植物气味化合物与斜纹夜蛾性信息素的协同作用

为提高现有性信息素对雄蛾的引诱活性, 本研究通过大量的田间试验探索植物气味化合物与斜纹夜蛾Spodoptera litura性信息素（顺9, 反11-十四碳二烯乙酸酯∶顺9, 反12-十四碳二烯乙酸酯=10∶1）的协同作用机制。从斜纹夜蛾寄主植物和花的气味化合物中, 选择9种有代表性的化合物, 并以一定剂量分别加入到斜纹夜蛾性信息素诱芯中, 在田间测试对雄蛾的引诱活性。结果表明: 在测试的9种植源性化合物中, 发现一定剂量(每个诱芯加入0.4 mg)的苯乙醛(PAA), 具有显著提高斜纹夜蛾性信息素的引诱作用, 而高剂量的苯乙醛则强烈抑制性信息素的引诱活性; 此外, 其他各种浓度的测试化合物或混合物对性信息素则没有统计上显著的增效作用。不同剂量的苯乙醛单个化合物及各种植物气味化合物组成的混合物对斜纹夜蛾也有微弱的引诱作用。苯乙醛必须要与性信息素的完整组分(以10∶1比例混合的顺9, 反11-十四碳二烯乙酸酯和顺9反, 12-十四碳二烯乙酸酯)混合才能起作用, 缺少顺9, 反12-十四碳二烯乙酸酯则没有引诱活性。本研究证明, 苯乙醛作为理想的性信息素诱芯增效剂, 可应用于建立更理想的斜纹夜蛾性信息素诱杀技术, 对性诱害虫防治和测报具有应用价值。     

斜纹夜蛾性信息素通讯系统

采用单雌腺体微量分析技术,对斜纹夜蛾(中国种群)雌蛾腺体的组份进行鉴定,并研究了各组份的个体差异及释放规律,测试了雄蛾对各组份及其混合物的触角电位反应。雌蛾腺体内含有4个组份：Z9, E11-14∶Ac(A)、Z9, E12-14∶Ac(B)、Z9-14∶Ac© 和E11-14∶Ac(D),其比例为100∶27∶20∶27。     

斜纹夜蛾在风洞中对性信息素的行为反应及田间诱捕试验

雌蛾腺体内含量最高的组份9,11-14∶Ac（A）在风洞中能引起雄蛾从搜索气迹、定向飞行到撒开味刷企图交尾连续的行为反应,而雌蛾腺体内其它组份单独使用时均不能引起雄蛾上述行为反应。一定量的Z9,E12-14∶Ac（B）对A的活性有增效作用,诱芯中B数量过多,不但失去对A的活性增效作用,还对雄蛾接近诱芯和企图交尾有强烈的抑制作用。9-14∶Ac（C）与11-14∶Ac (D)对雄蛾的定向行为无影响,诱芯中含有50%的C时,反而对雄蛾接近诱芯和企图交尾有抑制作用。A与B在滤纸诱芯中的含量比例与诱芯释放的挥发物比例明显不同,从9∶1（A∶B）诱芯释放的挥发物比例更接近于雌蛾腺体内的天然比例。田间诱捕试验中两组份诱芯的诱捕量随两组份比例不同而变化, 9∶1（A∶B）诱芯的诱捕量最大,1∶1（A∶B）诱芯的诱捕量低于单一的A组份诱芯。     

