20%,籼稻品种较少,为18.83%。其抗虫机理主要是稻株外部形态特征不利于二化螟蚁螟侵入、成虫产卵量少和幼虫生长发育不良、存活率低。     

二化螟人工饲料关键因子的优化及其优化配方的饲养效果

采用5因子4水平正交试验,将作者在以前筛选出的二化螟Chilosuppressalis(Walker)人工饲料的5个关键因子进行了进一步的优化,并得出了二化螟人工饲料的优化配方,其成分如下:稻茎粉18.75g、大豆粉15.00g、麦芽粉15.00g、稻糠粉6.25g、茭白茎粉7.50g、干酪素10.00g、酵母粉18.75g、纤维素7.50g、蔗糖15.00g、葡萄糖7.50g、维生素C7.50g、复合维生素B3.00g、胆固醇0.375g、氯化胆碱0.25g、Beck氏盐2.50g、山梨酸1.35g、琼脂13.49g和自来水809.25g。通过连续3代继代饲养试验,比较了该优化配方和二化螟天然饲料水稻茎的饲养效果。结果表明,在一些关键指标上(如存活率、化蛹率和羽化率等),所优化的二化螟人工饲料配方的饲养效果明显的好于其天然饲料水稻茎的;而在许多其它的指标上(如蛹期、成虫期、产卵量、卵期和孵化率等),该优化配方对二化螟的饲养效果与水稻茎的相当;但该配方饲养的二化螟在第3代时幼虫历期明显的比水稻茎的有所延长。     

杀虫单、氟虫腈及其混剂对二化螟的防治效果

20 0 0～ 2 0 0 1年在安徽省庐江县进行了 2次药剂及剂量对二化螟的防治和保苗效果试验。试验1表明 ,40 %氟虫腈·杀虫单WP 42 0g(每hm2 有效成分用量 )处理的虫口减退率为 94 7% ,与 5 40g,660g及 5 %氟虫腈 (锐劲特 )SC 3 0g处理相差不大。试验 2表明 ,3 0 %杀虫单·氟虫腈WP 2 70g喷雾即可达到96 2 %的防效 ,接近 3 60g和 5 %氟虫腈SC 2 2 5g的效果。 2次试验中各处理的保苗效果与虫口减退率基本一致。比较药剂成本 ,可见这 2种新型复配剂对二化螟具有良好的防治和保苗效果 ,且上述剂量是经济高效的。     

二化螟与稻纵卷叶螟幼虫取食诱导的水稻挥发物比较

前期研究结果表明,二化螟和稻纵卷叶螟幼虫为害所诱导的水稻挥发物能对二化螟绒茧蜂Apanteles chilonis Munakata、二化螟Chilo suppressalis(Walker)和稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis(Guene)雌成虫的行为产生影响,并且两者的影响效应存在明显差异,但至今仍不清楚2种害虫危害后水稻挥发物的变化情况。利用动态吸附法对健康水稻苗、二化螟或稻纵卷叶螟幼虫为害苗的挥发物进行捕集与鉴定。在3种处理水稻苗中,共捕集到28种挥发物组分,包括萜类化合物、烷烃类化合物、酮类、醇类、水杨酸甲酯和一些未知化合物。二化螟和稻纵卷叶螟为害均能导致水稻挥发物总量和大多挥发物组分释放量的上升;同时,二化螟幼虫危害能诱导水稻新释放2-heptanonol,(E)-linalooloxide和2种未知挥发物组分,稻纵卷叶螟为害则可诱导水稻产生2-heptanonol,(E)-linalooloxide,MeSA和β-caryophyllene4种新化合物。2种虫害稻株间的比较表明,β-caryophyllene和MeSA是稻纵卷叶螟危害水稻后诱导产生的特有挥发物组分,并且linalool,α-copaene,(+)-cedrol,n-heptadecane和n-nonadecane在二化螟为害苗与稻纵卷叶螟为害苗之间差异显著。这一结果也许可以解释2种害虫诱导水稻挥发物对天敌和害虫行为影响不同的原因。     

