绿原酸提高舞毒蛾核型多角体病毒(LdNPV)的致病力

【目的】明确绿原酸(chlorogenic acid,CA)对舞毒蛾核型多角体病毒Lymantria dispar necleopolyhydrovirus(Ld NPV)致病力的影响,为舞毒蛾的防治提供参考依据。【方法】采用食料给毒法进行生物测定,测定舞毒蛾2龄幼虫对单独Ld NPV及添加绿原酸的Ld NPV(CA+Ld NPV)的剂量及致死时间响应。【结果】CA+Ld NPV与单独Ld NPV对舞毒蛾2龄幼虫的剂量及时间响应间有显著差异,二者对舞毒蛾2龄幼虫的致死中浓度(LC50)分别为161.8 OBs/μL(95%的置信区间为105.6~235.3 OBs/μL)和264.4 OBs/μL(95%的置信区间为178.6~384.0 OBs/μL),前者对舞毒蛾的致病力较后者强。CA+Ld NPV对舞毒蛾2龄幼虫的致死中时间(LT_(50))较Ld NPV的短,当Ld NPV浓度为590 OBs/μL,CA+Ld NPV及Ld NPV对舞毒蛾2龄幼虫的LT_(50)分别为9.9 d和12.3 d;当Ld NPV浓度为5 900 OBs/μL时,则LT_(50)分别为6.9 d和8.0 d。绿原酸降低了Ld NPV对舞毒蛾幼虫的致死中浓度,缩短了致死中时间。【结论】绿原酸可提高Ld NPV对舞毒蛾2龄幼虫的致病力,其机理有待进一步研究。     

型变过程中亚洲小车蝗体内保幼激素滴度及其代谢相关基因表达量的变化

【目的】本研究旨在明确亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus在不同发育阶段和型变过程中的保幼激素(juvenile hormone, JH) JHⅢ滴度及其代谢相关基因表达量的变化情况，为阐明保幼激素调控亚洲小车蝗型变中的生理功能奠定基础。【方法】采用高效液相色谱法测定散居型和群居型亚洲小车蝗不同发育阶段(4和5龄若虫及1, 4, 7, 10, 13和20日龄成虫)和3龄若虫群居化处理1, 3, 5和7 d时亚洲小车蝗血淋巴中的保幼激素JHⅢ的滴度变化；用qRT-PCR检测在群居化处理亚洲小车蝗3龄若虫1, 3, 5和7 d时保幼激素代谢相关的3种基因保幼激素酯酶(juvenile hormone esterase, JHE)基因、保幼激素甲基转移酶(juvenile hormone methyltransferase, JHAMT)基因和保幼激素环氧水解酶(juvenile hormone epoxide hydrolase, JHEH)基因的表达量；利用JHⅢ浸液处理散居型亚洲小车蝗3龄若虫后进行群居化处理，测定亚洲小车蝗型变率。【结果】JHⅢ在亚洲小车蝗血淋巴中的滴度甚微...     

丁香酸可增强LdNPV对舞毒蛾致死及亚致死作用

【目的】研究丁香酸(syringic acid,SY)对舞毒蛾核型多角体病毒(LdNPV)致死及亚致死作用的影响,为舞毒蛾Lymantria dispar L.的防治提供科学依据。【方法】采用食料给毒法进行生物测定,评估LdNPV及SY与LdNPV共同对舞毒蛾2龄幼虫的致死和亚致死作用。【结果】取食添加丁香酸人工饲料和正常人工饲料的舞毒蛾幼虫LdNPV致死中浓度(LC50)分别为91.1 OBs/μL和194.8 OBs/μL。当LdNPV浓度为2 400 OBs/μL,取食添加SY的饲料及正常人工饲料的舞毒蛾幼虫LdNPV致死中时间(LT_(50))分别为9.3 d和10.1 d,当LdNPV浓度为24 000 OBs/μL时,其LT_(50)分别为7.8 d和8.1 d,LdNPV的浓度越高致死中时间越短。丁香酸增加了LdNPV对舞毒蛾幼虫的致病力,降低了LdNPV对舞毒蛾幼虫的致死中浓度,缩短了致死中时间。LdNPV对取食正常饲料的雌、雄幼虫历期和蛹期及雌蛾寿命影响不显著,但显著缩短了雄虫寿命,降低了平均每雌产卵量。LdNPV对取食添加丁香酸饲料的幼虫产生明显的亚致死效应,并且LdNPV浓度高于240OBs/μL时雌、雄幼虫历期延长、雄蛾寿命缩短,雄性羽化率降低,雌成虫产卵量降低,产卵量较对照减少一半左右。【结论】结果提示,丁香酸可提高LdNPV对舞毒蛾幼虫的致病力,增加LdNPV对舞毒蛾的亚致死作用。     