性信息素对斜纹夜蛾雄蛾嗅觉相关基因 abp,pbp 和 or 表达的影响

【目的】信息素是个体之间传递信息的重要分子,研究性信息素对斜纹夜蛾 Spodoptera litura 嗅觉相关基因表达的影响对于增加性信息素作用机理的认识及其应用有重要的意义。【方法】本研究通过实时定量PCR（qRT-PCR）技术探究在性信息素刺激处理条件下,斜纹夜蛾成虫嗅觉相关基因 abp, pbp 和 or 表达水平的变化;利用性信息素在田间诱捕斜纹夜蛾雄蛾,并通过自动计数器记录每小时诱虫量,从而间接显示其交配行为的节律性。【结果】斜纹夜蛾雄虫触角中嗅觉相关基因abp, pbp 和 or 的表达具有节律特性。经性信息素化合物(Z9, Z11-14:OAc+Z9, Z12-14:OAc)刺激处理后,abp, pbp 和 or 表达量也发生了显著的改变。通过记录田间性信息素诱捕器在一天中不同时间段内诱捕的雄蛾数量,发现诱捕到的斜纹夜蛾也具有节律特性。【结论】基因表达水平上的节律特性可能与雄虫交配活动的节律相关联,说明性信息素处理也在一定程度上改变了其节律及其对性信息素的神经反应。这一结果也首次从基因水平证明性信息素的刺激处理提高了周缘神经系统对性信息素反应的敏感性,有助于我们理解性信息素作用的分子机理,对迷向及性诱和测报应用具有指导意义。     

Agrotis segetum雄蛾触角叶性信息素反应神经元对电刺激触角神经的反应

为探讨电刺激Agrotis segetum雄蛾触角神经是否可以作为MGC中神经元的识别手段,采用细胞内电生理记录方法,共记录34个对性信息素有反应的MGC神经元,并测试了其中12个神经元对性信息素刺激的反应,22个神经元对性信息素刺激和电刺激的反应。结果表明,MGC神经元对性信息素及电刺激的反应模式基本一致,为一种双相反应模式。两种刺激方式均能诱导出兴奋反应,电刺激得到的兴奋反应比由信息素刺激引起的要短;MGC神经元对两种刺激的超极化反应（抑制反应）幅度影响没有显著性差别,在电刺激实验的22个神经元上,超极化反应幅度和抑制时间都与神经元本身放电频率有一定的相关性。超极化反应是在LN参与下一定的神经回路对刺激所产生的反应而形成的。这提示两种刺激所作用的神经回路应是一致的,但从整个实验过程记录到的神经元情况来看,还须进一步结合形态学实验来验证电刺激触角神经作为MGC神经元的识别手段。     

Agrotis segetum雄蛾触角叶神经元对性信息素时间编码的机制分析

应用压力注射,在Agrotis segetum雄蛾触角叶（AL）中33个对性信息素有反应的MGC神经元上探计了对性信息素反应模式的形成机制,压力注射100mmol/L GABA进入AL神经网引起神经元一个慢的超极化电位,并有一个长时程的放电抑制相,与用性信息素刺激诱导的神经元分应很相似,但GABA并不影响神经元对性信息素刺激的去极化反应,低Cl^-溶液可减弱AL神经元对性信息素刺激的超极化反应,甚至使超极化相逆转为兴奋反应,抑制相消失。压力注射Bicuculline使神经元放电频率增加。压力注射Bicuculline的同时给予性信息素刺激,可使性信息素刺激所致的神经元放电增加进一步加强;Bicuculline可使性信息素刺激引起的神经元超极化幅度变小,放电抑制时间变短,甚至其抑制相完全被逆转为正常放电,无超极化反应和抑制相存在,结果表明,AL神经元对性信息系反应的超极化相与GABA受体有关。     

斜纹夜蛾性信息素诱捕器田间应用技术

考查斜纹夜蛾Spodoptera litura(Fabricius)性信息素诱捕器放置高度、间隔距离以及气象因子对性信息素诱集效果的影响。结果表明,放置高度为1m时,性信息素诱捕器易引起斜纹夜蛾的反应,明显优于0.5m和1.5m的诱集效果。诱捕器放置的间隔距离,以25m为诱集效果最佳,与10,15,20及30m的具有显著差异。夜间风向对诱捕器的诱蛾效果具有明显影响,在3个成一列放置的诱捕器中,诱集量最大的是放在上风口位置的诱捕器;同时,与夜间风向平行设置的诱捕器,其诱集量显著高于与夜间风向垂直设置诱捕器的诱集量。     

