甜菜夜蛾微孢子虫研究:Ⅲ.超微结构与致病机理

从甜菜夜蛾幼虫体内首次分离到一种侵染寄主脂肪体、马氏管和中肠的微孢子虫,该微孢子虫对甜菜夜蛾、菜青虫和棉铃虫幼虫有较强的致病力,并可经卵垂直传播;水平传播主要借助于病虫的粪便及虫尸。用电镜观察了该微孢子虫感染甜菜夜蛾幼虫后的超微结构变化。结果表明：寄主细胞被感染后,细胞核膨大并变形,由正常的圆球形被挤压成长条状,但核膜及核周间隙没有发生变化;线粒体体积变小,嵴增宽,嵴的排列方向发生改变,双层膜部分     

STUDIES ON NOSEMA SP.(MICROSPORIDA) FROM BEET ARMYWORM,LAPHYGMA EXIGUA (HÜBNER):

从甜菜夜蛾幼虫体内首次分离到一种侵染寄主脂肪体、马氏管和中肠的微孢子虫,该微孢子虫对甜菜夜蛾（Laphygma exigua）、菜青虫(Pieris rapae)和棉铃虫（Helicoverpa armigera）幼虫有较强的致病力,并可经卵垂直传播; 水平传播主要借助于病虫的粪便及虫尸。用电镜观察了该微孢子虫感染甜菜夜蛾幼虫后的超微结构变化。结果表明寄主细胞被感染后,细胞核膨大并变形, 由正常的圆球形被挤压成长条状,但核膜及核周间隙没有发生变化;线粒体体积变小,嵴增宽,嵴的排列方向发生改变,双层膜部分或全部被破坏而消失,最后线粒体解体; 细胞质中平行排列的扁平囊状粗面内质网变得紊乱,在严重感染的细胞中, 内质网被挤压成小碎片。研究还发现,该微孢子虫只在寄主细胞质中发育而不侵入细胞核。文中还对微孢子虫的致病机理进行了讨论。     

球孢白僵菌不同感染方式侵染棉铃虫幼虫的毒性比较及组织病理变化

为明确球孢白僵菌在不同感染方式下对棉铃虫的侵染能力, 采用饲喂法和浸渍法测定了球孢白僵菌HFW-05对棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner) 2龄幼虫的致病力, 并通过组织切片显微技术、 扫描电镜技术观察了球孢白僵菌HFW-05对棉铃虫的致病方式。结果表明: 白僵菌HFW-05可通过消化道（饲喂法）成功侵染2龄棉铃虫, 接种感染6 d后的校正死亡率为75.8%。经由体表（浸渍法）接种白僵菌HFW-05的试虫, 试验中体重的变化和取食量与对照相近（6 d校正死亡率仅为17.3%, 不能通过体表达到致病效果）。组织病理学变化表明: 26±1℃条件下, HFW-05菌株对棉铃虫以消化道侵染为主, 侵染后可导致寄主中肠微绒毛脱落严重, 肠壁组织溶解并最终只剩余底膜; 马氏管变形萎缩, 边缘向外突出隆起, 管径变大; 脂肪体萎缩解体, 结构松散; 表皮下的细胞被菌丝侵染破坏。浸渍法接种的试虫, 切片观察处理6 d后试虫, 体内未发现菌丝, 肠壁组织正常完整。扫描电镜观察, 浸渍法接种的分生孢子未能穿透棉铃虫表皮, 而是贴于寄主表皮表面生长, 在湿度合适的条件下, 菌丝生长到一定时间后断裂成为芽生孢子。白僵菌HFW-05可经由消化道对棉铃虫达到较高的致病效果, 在一定程度上弥补外界环境对白僵菌侵染的不利影响, 对今后应用白僵菌进行生物防治具有重要意义。     

棉铃虫幼虫取食Vip3Aa蛋白后的中肠组织病理变化

为了进一步明确Vip3Aa的作用机制, 利用透射电镜观察了棉铃虫4龄幼虫取食含Vip3Aa蛋白饲料后中肠杯状细胞的病理变化, 并比较了其病变与取食含Cry1Ac饲料后棉铃虫组织病变的差异。取食含Vip3Aa饲料后, 棉铃虫幼虫的中肠杯状细胞逐渐发生病变, 主要表现为： 微绒毛肿胀、 脱落; 细胞核核膜界限不清晰, 染色质分布不均匀; 线粒体变形、 数量减少, 内脊不清晰; 内质网杂乱不规则、 数量减少。与取食Cry1Ac的棉铃虫相比, 取食Vip3Aa的棉铃虫中肠杯状细胞发生病变较为缓慢, 在取食12 h后才发现明显病变, 随着取食时间的增加病变越来越明显; 而取食Cry1Ac的棉铃虫2 h后中肠杯状细胞就出现明显病变。本研究可为Vip3Aa作为新毒素策略的重要蛋白在棉铃虫Helicoverpa armigera综合防治中更好地发挥作用提供理论依据。     

微孢子虫致病与传播及其对昆虫免疫繁殖作用的研究进展

微孢子虫Microsporidia是专性细胞内寄生的原生动物,是一种很有应用潜力的微生物杀虫剂。大部分微孢子虫能寄生于昆虫,侵染寄主的中肠、马氏管、脂肪体、卵巢甚至神经,从而影响昆虫的免疫健康和生殖健康,引起昆虫的流行病。本文简要概述了微孢子虫的致病机理、传播方式,介绍了微孢子虫影响昆虫生殖和免疫健康等方面的研究进展,以期为应用微孢子虫控制害虫提供参考。     