RNAi分析舞毒蛾谷胱甘肽S-转移酶(GST)基因对黄酮和槲皮素胁迫响应

为了明确舞毒蛾Lymantria dispar谷胱甘肽S-转移酶家族基因对生长发育影响及对次生物质的响应机制,采用RNAi技术分别沉默LdGSTe2、LdGSTs1、LdGSTs2和LdGSTz1基因,分析对舞毒蛾3龄幼虫体重、存活率、营养利用等生理指标的影响以及次生物质黄酮和槲皮素胁迫响应.结果表明,dsRNA可有效抑制LdGSTe2、LdGSTs1、LdGSTs2和LdGSTz1基因表达,分别注射dsLdGSTe2、dsLdGSTs1、dsLdGSTs2和dsLdGSTz1处理组舞毒蛾幼虫的相对生长率、相对取食量、食物利用率、食物转化率均低于对照组,但对幼虫的存活率无影响,表明LdGSTe2、LdGSTs1、LdGSTs2和LdGSTz1影响舞毒蛾幼虫生长发育;次生物质黄酮和槲皮素胁迫下,沉默LdGSTe2、LdGSTs1、LdGSTs2和LdGSTz1后舞毒蛾幼虫存活率显著下降,体重显著降低.沉默LdGSTe2、LdGSTs1、LdGSTs2和LdGSTz1基因对舞毒蛾幼虫的生长发育、食物利用具有抑制作用,同时影响了舞毒蛾幼虫对黄酮和槲皮素的适应能力.     

马铃薯甲虫N-β-丙酰多巴胺水解酶基因的克隆及功能分析

【目的】通过RNAi技术分析明确对马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata黑色素形成重要的N-β-丙酰多巴胺(NBAD)水解酶基因的功能。【方法】NBAD水解酶基因通过马铃薯甲虫转录组数据分析和RT-PCR克隆获得,分别利用序列比对和系统发育分析确定该基因的完整性和系统发育;通过q PCR检测其在马铃薯甲虫各发育阶段和4龄幼虫不同组织及成虫精巢和卵巢中的表达量;采用喂食幼虫dsRNA的方法,观察该基因在马铃薯甲虫幼虫的生长发育过程中对体色的影响,并测定保幼激素和蜕皮激素对该基因表达的影响。【结果】克隆得到马铃薯甲虫NBAD水解酶基因,命名为Ldtan(Gen Bank登录号:KY221866),其编码蛋白的氨基酸序列与鞘翅目赤拟谷盗Tribolium castaneum和山松大小蠹Dendroctonus ponderosae同源蛋白的氨基酸序列的一致性最高,聚为一支。Ldtan在马铃薯甲虫4龄幼虫腹神经索(99.36±0.95)、后肠(17.79±3.11)和表皮(9.21±0.12)中的相对表达量较高;在幼虫期随幼虫生长发育表达量逐渐升高,在成虫期的表达量最高。通过喂食2龄幼虫Ldtan的dsRNA能有效降低靶标基因的表达量,使幼虫体色变深呈一定的棕褐色,并且具有一定的致死效应。通过RNAi技术干涉保幼激素合成和信号途径相关基因,发现Ldtan表达量降低,而干扰蜕皮激素合成和信号途径相关基因,Ldtan表达量增加。【结论】结果提示Ldtan参与了马铃薯甲虫的黑色素合成,并且蜕皮激素和保幼激素可能影响其表达。     

保幼激素类似物ZR-515对杜仲梦尼夜蛾幼虫生长发育的影响

【目的】为了解保幼激素对杜仲梦尼夜蛾Orthosia songi Chen et Zhang幼虫生长发育的影响。【方法】本研究采用不同浓度的保幼激素类似物ZR-515处理其4龄、5龄和6龄幼虫,测定了幼虫的发育历期、取食量、排粪量以及后期的化蛹率和羽化率。【结果】(1)保幼激素类似物ZR-515处理可延长杜仲梦尼夜蛾幼虫的发育历期,增加体重,提高取食量和排粪量;但是对后期的化蛹率和成虫羽化率影响较大,导致幼虫和蛹的死亡率较高,且处理浓度越大,影响越显著。(2)处理4龄或5龄幼虫,对其后的各龄期的生长发育产生很大的影响。(3)综合考虑激素处理对幼虫生长产生的有利影响及后期的不利影响,认为1 000 ng/μL为最适处理浓度,5龄为最佳处理龄期。【结论】研究结果可为后续杜仲梦尼夜蛾的规模化人工饲养和开发利用提供理论依据。     