甜菜夜蛾对性信息素的行为反应及其田间诱捕效果

人工合成的甜菜夜蛾性信息素两组分（顺,反）-9,12-十四碳二烯醇醋酸酯（Z9,E12-14：Ac）和（顺）-9-十四碳烯醇（Z9-14：OH）按不同配比制成诱芯,在风洞中均能引起雄蛾搜索气迹、定向飞行及接近诱芯的行为反应.不同配比和剂量的诱芯诱虫效果差异显著（p＜0.05）.Z9,E12-14：Ac和Z9-14：OH按7：3配比,诱虫活性最高,表现在风洞中,搜索气迹、定向飞行和接近诱芯的蛾数最高,与处女蛾的引诱效果相当.以此配比制成的性诱剂在田间诱捕的虫量最多,与风洞的试验结果基本一致.诱芯剂量在0.05～0.5mg范围内均有显著的诱虫效果,但剂量过低或过高均导致诱捕率下降.同一配比诱芯在风洞中引起雄蛾接近诱芯的蛾量与田间诱蛾量呈显著相关（R1=0.968,R2=0.961）.并对这些结果在甜菜夜蛾田间性诱剂防治应用的前景进行了讨论.     

利用单感器记录与神经元示踪结合对棉铃虫主要性信息素感器内神经元投射的鉴定

【目的】鉴定雄性棉铃虫Helicoverpa armigera成虫触角性信息素感器嗅觉受体神经元的功能、形态及中枢投射路径。【方法】利用单感器记录技术记录棉铃虫嗅觉受体神经元对性信息素的反应,同时采用荧光染料作为示踪剂染色标记嗅觉受体神经元;使用免疫组织化学方法处理相应的脑组织,标记脑内触角叶的神经纤维球结构;用激光扫描共聚焦显微镜获取图像数据,使用图形软件ZEN和Amira 4.1.1进行三维结构重建。【结果】记录到雄性棉铃虫成虫触角上长毛形感器对主要性信息素成分Z11-16∶Ald产生明显的电生理反应,并成功染色标记了该感器内的嗅觉受体神经元。染色标记显示该感器内具有两个嗅觉受体神经元,其轴突通过触角神经分别投射触角叶内的云状体神经纤维球和普通神经纤维球。【结论】单感器记录与神经元示踪两技术结合能够用于鉴定昆虫触角嗅觉受体神经元的功能、形态和投射至神经纤维球的路径。与赖氨酸钴方法比较,使用荧光染料法进行神经元示踪,操作更简便,且易于进行三维空间分析,为调查棉铃虫其他嗅觉神经元的投射路径以明确外周气味受体感受与中枢系统的联系提供了有力技术支持。     

绿盲蝽对性信息素类似物和植物挥发物的触角电位反应

为了更好地利用性信息素类似物与植物挥发物对绿盲蝽Lygus lucorum进行监测和生物防治, 本研究采用电生理学方法测试了绿盲蝽成虫对9种性信息素类似物和12种植物挥发性物质的触角电位(electroantennogram, EAG)反应。结果表明: 在测试的这21种化合物中, 绿盲蝽对丁酸酯类化合物和绿叶气味物质的EAG反应较强; 雄虫对性信息素类似物比雌虫更敏感, 而雌虫对植物挥发物更敏感。其中性信息素类似物中, 绿盲蝽对反-2-丁酸己烯酯的EAG反应最强; 植物挥发物中, 绿盲蝽对反-2-己烯醛的EAG反应最强, 雌虫对反-2-己烯醇、反-2-己烯醛、顺-3-己烯醇等绿叶气味物质的EAG反应相对高于萜类化合物的反应。剂量反应曲线表明, 在测定的浓度范围内, 雄虫对反-2-丁酸己烯酯的反应比雌虫显著高, 而对β 蒎烯的反应则比雌虫显著低。绿盲蝽成虫对性信息素类似物和植物挥发物的EAG反应存在的两性差异具有生态适应意义: 雄虫对性信息素类似物更敏感将更有利于其寻找交配对象, 而雌虫对绿叶气味物质更敏感将更有利于其寻找产卵寄主。     

