低温对沙葱萤叶甲越冬卵存活和发育的影响

【目的】沙葱萤叶甲Galeruca daurica(Joannis)是近年来在内蒙古草原暴发成灾的一种新害虫,以卵在牛粪、石块及草丛下越冬,了解其越冬卵的抗寒能力有助于预测其分布范围及种群数量动态。【方法】在室内测定了沙葱萤叶甲越冬卵在不同低温条件下(-18~-39℃)暴露12和24 h及在-30℃低温条件下暴露不同时间(0~60 d)的存活率以及存活卵的发育历期。【结果】低温强度和暴露时间对沙葱萤叶甲越冬卵的存活率有显著影响,随着温度的降低和暴露时间的延长,越冬卵的存活率降低。当温度≤-33℃暴露12 h或≤-30℃暴露24 h,越冬卵存活率显著低于其相应的对照(25℃)。越冬卵低温暴露12和24 h的致死中温度(LT50)分别为-33.08和-32.13℃,在-30℃下的致死中时间(Lt50)为33.33 d。经-36℃低温暴露12 h或≤-33℃低温暴露24 h后,存活的越冬卵发育历期显著延长,而-30℃低温暴露30 d内差异不显著。【结论】沙葱萤叶甲越冬卵抗寒能力强,冬季低温通常不会造成越冬卵的大量死亡。     

变温和恒温对沙葱萤叶甲发育速率的影响

沙葱萤叶甲为近年来在内蒙古草原猖獗成灾的新害虫,为明确温度对其发育速率的影响,分别设置5个变温组合(8/20℃,11/23℃,14/26℃,17/29℃和20/32℃)和6个恒温(13℃,17℃,21℃,25℃,29℃和33℃),比较了变温和恒温对沙葱萤叶甲幼虫和蛹发育速率的影响。结果表明,不同变温组合和恒温对沙葱萤叶甲幼虫和蛹的发育速率有显著的影响。发育历期随温度的升高而缩短,在变温条件下,1龄幼虫期、2龄幼虫期、3龄幼虫期、总幼虫期和蛹期分别从最低温度组合(8/20℃,平均15℃)的11.00,13.44,23.18,46.42和16.89 d,缩短至最高温度组合(20/32℃,平均27℃)的4.92,4.63,9.17,17.83和5.83 d;在恒温条件下,13℃下幼虫不能发育和存活,1龄幼虫期、2龄幼虫期、3龄幼虫期、总幼虫期和蛹期分别从17℃的14.50,10.75,20.63,45.50和11.00 d,缩短至33℃的6.10,5.47,10.60,22.17和5.33 d。在变温条件下,幼虫和蛹的发育起点温度分别为7.44℃和8.48℃,有效积温分别为344.82日度和113.52日度;在恒温条件下,幼虫和蛹的发育起点温度分别为0.64℃和5.11℃,有效积温分别为714.28日度和147.06日度。变温促进了沙葱萤叶甲幼虫和蛹的发育,本研究结果为沙葱萤叶甲的预测预报及综合防控提供了科学依据。     

沙葱萤叶甲成虫触角感器超微结构及对沙葱挥发物的触角电位反应

【目的】明确沙葱萤叶甲Galeruca daurica成虫触角感器类型及对寄主植物挥发物的电生理反应,为进一步研究沙葱萤叶甲的化学感受机理奠定基础。【方法】使用扫描电子显微镜观察沙葱萤叶甲成虫触角上的感器类型;采用顶空动态吸附收集法采集寄主植物沙葱Allium mongolium的挥发物,利用气质联用仪测定沙葱主要挥发物组分,并利用触角电位技术(electroantennogram, EAG)测定沙葱萤叶甲成虫对这一寄主植物主要挥发物成分的电生理反应。【结果】沙葱萤叶甲成虫触角上分布的感器主要有5种类型,分别是毛形感器(sensilla trichodea, ST)、刺形感器(sensilla chaetica, SC)、锥形感器(sensilla basiconica, SB)、钟形感器(sensilla campaniformia, SCa)和B9hm氏鬃毛(B9hm bristles, BB)。沙葱挥发物主要由32种化合物组成,其中,含硫化合物占总量的49.3%。雌成虫对二烯丙基硫醚、二烯丙基二硫、顺-2-己烯-1-醇、2-己烯醛、苯甲酸甲酯和己醛6种化合物表现出较强的触角电位反...     