沙葱萤叶甲保幼激素结合蛋白基因GdJHBP的克隆及表达分析

【目的】克隆沙葱萤叶甲Galerucadaurica保幼激素结合蛋白基因(Juvenilehormonebinding protein,JHBP)cDNA全长序列,分析其分子特征和表达特性,为进一步明确其在沙葱萤叶甲生长发育及滞育中的作用奠定基础。【方法】基于本实验室组装的沙葱萤叶甲转录组数据库,采用RACE技术,克隆沙葱萤叶甲GdJHBP基因cDNA全长序列;运用ORF Finder、SignaIP、DNAMAN和TMHMM等软件分析其分子特征;利用MEGA6.0软件中的邻接法(Neighbor-joining,NJ)构建系统发育树;应用荧光实时定量PCR(RT-qPCR)技术分析GdJHBP在沙葱萤叶甲不同发育时期、成虫不同组织及高温胁迫下的表达模式。【结果】克隆获得了沙葱萤叶甲保幼激素结合蛋白基因GdJHBP cDNA全长序列(GenBank登录号:MG460309),cDNA全长为826 bp,开放阅读框(ORF)为714 bp,编码237个氨基酸;蛋白质预测分子量为26.58ku,等电点为4.37;包含1条信号肽,无跨膜区,且在第27-189位氨基酸之间存在一个保幼激素结合蛋白家族JHBP保守结构域。序列比对分析表明,不同昆虫JHBP间氨基酸序列一致性较低,沙葱萤叶甲GdJHBP与棕榈象RhynchophorusferrugineusRfJHBP和马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata JHBP 3p2的氨基酸序列一致性最高也仅为30%。系统发育分析表明,GdJHBP与棕榈象血淋巴JHBP亲缘关系最近。RT-qPCR结果显示,GdJHBP在沙葱萤叶甲不同发育阶段均有表达,在幼虫期表达量最高,在卵和蛹期微量表达;在成虫滞育期间低表达,在滞育前与滞育结束后则有较高表达;在成虫发育过程中,头部的表达量显著低于腹部和胸部;高温(30-40℃)可诱导GdJHBP上调表达,在35℃时表达量达到最高值。【结论】沙葱萤叶甲GdJHBP属于血淋巴JHBP,在沙葱萤叶甲生长发育和成虫夏滞育中可能发挥着重要作用。     

昆虫保幼激素促进家蚕杆状病毒系统的基因表达

杆状病毒表达载体系统(Baculovirus Expression VecterSvstem,BEVS)的一个最大优点是外源基因的高效表达(Hy-perexpression).但是,不同的外源基因在BEVS系统中的表达水平相差很大,较低的如α-干扰素,表达量为1～5mg/L培养细胞;高的如β-半乳糖苷酶,表达量可达600mg/L培养细胞.外源基因在BEVS系统中表达量受到诸多因素的影响,如细胞的类型与质量,外源基因蛋白的性质,启动子序列的完整性,是否为融合蛋白等[1].如何使外源基因在BEVS系统中高效表达,是近年来该领域中研究最活跃的方向之一.已证实家蚕杆状病毒的表达量受宿主遗传型的影响,最低和最高的遗传型相差达7倍以上[2].林水中等发现家蚕饲料中添食适当浓度的硫酸铜可提高外源基因单位表达量10%左右[3].杆状病毒在复制循环中表现出两种类型:芽生病毒和包涵体病毒,其中芽生病毒引起宿主体内不同组织间的感染,包涵体病毒则引起宿主之间感染[1].杆状病毒基因组中蜕皮激素尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶(egt)基因影响激素在宿主体内的平衡[4],egt基因通过糖基化作用使蜕皮激素失活,打破宿主体内的激素平衡,延长幼虫期,以利于病毒的增殖[5].家蚕血淋巴中保幼激素(Juvenile hormone,JH)的滴度同样决定着幼虫发育的进程[6],本文通过体表使用保幼激素,以研究保幼激素对家蚕核型多角体病毒和宿主之间的相互关系及对外源基因表达量的影响.     