榆木蠹蛾雄蛾对性信息素不同组分及其不同比例和剂量混合物的风洞行为反应

【目的】本研究旨在深入了解榆木蠹蛾Holcocerus vicarius(Walker)信息素通讯系统。【方法】在风洞中观察了榆木蠹蛾雄蛾对合成性信息素不同组分及其不同比例及剂量混合物的行为反应。【结果】单组分试验结果表明,仅有Z7-14:Ac能够引起少量雄蛾完成从兴奋到接触诱芯并出现预交尾的全部行为反应,其余4个单组分(E3-14:Ac,Z3E5-14:Ac,E3-14:OH和Z3-14:OH)只能引起雄蛾兴奋,均不能引起雄蛾向性信息素源定向飞行。二元混合物(Z7-14:Ac+E3-14:Ac)明显增加雄蛾完整的性行为反应比例,三元混合物(Z7-14:Ac+E3-14:Ac+Z3E5-14:Ac)比例为10∶4∶4,剂量为1 300μg时有71.7%雄蛾发生预交尾,剂量为1 000μg时有70.3%雄蛾发生预交尾,两者差异不显著(P0.05)。【结论】榆木蠹蛾风洞行为实验为进一步研究其性信息素相关生物学特性及应用性信息素对榆木蠹蛾进行综合防治奠定了基础。     

氯虫苯甲酰胺诱导甜菜夜蛾细胞色素P450基因上调表达

【目的】明确氯虫苯甲酰胺对甜菜夜蛾Spodoptera exigua (Hübner)细胞色素P450基因的诱导表达作用。【方法】采用O-脱乙基香豆素法研究了低剂量氯虫苯甲酰胺处理对甜菜夜蛾幼虫中肠P450s酶活性的影响,应用Real-time PCR方法测定了其对P450基因(CYP9A9, CYP4G37,CYP4S11和CYP6B)和NADPH细胞色素P450还原酶基因(HQ852049)表达的影响。【结果】氯虫苯甲酰胺对甜菜夜蛾P450酶及相关基因的诱导作用均表现出时间效应和剂量效应,。甜菜夜蛾4龄幼虫取食0.02 mg/kg氯虫苯甲酰胺饲料至5龄, 在蜕皮后6-36 h内, 其P450s酶活性增加为对照组的1.90~2.92倍, 诱导效应高于0.01 mg/kg氯虫苯甲酰胺处理组（其P450s酶活性为对照组的1.11~1.62倍）。同时, 0.02 mg/kg氯虫苯甲酰胺处理组甜菜夜蛾中肠P450基因CYP9A9, CYP4G37和CYP6B mRNA的相对表达量分别上升为对照组的1.97~3.95, 2.46~4.29及1.53~4.48倍, NADPH细胞色素P450还原酶基因 HQ852049 的相对表达量亦增加为对照的1.85~4.08倍。【结论】结果提示,氯虫苯甲酰胺可能通过诱导3种P450基因及细胞色素P450还原酶基因 HQ852049 基因mRNA的上调表达而增强了甜菜夜蛾幼虫中肠P450s酶活性。     