沙葱萤叶甲对蜕皮激素响应的转录组分析

为建立沙葱萤叶甲Gauleruca daurica成虫对蜕皮激素(20-hydroxyecdysone, 20E)响应的转录组数据库,挖掘对20E响应的基因以及代谢和信号通路,并在转录组水平探讨20E调控生殖滞育的分子机制,本研究采用Illumina HiSeqTM4000高通量测序平台对20E及二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide, DMSO)处理后的沙葱萤叶甲成虫进行了转录组测序,共获得80 313个unigene;与阴性对照DMSO相比,共获得201个差异表达基因,其中106个上调、95个下调。GO和KEGG富集分析表明,多数差异表达功能基因富集于各种代谢通路,其中核黄素代谢(riboflavin metabolism)、溶酶体(lysosome)和泛酸与乙酰辅酶A合成(pantothenate and CoA biosynthesis)通路显著富集(q<0.05)。结果表明,20E可能通过影响多种代谢通路调控沙葱萤叶甲的生殖滞育。     

基于转录组数据高通量发掘沙葱萤叶甲微卫星引物

【目的】沙葱萤叶甲Galeruca daurica(Joannis)是近年来在内蒙古草原上猖獗发生为害的一种新害虫。本研究从其高通量转录组数据中查找微卫星序列,并进行微卫星位点的信息分析和微卫星引物的发掘,将为进一步研究沙葱萤叶甲遗传多样性及遗传分化奠定必要的基础。【方法】应用软件MISA对沙葱萤叶甲转录组中72 352条unigenes的数据进行搜索。【结果】共找到3 880个微卫星位点,分布于3 277条unigenes中,其主要重复类型为单核苷酸重复(80.85%),其次为三核苷酸重复(11.08%),再次为二核苷酸重复(7.37%)。单核苷酸重复中主要是A/T基序,占总量的77.76%。从1 814条unigenes中成功设计出2 160对引物,从中随机选取10对引物对沙葱萤叶甲DNA进行扩增,结果全部扩增出目的 DNA片段。【结论】利用沙葱萤叶甲转录组数据开发微卫星引物是可行的,本研究开发的微卫星引物为研究沙葱萤叶甲种群遗传学和功能基因组学奠定了必要的基础。     

沙葱萤叶甲表皮蛋白基因的鉴定及表达谱分析

【目的】表皮蛋白是昆虫体壁的主要组成部分,在昆虫生长发育中起着重要的作用。本研究旨在鉴定沙葱萤叶甲Galeruca daurica表皮蛋白基因,分析其表达模式,以期为进一步研究其在沙葱萤叶甲生长发育中的作用提供必要的基础。【方法】根据本实验室组装的沙葱萤叶甲转录组测序数据,应用生物信息学方法鉴定表皮蛋白基因全长开放阅读框(ORF);采用RT-qPCR技术测定鉴定的8个表皮蛋白基因在沙葱萤叶甲不同发育阶段和3龄幼虫不同组织(头部、体壁、消化道和脂肪体)中的表达谱。【结果】基于转录组数据鉴定到8条沙葱萤叶甲表皮蛋白基因的开放阅读框(ORF)全长序列,命名为GdauCP1-8(GenBank登录号:MN629000-MN629007),ORF长417～810 bp,编码138～269个氨基酸,预测分子量为15～28 kD,等电点pI为4.45～8.62;具有16～20个氨基酸的信号肽;GdauCP1具有典型的跨膜结构,其余7个GdauCP蛋白无跨膜结构。同源序列比对和系统发育分析表明,GdauCP3与马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata CP的氨基酸序列一致性最高,为...     