Molecular characterization and functional analysis of the vitellogenin receptor in the rice stem borer,Chilo suppressalis

As a member of the low-density lipoprotein receptor (LDLR) superfamily, vitellogenin (Vg) receptor (VgR) is responsible for the uptake of Vg into developing oocytes and is a potential target for pest control. Here, a full-length VgR complementary DNA (named as CsVgR) was isolated and characterized in the rice stem borer, Chilo suppressalis. The composite CsVgR gene contained an open reading frame of 5,484 bp encoding a protein of 1,827 amino acid residues. Structural analysis revealed that CsVgR contained two ligand-binding domains (LBDs) with four Class A (LDLR_A) repeats in LBD1 and seven in LBD2, which was structurally different from most non-Lepidopteran insect VgRs having five repeats in LBD1 and eight in LBD2. The developmental expression analysis showed that CsVgR messenger RNA expression was first detectable in 3-day-old pupae, sharply increased in newly emerged female adults, and reached a peak in 2-day-old female adults. Consistent with most other insects VgRs, CsVgR was exclusively expressed in the ovary. Notably, injection of dsCsVgR into late pupae resulted in fewer follicles in the ovarioles as well as reduced fecundity, suggesting a critical role of CsVgR in female reproduction. These results may contribute to the development of RNA interference-mediated disruption of reproduction as a control strategy of C. suppressalis.     

用正交试验法优选二化螟人工饲料配方

采用15因子2水平正交试验,优选出1种二化螟Chilo suppressalis(Walker)人工饲料配方,筛选出影响二化螟发育的5个关键因子,分别是稻茎粉、麦芽粉、稻糠粉、酵母粉和蔗糖。其中稻茎粉、麦芽粉、酵母粉和稻糠粉影响二化螟的幼虫成活率,蔗糖和麦芽粉影响二化螟的幼虫历期,稻茎粉影响二化螟的蛹重。     

二化螟Minus-C气味结合蛋白的分子克隆及功能鉴定

气味结合蛋白（odorant binding proteins, OBPs）在昆虫对寄主气味的感受中起重要作用, 但有关Minus-C OBP及其功能的报道很少。本研究通过基因组数据分析并利用RACE技术, 克隆和鉴定了二化螟Chilo suppressalis (Walker)的一个Minus-C OBP基因, 命名为CsupOBP1（GenBank登录号： KC492498）。CsupOBP1基因的开放阅读框长423 bp, 编码141个氨基酸, 其中N端的18个氨基酸为预测的信号肽序列, 成熟蛋白序列中具有4个保守的半胱氨酸位点。实时定量PCR分析显示, 该基因在幼虫头部及成虫雌雄足、 翅和雄性触角等化感组织中高表达, 其中在雄虫触角内的表达量显著高于雌虫触角。利用荧光竞争结合实验对CsupOBP1重组蛋白与38种化合物的结合特性的测定表明, 重组CsupOBP1与β 紫罗兰酮的结合能力最强（Ki=9.53 μmol/L）。触角电位测定表明, 二化螟成虫可对β-紫罗兰酮产生显著的触角电生理反应, 但雄虫反应明显强于雌虫, 与结合试验及雄虫触角中CsupOBP1的表达量显著高于雌虫触角的测定结果相一致。鉴于β-紫罗兰酮是水稻等植物中普遍存在的一种芳香气味组分, 推测CsupOBP1可能通过对该气味的结合和运输, 从而在二化螟对寄主植物的嗅觉定向中起作用。     

湖北江汉稻区优质香稻上二化螟的为害特性

研究了二化螟Chilo suppressalis(Walker)对优质香稻鄂香1号和武香988及优质常规中稻鄂中5号的田间为害特性。结果显示,1代二化螟危害造成的枯心苗数优质香稻略低于优质常规中稻。2代二化螟危害造成的枯孕穗和白穗优质香稻鄂香1号低于常规中稻,平均每15丛7.91株。田间剥查发现优质香稻中4~5龄2代二化螟所占百分比高于常规中稻,武香988中2代二化螟蛹所占比例高于常规中稻,达46.51%。3代二化螟量优质香稻低于常规中稻。结果说明香稻受二化螟的危害集中在2代,因而香稻二化螟的防治应注意消灭1代老熟幼虫和2代幼虫。     