斜纹夜蛾水通道蛋白1（AQP1）基因的克隆、分子特性和表达分析

水通道蛋白(aquaporin, AQP)是生物体中一种重要的跨膜通道蛋白, 它通过一些中性小分子化合物的运输, 从而参与了昆虫对食物中水分再吸收、抗寒和抗干燥等重要生理机制。为研究斜纹夜蛾中水通道蛋白的基因特征和时空表达特征, 本研究利用同源克隆和RACE技术获得了斜纹夜蛾水通道蛋白1（AQP1）基因的两个转录异构体, 并将其分别命名为SL-AQP1A （GenBank登录号： KC999953）和SL-AQP1B （GenBank登录号： KC999954）,其中SL-AQP1B比SL-AQP1A在推导的编码区5′端连续性缺失81个碱基, 而其他序列完全一致; 同源分析显示推导的SL-AQP1与家蚕为代表的水通道蛋白1具有较高的同源性。拓扑学和三级结构模拟显示其有经典的6个全跨膜结构域、2个半跨膜结构域、2个保守的NPA (asparagine-proline-alanine, 天冬氨酸-脯氨酸-丙氨酸)结构基序及选择性水孔构件ar/R （aromatic arginine, 芳香族精氨酸）。qRT-PCR结果显示, SL-AQP1整体时空表达差异性十分明显, 并且SL-AQP1B的表达量显著高于SL-AQP1A; SL-AQP1在卵期和预蛹期有较高的表达量, 在中肠、马氏管、血淋巴、消化腺中有相对较高的表达量, 暗示其在斜纹夜蛾中存在重要的渗透压调节作用。本文结果为进一步研究水通道蛋白在斜纹夜蛾中的作用提供了一定的分子基础。     

两株镰孢菌的鉴定及其粗毒素对甜瓜幼苗的化感作用

从甜瓜枯萎病发病植株及其根际病土中分离到8株真菌,以甜瓜品种“西甜1号”为材料,采用回接试验和种子萌发试验确定真菌分离物对甜瓜的致病性和生长抑制作用;通过测定盆栽幼苗根系诱导酶活性、抗性物质含量及细胞膜相对透性,研究两株有害真菌粗毒素对甜瓜幼苗的化感作用;根据形态学特征及ITS序列分析对两株有害真菌进行初步鉴定.结果表明： 两株有害真菌TF和HF粗毒素对甜瓜种子萌发以及胚轴、胚根生长具有抑制作用,可导致甜瓜幼苗根系丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白含量及细胞膜相对透性增加,其中TF粗毒素原液处理下甜瓜幼苗根系MDA含量和细胞膜相对透性较对照分别增加108.6%和40.6%.两株有害真菌粗毒素可提高甜瓜幼苗根系保护性诱导酶活性,其中,TF粗毒素10倍稀释液处理下根系苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)活性较对照分别增加25.6%和23.2%;HF粗毒素原液处理下根系PAL活性较对照提高30.0%.两株有害真菌TF和HF初步鉴定为木贼镰孢菌(Fusarium equiseti)和层出镰孢菌(F. proliferatum).两株镰孢菌虽然不能通过回接侵染甜瓜,但能通过分泌毒素影响甜瓜正常生长和生理生化代谢,同时提高甜瓜根系保护性诱导酶活性,具有有害和有益双重作用,其化感危害是引起甜瓜连作障碍的主要原因之一.     

斜纹夜蛾抗菌肽基因Moricin和Cecropin时空表达模式及微生物敏感性的分析

抗菌肽是一类具有广谱抗菌活性的小分子多肽, 包括抗细菌、 病毒和真菌。本研究以斜纹夜蛾Spodoptera litura (Fabricius)为研究对象, 利用Real-time PCR和半定量RT-PCR检测了其体内两个重要抗菌肽基因Cecropin和Moricin的时空表达模式及其对微生物的敏感性。Real-time PCR检测结果表明, 抗菌肽基因Cecropin和Moricin在斜纹夜蛾各个龄期（1, 2, 3, 4, 5和6龄幼虫、 蛹、 成虫）都有表达, 随着龄期的增长, 表达量逐渐增加, 6龄幼虫中表达量达到最高。 半定量RT-PCR检测表明, 抗菌肽基因Cecropin和Moricin在7个不同组织（气管、 卵巢、 马氏管、 体壁、 中肠、 脂肪体和血细胞）中都有表达, Cecropin在脂肪体中表达量最高, 而Moricin在血细胞中表达量相对较高; RT-PCR检测表明, Cecropin和Moricin的表达在大肠杆菌Escherichia coli诱导后迅速上升, 其中诱导后8 h达到高峰期, 一直持续到48 h。不同病原微生物（大肠杆菌E. coli、 金黄色葡萄球菌Staphyloccocus aureus和白僵菌Beauveria bassiana）分别诱导后, Real-time PCR 检测表明, 斜纹夜蛾抗菌肽基因Cecropin和Moricin对大肠杆菌的刺激最为敏感。本研究结果为进一步研究斜纹夜蛾抗菌肽基因Cecropin和Moricin的功能奠定基础。     