沙葱萤叶甲表皮蛋白基因的鉴定及表达谱分析

【目的】表皮蛋白是昆虫体壁的主要组成部分,在昆虫生长发育中起着重要的作用。本研究旨在鉴定沙葱萤叶甲Galeruca daurica表皮蛋白基因,分析其表达模式,以期为进一步研究其在沙葱萤叶甲生长发育中的作用提供必要的基础。【方法】根据本实验室组装的沙葱萤叶甲转录组测序数据,应用生物信息学方法鉴定表皮蛋白基因全长开放阅读框(ORF);采用RT-qPCR技术测定鉴定的8个表皮蛋白基因在沙葱萤叶甲不同发育阶段和3龄幼虫不同组织(头部、体壁、消化道和脂肪体)中的表达谱。【结果】基于转录组数据鉴定到8条沙葱萤叶甲表皮蛋白基因的开放阅读框(ORF)全长序列,命名为GdauCP1-8(GenBank登录号: MN629000-MN629007),ORF长417~810 bp,编码138~269个氨基酸,预测分子量为15~28 kD,等电点pI为4.45~8.62;具有16~20个氨基酸的信号肽;GdauCP1具有典型的跨膜结构,其余7个GdauCP蛋白无跨膜结构。同源序列比对和系统发育分析表明,GdauCP3与马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata CP的氨基酸序列一致性最高,为60.00%;其余的GdauCPs与玉米根萤叶甲Diabrotica virgifera virgifera CP的氨基酸序列一致性最高,为58.52%~80.00%。GdauCP1-4属于RR-2亚家族,GdauCP5-7属于RR-1亚家族,GdauCP8的亚家族归属未确定。RT-qPCR分析表明,8个GdauCP基因在沙葱萤叶甲不同发育阶段及3龄幼虫不同组织内均有表达,且表达量存在显著差异。GdauCP2, GdauCP4, GdauCP5和GdauCP6在1龄幼虫期高表达,GdauCP3, GdauCP7和GdauCP8在蛹期高表达,GdauCP1在3龄第3天幼虫期高表达;除GdauCP2在成虫中表达水平较高外,其他GdauCP基因在成虫中的表达水平均很低。GdauCP1在头部和体壁中高表达,GdauCP2和GdauCP8在脂肪体中高表达,GdauCP3, GdauCP4, GdauCP6和GdauCP7在消化道中高表达,而GdauCP5在体壁中高表达。【结论】8个GdauCP基因在沙葱萤叶甲不同发育阶段和组织间差异表达,且表达模式不同,意味着不同GdauCP可能具有不同的功能。     

榆黄毛萤叶甲的发育起点温度与有效积温的测定

【目的】有效防控榆黄毛萤叶甲Pyrrhalta maculicollis(Mots.)在吐鲁番地区的危害。【方法】本研究在室内设置22、25、28、31和34℃5个温度梯度,分别测定榆黄毛萤叶甲各虫态的发育历期,并以有效积温法则和"最小二乘法"计算出榆黄毛萤叶甲各虫态的发育起点温度和有效积温。【结果】卵、幼虫、蛹、产卵前期及全世代的发育起点温度分别为13.83、12.64、12.48、14.63和14.01℃,有效积温分别为83.99、186.32、121.50、185.42和550.54日·度。榆黄毛萤叶甲发育速率与温度的关系分别采用线性日度模型式和Logistic曲线模型式进行拟合,建立各虫态发育速率与温度关系模型。由Lagrange中值定理求出各虫态的发育最适温度、适宜温区,其全世代的分别为:Tmid为28.23℃、Tmin为14.36℃、Tmax为42.11℃。【结论】明确了榆黄毛萤叶甲各虫态的发育起点温度及有效积温,计算出了各虫态的理论发育最适温度及适宜温区,为准确预报榆黄毛萤叶甲发生期及有效防治提供理论依据。     

沙葱萤叶甲钙结合蛋白基因的鉴定及表达谱分析

【目的】沙葱萤叶甲Galeruca daurica是一种近年来在内蒙古草原上猖獗成灾的新害虫。本研究旨在克隆沙葱萤叶甲钙结合蛋白(calcium-binding protein,CaBP)基因,分析其在沙葱萤叶甲成虫不同发育阶段及不同温度下的表达谱,为进一步探究其在沙葱萤叶甲生长发育及滞育过程中的作用奠定基础。【方法】根据沙葱萤叶甲转录组和蛋白质组数据,筛选CaBP基因序列信息,应用RT-PCR技术克隆获得CaBP基因的开放阅读框(ORF)全长序列,并对其进行生物信息学分析;通过qPCR检测其在沙葱萤叶甲成虫不同日龄(羽化后3,7,10,15,20,30,40,60,90和110 d)及3日龄成虫在不同温度(0,5,10,15,20,25,30和35℃)下处理1 h后的表达水平。【结果】克隆得到4条具有完整ORF的沙葱萤叶甲CaBP基因cDNA序列,分别命名为GdCaM,GdCAPSL,GdTnCl和GdCRT(GenBank登录号:MN695412-695415),ORF全长分别为480,648,516和1 209bp,分别编码149,215,171和402个氨基酸;只有GdCRT拥...     