Identification of tissues showing the lowest tolerance to freezing in larvae of the rice stem borer, Chilo suppressalis

Abstract.  Even though overwintering larvae of the rice stem borer, Chilo suppressalis , are freeze-tolerant, they cannot survive below −30 °C. Furthermore, nondiapausing larvae cannot survive freezing. However, the cause of death due to freezing is unclear. To identify the cause of death by freezing in larvae, those tissues most injured by low temperatures are identified using the vital stain trypan blue. In overwintering larvae, the midgut of dead larvae stains blue, and remarkable colour density differences between dead and surviving larvae are observed in the midgut. In nondiapausing larvae incubated at −10 °C for several hours, the fat body of dead larvae is strongly stained. Furthermore, increases in mortality with treatment time correspond with increases in the area of the fat body stained. Sterile nondiapausing larvae with lower supercooling points, below −20 °C, do not freeze at −10 °C and survive the treatment. However, all the larvae die when subjected to inoculative freezing at −10 °C, and the fat body stains blue. These results suggest that the midgut in overwintering larvae and the fat body in nondiapausing larvae have the lowest tolerance to freezing.     

杀虫剂不同处理对二化螟为害、防治效果及水稻产量的影响

近年来,二化螟发生出现各代均偏重或大发生的新特点。为探索杀虫剂防治二化螟的新策略,采用田间小区试验在早晚稻田中分别研究5%氟虫腈加25%灭.水胺的不同施药时期和次数对二化螟幼虫的为害和防治效果及对水稻产量的影响。在试验地,二化螟第1和第2代发生在早稻田,第3和第4代发生在晚稻田。试验结果表明,在第1和第3代二化螟幼虫孵化高峰施药1次、隔10d再施药1次对早稻田和晚稻田的幼虫防效显著,分别达到了92.4%和92.6%。在早、晚稻田分别发生的第1和第3代2龄幼虫高峰期施药1次、同时在次代孵化高峰期再施药1次,均可显著降低虫伤株率和白穗株率,提高保穗效果,并显著提高单位面积上的水稻产量(3.98%~4.20%)。因此,对第1至第4代二化螟幼虫均进行1次药剂防治是二化螟各代均大发生的新形势下的防治策略。     

Twelve nuclear microsatellite loci for rice stem borer (Chilo suppressalis W.)

We developed 12 polymorphic microsatellite markers for the rice stem borer Chilo suppressalis (Walker). These loci were screened for 96 individuals from eight populations across China. The total number of alleles ranged from 3 to 33 and the expected heterozygosity at these loci ranged from 0.131 to 0.671. These molecular markers will be useful for fully investigating the population structure and host preference of C. suppressalis at fine spatial scales.     

Integrated management of the striped rice stem borer,Chilo suppressalis Walker on the Hashemi Tarom rice under the farm conditions

Abstract

An experiment was carried out in order to study the methods of managing striped rice stem borer, Chilo suppressalis Walker on rice, with 11 treatments including the early planted, late planted, Trichogramma brassicae Bezdenko release, 10% Diazinon GR, Bt microbial insecticide, sex pheromone, T. brassicae?+?Bt, T. brassicae?+?sex pheromone, sex pheromone?+?Bt, T. brassicae?+?sex pheromone?+?Bt and control. In this study, the studied traits included the percentage of brownish leaf sheath (BS), dead heart (DH), white head (WH), yield per hectare and the percentage of converting paddy rice to white rice. The results showed that the best yield in all traits was related to the integrated treatment of T. brassicae+sex pheromone?+?Bt, which was in the highest group and its amount in BS was 1.99%, in DH was 1.37%, in WH was 0.34%, the yield/ha was 5910?kg and the percentage of converting paddy rice to white rice was 63%.     