斜纹夜蛾蜕皮激素受体与超气门蛋白的原核表达及活性检测

双酰基肼类杀虫剂模拟天然蜕皮激素作用影响幼虫蜕皮。昆虫蜕皮激素受体的高度敏感性和专一性要求必须建立新的杀虫活性检测技术, 以适应快速准确和大批量筛选的要求。本研究采用RT-PCR技术, 获取斜纹夜蛾Spodoptera litura蜕皮激素受体（EcR）与超气门蛋白（USP）功能域目的基因, 构建EcR、 USP功能区基因原核表达载体（pEHISEGFPTEV-EcR_cde和pEHISEGFPTEV-USP_cde）。载体经诱导表达和蛋白纯化, 获得EcR和USP功能区纯化蛋白。在蛋白浓度l mg/mL, ³H-PonA终浓度8 nmol/L的条件下, 采用放射性配基受体结合分析测定了4种药剂（虫酰肼、 呋喃虫酰肼、 抑食肼和灭幼脲）不同浓度下的放射性比活的变化。结果显示： 随着药剂浓度的逐渐增大, 前3种药剂的放射性比活都有不同程度的降低, 其中虫酰肼的放射性比活降低程度最大, 其次是呋喃虫酰肼和抑食肼, 灭幼脲的放射性比活基本无变化。这些结果表明相同条件下虫酰肼比呋喃虫酰肼和抑食肼有更高的杀虫活力, 本研究的方法可对双酰基肼类杀虫剂或者先导化合物进行初步筛选。     

与中红侧沟茧蜂生境与寄主定位相关的玉米及棉铃虫幼虫体表挥发性成分的提取与鉴定

【目的】鉴定玉米Zea mays L.和棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)幼虫体表挥发性成分中对中红侧沟茧蜂 Microplitis mediator (Haliday)具有生境与寄主定位作用的信息化合物,从化学生态学的角度研究玉米-棉铃虫-中红侧沟茧蜂三重营养关系,解释中红侧沟茧蜂寻找寄主的过程中的信息识别机制,为害虫的综合防治的“推-拉”方法提供一定的理论基础。【方法】利用触角电位仪(EAG)、触角电位联用仪(GC-EAD)、气质联用仪(GC-MS)及“Y”型嗅觉仪确定玉米和棉铃虫幼虫体表提取物的信息化合物。在室内利用玉米以及棉铃虫幼虫体表挥发物标准品化合物以及模拟混合物,使用“Y”型嗅觉仪进行中红侧沟茧蜂成虫行为反应试验。【结果】玉米挥发物中有11种化学成分,棉铃虫幼虫体表挥发物中有6种化学成分对中红侧沟茧蜂的触角具有电生理活性,其中4种成分在两种挥发物中都存在。室内行为反应试验发现：与正己烷对照相比,玉米的模拟组分对雌、雄蜂均表现出显著（P<0.05）的诱引作用;棉铃虫1龄幼虫体表模拟组分对雌蜂具有极显著的诱引作用（P<0.01）,对雄蜂具有显著的诱引作用（P<0.05）;棉铃虫2龄幼虫体表模拟组分对雌蜂具有显著的诱引作用（P<0.05）。【结论】本研究证明了玉米以及棉铃虫幼虫体表挥发物中分别存在11种（庚醛、2-己醇、1-己醇、1-辛烯-3-醇、壬醛、葵醛、苯甲醛、反式-2-壬烯-1-醇、己酸、苯基乙醇、月桂醇）和6种（2-己醇、己酸乙酯、1-己醇、壬醛、辛酸乙酯、癸醛）中红侧沟茧蜂生境及寄主定位的化学信息物质。