内蒙古百万亩草场遭受沙葱萤叶甲暴发危害

<正>2010年5月底至6月初,内蒙古锡林郭勒草原遭受一种甲虫危害,致使严重受害面积9.3万hm2,害虫发生面积达25.3万hm2。经中国科学院动物研究所杨星科研究员和葛斯琴     

沙葱萤叶甲的过冷却能力与抗寒性

【目的】沙葱萤叶甲Galeruca daurica Joannis于2009年开始在内蒙古草原暴发成灾, 发生地区不断扩大, 危害日趋严重, 严重影响内蒙古草原畜牧业的可持续发展和生态安全。低温是影响昆虫生长发育和存活的关键因子, 而昆虫对低温的耐受性决定了其越冬存活率。了解沙葱萤叶甲的过冷却点及抗寒能力有助于预测其分布范围及种群数量动态。【方法】采用热电偶法, 在室内测定了沙葱萤叶甲各发育阶段的过冷却点; 比较了幼虫在不同低温条件下（-6~-14℃）暴露2 h及在-5℃低温条件下暴露不同时间（0.5~8 d）的存活率。【结果】沙葱萤叶甲不同发育阶段的过冷却点存在显著差异, 从低到高依次为卵（-29.8℃）、 1龄幼虫（-14.6℃）、 2龄幼虫（-13.3℃）、 蛹（-12.1℃）、 3龄幼虫（-10.2℃）和成虫（-9.0℃）; 越冬卵12月和1月的过冷却点最低, 2月的过冷却点最高。随着处理温度的降低和处理时间的延长, 幼虫的存活率降低。1, 2和3龄幼虫在-5℃下的半致死时间（Ltime₅₀）分别为3.84, 3.80和2.28 d, 低温处理2 h后半致死温度（Ltemp₅₀）分别为-10.1, -9.1和-8.5℃, 高于其过冷却点。【结论】说明沙葱萤叶甲幼虫为不耐寒冷型(chill-intolerant)。     

沙葱萤叶甲成虫不同夏滞育阶段的转录组分析(英文)

【目的】本研究旨在揭示内蒙古草原新害虫沙葱萤叶甲Galeruca daurica专性夏滞育相关的重要基因以及代谢通路。【方法】应用RNA-Seq技术,对沙葱萤叶甲成虫不同夏滞育阶段［滞育前期(PD)、滞育期(D)及滞育后期(TD)］进行转录组测序、分析及基因功能预测,基于RNA-Seq数据筛选夏滞育不同阶段差异表达基因;利用qPCR对基于RNA-Seq数据筛选的10个差异表达基因的表达水平进行验证。【结果】从9个文库中获得202 770 198 clean reads,将12 078 060条转录本组装获得82 292 条unigene,平均长度为783.59 bp,N50为1 545 bp。沙葱萤叶甲D vs PD和TD vs D 比较组分别有2 395(2 119上调和277下调)和62(59上调和3下调)个差异基因。KEGG分析表明,D vs PD和TD vs D比较组差异表达基因分别显著富集于糖孝解/糖异生通路和脂肪酸生物合成通路;此外,许多与钙离子信号转导相关的基因在滞育期间差异表达。10个差异表达基因的qPCR分析表明,RNA-Seq与qPCR结果高度一致。【结论】糖孝解/糖异生、脂肪酸生物合成及钙离子信号通路可能在沙葱萤叶甲滞育调节中起着重要的作用。本研究为进一步研究沙葱萤叶甲成虫专性夏滞育的分子机理奠定了基础。     

短时低温对马铃薯甲虫种群增长的影响

[目的]马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata是我国重要的检疫性害虫,对茄科植物危害严重.本研究旨在明确出现倒春寒短时低温对马铃薯甲虫种群增长的影响.[方法]马铃薯甲虫卵在8℃下分别处理1,3和5d,以27℃下饲养的卵作为对照,调查卵孵化率及孵化后幼虫的生长发育和成虫繁殖情况,用种群参数评估短时低...     

蒙古沙葱萤叶甲种群遗传多样性的微卫星分析

【目的】沙葱萤叶甲 Galeruca daurica (Joannis)是一种近年来在内蒙古草原上猖獗成灾的新害虫,本研究旨在明确内蒙古沙葱萤叶甲不同地理种群间的遗传分化和基因交流程度。【方法】应用5对微卫星引物分析了沙葱萤叶甲8个地理种群的遗传多样性、基因流和遗传分化。【结果】5个位点等位基因数为10~18,有效等位基因数为9.2796~16.0388,多态信息含量值为0.6760~0.8985,期望杂合度为0.3430~0.5284,说明所选5个微卫星位点均为高度多态性位点。8个种群的期望杂合度为0.2216~0.3701,平均值为0.2680;种群间遗传分化系数为0.1244~0.4116,平均值为0.2521;种群间基因流为0.3574~1.7596,平均值为0.9622。8个地理种群根据遗传距离聚为3个分支,遗传距离与地理距离呈显著的正相关关系 (r=0.4854,P=0.0180)。【结论】沙葱萤叶甲种群遗传多样性低,不同地理种群之间基因流较小,遗传分化程度高;沙葱萤叶甲迁移能力弱和地理阻碍可能是限制其基因交流和导致遗传高度分化的主要原因。     