二化螟性信息素应用技术:笼罩诱捕器和筒形诱捕器

除目前在我国普遍使用的水盆诱捕器 ,本文还介绍了两种诱捕器———笼罩诱捕器和筒形诱捕器。 3种诱捕器的诱蛾效果比较研究表明 :( 1 )笼罩诱捕器中使用铁纱所制的诱笼的诱蛾量较多 ,同时其锥体的锥角以 60°左右为宜 ;( 2 )筒形诱捕器的诱蛾量略高出笼罩诱捕器 ;( 3) 3种诱捕器中 ,水盆诱捕器的诱蛾效果较好 ,筒形诱捕器次之 ,而笼罩诱捕器较差。     

二化螟抗杀虫单和甲胺磷品系的生化特性

二化螟抗性和敏感品系分别采自浙江和安徽太湖。毒力测定结果表明,抗性品系对杀虫单和甲胺磷分别产生了37.7和52.7倍的抗性。代谢酶活性的测定结果显示,抗性品系多功能氧化酶氧脱甲基活性、氮脱甲基活性分别是敏感品系的3.3和1.34倍,而羧酸酯酶活性和谷胱甘肽转移酶活性两个品系之间没有显著差异。说明多功能氧化酶活性提高可能是二化螟对甲胺磷、杀虫单抗性的一个重要机制。为了研究二化螟可能存在的对沙蚕毒素杀虫剂靶标不敏感机制,采用RT-PCR 等分子生物学技术,分别对5个敏感个体和4抗性个体中克隆杀虫单作用的靶标烟碱型乙酰胆碱受体α1亚基（nAChR α subunit 1）cDNA序列进行了分子克隆。序列比较发现一共存在33个单核苷酸的多态性,其中14个引起了编码氨基酸的改变。但是没有发现与抗性有关的特有的碱基突变。     

扬州地区水稻二化螟寄生蜂种类及主要寄生蜂发生动态

本文报道了江苏扬州地区水稻二化螟Chilo suppressalis(Walker)寄生蜂主要有10种,即中华钝唇姬蜂Eriborus sinicus(Holmgren)、二化螟盘绒茧蜂Cotesia chilonis(Munakata)、稻螟小腹茧蜂Microgaster russata Haliday、螟甲腹茧蜂Chelonus munakatae Munakata、中华茧蜂Amyosoma chinensis(Szepligeti)、螟黄足盘绒茧蜂Cotesia flavipes(Cameron)、夹色姬蜂Auberteterus alternecoloratus(Cushman)、桑蟥聚瘤姬蜂Iseropus(Gregopimpla)kuwanae(Viereck)、螟蛉瘤姬蜂Itoplectis naranyae(Ashmead)以及二化螟盘绒茧蜂的重寄生蜂绒茧灿金小蜂Trichomalopsis apanteloctena(Crawford)。田间系统调查表明:扬州地区7-9月水稻二化螟寄生蜂的主要种类为二化螟盘绒茧蜂、中华钝唇姬蜂、螟甲腹茧蜂、稻螟小腹茧蜂、螟蛉瘤姬蜂、桑蟥聚瘤姬蜂,但这些寄生蜂对一代水稻二化螟幼虫的寄生率较低,对二代水稻二化螟幼虫的寄生率高。水稻二化螟越冬期的系统调查表明:扬州地区二化螟越冬幼虫的寄生蜂主要有3种,即二化螟盘绒茧蜂、中华钝唇姬蜂和稻螟小腹茧蜂,其中二化螟盘绒茧蜂和中华钝唇姬蜂是寄生水稻二化螟越冬幼虫的优势种。水稻二化螟越冬幼虫的寄生率调查表明,扬州地区水稻二化螟越冬幼虫的寄生率在不同年份间有一定的波动,但一般都在15%以上,有的甚至高达89.88%,因此寄生蜂对二化螟越冬幼虫具有很好的控制作用,能有效压低来年水稻二化螟的田间越冬基数。此外,3种寄生蜂出茧时间在1月和2月之间达到最长,分别达到19.79 d、17.26 d和27.00 d,该结果表明,在扬州地区这3种寄生蜂可能都存在滞育现象。     