家蚕保幼激素结合蛋白Bmtol基因的克隆及表达分析

目的:克隆获得家蚕(Bombyx mori)Bmtol基因序列,并对其蛋白结构进行预测,分析其在组织和JHA处理后头部的表达差异,为该基因的功能研究提供参考。方法:以家蚕的全组织c DNA为模板利用RT-PCR技术扩增和克隆获得Bmtol基因c DNA全长序列,并提交至Gen Bank数据库;利用多种生物信息学软件预测分析其编码蛋白的理化特性和结构特征;采用MREGA5.0软件中的邻接法(neighbor-joining,NJ)构建Bm TOL及其它昆虫同源TO的进化树;通过q PCR技术分析Bmtol基因在5龄3天家蚕不同组织的表达情况,及JHA处理5龄蚕后在0 h、24 h、48 h、72 h和96 h家蚕头部的表达情况。结果:克隆获得了家蚕Bmtol基因的c DNA序列(Gen Bank登录号KY681053),Bmtol基因的开放阅读框(ORF)长度为759 bp,编码252个氨基酸,预测其蛋白分子量为27.72k Da,理论等电点为6.16,有信号肽,无跨膜结构,且第25~251位氨基酸之间存在一个保幼激素结合蛋白家族JHBP保守结构域;N端为疏水区域,可能与保幼激素结合蛋白的核心部位有关。亚细胞定位分析表明,Bm TOL属于分泌型蛋白,主要集中在内质网-高尔基体-质膜分泌途径上。Bm TOL蛋白具有3个α螺旋,第34位的Cys和第44位Cys形成一个二硫键链接在α1螺旋和N末端,构成Bm TOL蛋白与配体结合的核心部位。序列比对结果显示,家蚕Bm TOL序列与其他昆虫TO的氨基酸序列一致性差别较大。家蚕Bm TOL与果蝇Dm TO的相似性为25.10%,与烟草天蛾的相似性为19.69%,与冈比亚按蚊的相似性为25.78%,与埃及伊蚊的相似性为23.53%,与黑花蝇的相似性为28.17%,与意大利蜜蜂的相似性为23.05%,与苹浅褐卷蛾的相似性为21.18%。系统进化树分析表明,所有选用昆虫TO形成两个大的分支:苹浅褐卷蛾Ep TO1、烟草天蛾Ms TO、意大利蜜蜂Am TOL、果蝇Dm TO和黑花蝇Pr TOL聚为一个分支,埃及伊蚊Aa TO、冈比亚按蚊Ag TOL-2和家蚕Bm TOL聚为另一大分支。q PCR结果显示,Bmtol基因在家蚕头部、表皮和精巢有较高表达,其他组织表达量很低或没有。在JHA处理的5龄家蚕的头部,Bmtol基因在处理后0 h、24 h、48 h、72 h和96 h的表达量差异不明显。结论:Bm TOL蛋白属于JHBP家族,具有JHBP家族的典型结构;组织表达谱和JHA处理结果暗示,Bm TOL属保幼激素结合蛋白(JHBP),在家蚕中除保幼激素结合之外还参与其他多种生理功能。     

外源茉莉酸诱导的青杨生化抗性及其对舞毒蛾幼虫食物利用的影响

【目的】为探讨外源茉莉酸(jasmonic acid, JA)诱导的青杨 Populus cathayana Rehd.抗性对舞毒蛾 Lymantria dispar (L.)幼虫食物利用的影响。【方法】在室内对青杨苗木喷施0.001和0.1 mmol/L两种浓度的茉莉酸,对照喷0.2%的丙酮水溶液,喷施后1, 5和10 d分别采集叶片,分析其初生和次生物质含量的变化。另选喷施0.1 mmol/L茉莉酸的青杨苗木,喷施后1, 5和10 d分别接舞毒蛾2龄幼虫,单头饲养,测定其取食量、体重和排粪量及发育历期,统计分析其食物消化率、转化率和利用率。【结果】两种浓度茉莉酸处理均使青杨叶片中的蛋白质和可溶性糖含量降低,而木质素、单宁、黄酮和酚类物质含量增加。蛋白质和可溶性糖在处理第10天时含量最低,其中高浓度茉莉酸处理较对照分别降低46.5%和49.1%,低浓度处理分别降低30.6%和22.8%。叶片中酚类物质含量在高浓度处理第10 天时增幅最大,较对照增加102%。木质素、黄酮和单宁酸在处理第5天时的含量最高,其中高浓度处理分别较对照增加113%, 75%和57%。用0.1 mmol/L茉莉酸诱导处理后,舞毒蛾2龄幼虫对叶片的消化率、转化率和利用率均有所降低, 取食处理后1, 5和10 d的青杨叶片的食物利用率较对照分别降低了29.4%, 27.6%和28.2%,且幼虫体重降低、发育历期延长。【结论】结果提示外源茉莉酸诱导青杨可对舞毒蛾产生明显的生化抗性,实践中可利用这种生化抗性防治舞毒蛾的危害。