沙葱萤叶甲卵滞育的转录组学分析

【目的】建立沙葱萤叶甲Galeruca daurica滞育卵转录组数据库,挖掘卵滞育相关的基因以及代谢和信号通路,在转录组水平探讨卵滞育的分子机制。【方法】采用Illumina NovaSeq6000高通量测序平台对沙葱萤叶甲滞育卵与解除滞育卵进行转录组测序,并进行生物信息学分析;利用DESeq软件分析沙葱萤叶甲滞育卵与解除滞育卵中的差异表达基因,对差异表达基因进行KEGG通路富集分析;利用qRT PCR技术对10个差异表达基因的表达模式进行验证。【结果】基于沙葱萤叶甲滞育卵与解除滞育卵转录组测序结果,共获得53 389个unigene,其中差异表达基因2 145个,24个差异表达基因与保幼激素信号及脂肪酸生物合成和降解相关。与解除滞育卵相比,滞育卵转录组中1 297个基因上调表达,富集于124条KEGG通路,其中核糖体通路显著富集;848个基因下调表达,富集于73条KEGG通路,其中MAPK信号通路和糖胺聚糖生物合成通路显著富集。qRT-PCR结果表明,随机选取的10个差异表达基因的表达趋势与RNA-Seq转录组测序结果完全一致。【结论】保幼激素,脂肪酸生物合成和降解,核糖体,MAPK信号及糖胺聚糖生物合成等通路可能在沙葱萤叶甲卵滞育调控中起着重要的作用。     

短时低温胁迫对广聚萤叶甲发育和生殖的影响

广聚萤叶甲Ophraella commnuna 是入侵性杂草豚草Ambrosia artemisiifolia的一种重要专一性天敌.为探明短时低温胁迫对广聚萤叶甲发育和生殖的影响,将广聚萤叶甲置于2,5,8,11和14°C人工气候箱内(RH 70%±5%,14L:10D)处理2 h,测定卵、幼虫、蛹存活率、发育历期及成...     

RNAi介导的GdHsp60和GdHsp70基因沉默对沙葱萤叶甲幼虫抗寒性的影响

【目的】本研究旨在比较不同RNAi方法对沙葱萤叶甲Galeruca daurica幼虫热激蛋白基因(GdHsp60和GdHsp70)的沉默效率,以选择一种可高效降低靶基因表达水平的研究方法,明确这两个热激蛋白在沙葱萤叶甲幼虫抗寒性中的作用。【方法】分别通过饲喂法和显微注射法进行RNAi沉默沙葱萤叶甲1和2龄幼虫的GdHsp60和GdHsp70,采用qPCR检测GdHsp60和GdHsp70的沉默效率;通过显微注射法分别 对GdHsp60和GdHsp70进行RNAi后24 h,用热电偶法测定沙葱萤叶甲2龄幼虫过冷却点和结冰点,生物测定沙葱萤叶甲2龄幼虫暴露于不同低温条件下(-6~-14℃) 2 h的半致死温度(Ltemp₅₀)以及在-5℃低温条件下处理不同时间后的半致死时间(Ltime₅₀)。【结果】用饲喂法和显微注射法进行RNAi均可以降低GdHsp60和GdHsp70的表达水平,但显微注射法的沉默效率更高。与对照组(显微注射dsGFP)相比,沙葱萤叶甲2龄幼虫分别显微注射dsGdHsp60和dsGdHsp70 24 h后,GdHsp60和GdHsp70的表达水平均降至最低,分别降低了84.15%和92.38%。在沙葱萤叶甲2龄幼虫中,显微注射dsGdHsp60 24 h后其过冷却点、结冰点、Ltemp₅₀及Ltime₅₀值分别-10.56±0.42℃,-7.66±0.56℃,-8.33℃和49.25 h,显微注射dsGdHsp70 24 h后其过冷却点、结冰点、Ltemp₅₀及Ltime₅₀值分别为-9.08±0.23℃,-6.09±0.28℃, -8.20℃和52.21 h,而对照组的分别为-14.71±0.11℃,-13.94±0.09℃,-10.63℃和87.13 h。与对 照组(显微注射dsGFP)相比,在沙葱萤叶甲2龄幼虫分别显微注射dsGdHsp60和dsGdHsp70 24 h后过冷却点 、结冰点和Ltemp₅₀显著上升,而Ltime50值显著缩短。【结论】显微注射法可作为沙葱萤叶甲Hsp相关基 因RNAi的主要干扰方法;沉默GdHsp60和GdHsp70基因均会显著降低了沙葱萤叶甲幼虫的抗寒能力。