CO_2倍增和转Bt水稻对二化螟幼虫的生理影响

通过开顶式气室研究了CO2浓度倍增(750vs.375μL/L)对取食转Bt水稻及其对照亲本秀水11的二化螟Chilo suppressalis(Walker)幼虫体内代谢酶乙酰胆碱酯酶(AChE)和保护酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD和过氧化氢酶CAT)活力的影响,以期明确该类害虫对大气CO2浓度升高及转Bt水稻的生理响应。研究结果表明:(1)AChE受CO2浓度水平影响显著,与对照CO2处理相比,高CO2条件下该酶活力显著降低;(2)高CO2水平及水稻中Bt毒素蛋白的存在均会导致二化螟幼虫体内POD活力显著降低,SOD初期活力显著升高,但不能维持较长时间,CAT活力表现为先升后降的特点;(3)当受到水稻品种、CO2浓度水平和取食时间的综合影响时,以上代谢酶和保护酶活力会发生显著变化。短时间内二化螟幼虫可通过体内以上生理代谢调节减缓受CO2浓度升高和水稻中Bt毒素蛋白的不利影响,但长时间环境胁迫下这种应对不利环境的响应机制将会失去作用,最终导致种群适合度的降低。     

二化螟滞育生物钟蛋白TIME-EA4基因的克隆及时空和温度诱导表达分析

【目的】生物测时蛋白TIME-EA4是昆虫特有的一种滞育生物钟蛋白。本文旨在克隆二化螟Chilo suppressalis TIME-EA4基因,研究其在二化螟不同发育时期和不同组织中的时空表达模式及在不同田间种群和不同温度诱导下的滞育和非滞育种群中的表达水平。【方法】通过RACE技术克隆二化螟TIME-EA4基因全长c DNA序列,利用荧光定量PCR的方法检测TIME-EA4基因在二化螟不同发育时期、6龄幼虫不同组织中的表达模式,及在不同季节采集的田间种群和不同温度处理1h后的滞育和非滞育种群6龄幼虫中的表达量变化。【结果】从二化螟中克隆获得TIME-EA4的c DNA序列(Gen Bank登录号:KU356855),全长821 bp,开放阅读框516 bp,编码172个氨基酸;TIME-EA4基因在二化螟不同发育时期和不同组织中均有表达,且在早期蛹、雌雄成虫以及6龄幼虫的头部、脂肪体和中肠中表达水平较高,同时在滞育幼虫组织中的表达高于非滞育幼虫。此外,TIME-EA4基因在滞育种群中的表达量是非滞育种群的3倍左右,同时在非滞育种群中,该基因的表达明显受10℃及以下低温的诱导,且在10℃时表达量最高,而在滞育种群中该基因的表达受温度影响不明显。【结论】结果说明TIME-EA4基因与二化螟的抗低温胁迫以及低温滞育相关。本研究为TIME-EA4在农业害虫滞育的分子作用机制研究奠定了基础。     

用甜玉米粒饲养二化螟实验种群

介绍一种能够继代饲养二化螟Chilo suppressalis(Walker)实验种群的天然饲料---"甜玉米粒"及相应饲养方法。结果显示,甜玉米粒和马蹄的饲养成绩皆不同程度地高于稻苗、甘蔗和田间种群。取食甜玉米粒的幼虫存活率达92.0%,显著高于其余3种天然饲料。平均蛹重为60.7mg,单雌产卵量达197.4,除性比为0.9∶1之外,其重要生物学指标和此前报道的饲养成绩最好的马蹄没有显著差异,但成本更低,且更利于清洗消毒等加工处理,因而更适于在实际生产中大量饲养二化螟实验种群。