取食Cry2Ab蛋白后棉铃虫幼虫中肠组织的病理变化

为了明确Cry2Ab杀虫蛋白的作用机制, 利用透射电镜观察了棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)3龄末幼虫取食含Cry2Ab蛋白（8 μg/g）饲料后中肠的组织病理变化, 并与分别取食含Cry1Ac蛋白（0.97 μg/g）饲料和正常饲料的棉铃虫进行了比较。结果表明： 棉铃 虫取食Cry2Ab蛋白后中肠细胞及其细胞器均发生了明显的病变, 主要表现为： 中肠杯状细胞的杯腔肿胀或拉长, 部分柱状细胞被杯状细 胞挤压出来, 微绒毛脱落, 细胞核皱缩, 质膜和核膜不清晰, 染色质凝聚, 线粒体拉伸变形, 内质网肿胀断裂; 并且随着取食时间 的延长病变越来越明显。与取食Cry1Ac蛋白的棉铃虫相比, Cry2Ab引起棉铃虫中肠组织发生病变的速度较慢。本研究可为Cry2Ab作为转基 因棉花的重要杀虫蛋白在将来更好地发挥作用提供理论依据。     

小麦纹枯病菌侵染过程的组织学研究

本文报道了小麦纹枯病菌(Rhizoctonia cerealis)侵染小麦的过程。病菌在穿透寄主之前产生侵染垫、菌丝圈以及形态简单的单附着胞等侵染结构。由侵染垫基部菌丝或附着胞产生的侵染菌丝直接或通过气孔侵入寄主,也可见菌丝直接侵入寄主;菌丝侵入寄主表皮后,迅速在受侵细胞内呈网状扩展,并直接穿透毗邻细胞壁,向其它细胞纵横扩展。受病组织出现细胞变形、变空;接近菌丝的质膜发生质壁分离,质膜断裂：叶绿体变形、变小或接近消失,类囊体被破坏,叶绿体内嗜饿颗料减少或无;线粒体解体等系列组织病变。     

家蚕微孢子虫极管蛋白1 (NbPTP1) 在果蝇S2细胞中的表达与糖基化修饰

极管蛋白(Polar tube protein)是极管的主要成分,能特异性定位于微孢子虫极管,在微孢子虫侵染宿主过程中发挥重要作用。文中分析了家蚕微孢子虫极管蛋白1中潜在的O-、N-糖基化修饰位点,克隆了家蚕微孢子虫极管蛋白1全基因序列,并将其插入带有V5和His标签的真核表达载体pMT/Bip/V5-His A中,成功构建了pMT/Bip/V5-His A-NbPTP1重组质粒,经转染果蝇S2细胞后,发现NbPTP1基因能在果蝇细胞中高效表达。此外,Lectin blotting和β-消除反应分析结果表明:果蝇S2细胞内表达的NbPTP1具有O-糖基化修饰特征。以上结果为研究NbPTP1的糖基化修饰特征与其功能之间的关系提供了基础,有助于揭示微孢子虫侵染机制,建立可行有效的微孢子虫病诊断和防治措施。     

小分子热激蛋白基因HaHSP19.8在棉铃虫抗逆反应中的作用

【目的】小分子热激蛋白(small heat shock protein, sHSP)在昆虫抵御外界环境压力中至关重要。本研究旨在探究小分子热激蛋白sHSP19.8基因在棉铃虫Helicoverpa armigera生长发育、抵御高温胁迫和对Cry1Ac杀虫蛋白抗性机制中的作用,为更深入探析该基因作用机理及棉铃虫的防治奠定基础。【方法】通过PCR结合RACE克隆棉铃虫sHSP19.8基因序列,利用生物信息学软件对该基因序列进行分析;通过qRT-PCR测定Cry1Ac敏感棉铃虫5龄幼虫在40℃高温下处理1 h和2 h及饲喂含30 μg/mL Cry1Ac的人工饲料1 h和2 h后该基因的表达量,并测定抗感Cry1Ac棉铃虫不同发育阶段(1-5龄幼虫、蛹及成虫)和5龄幼虫不同组织(前肠、中肠、后肠、马氏管及表皮)中该基因的表达模式。【结果】获得了棉铃虫sHSP19.8基因的全长cDNA序列,命名为HaHSP19.8(GenBank登录号: XP_021195228.1),长608 bp,开放阅读框长528 bp,编码175个氨基酸残基,具有小分子热激蛋白的典型α-晶体结构域(α-crystallin domain, ACD)。该基因受40℃高温和30 μg/mL Cry1Ac杀虫蛋白诱导时在Cry1Ac敏感棉铃虫5龄幼虫中均过量表达;在Cry1Ac敏感棉铃虫整个发育阶段和5龄幼虫各组织中均表达,其中在成虫和5龄幼虫以及5龄幼虫表皮、马氏管和中肠内表达量较高;但是该基因在Cry1Ac抗性品系各个发育阶段和5龄幼虫各组织中表达量相比敏感品系都显著较低。【结论】结果说明HaHSP19.8参与棉铃虫生长发育和生理生化的过程,帮助昆虫抵御外界环境压力,并可能参与到棉铃虫对Cry1Ac的抗性机制中。     

棉铃虫核多角体病毒病的组织病理研究

棉铃虫(Heliothis armigera)核多角体病毒(VHA-273),对寄主的主要病变,发生于三种敏感性组织,即脂肪体、表皮层、气管基质。这些组织可能同时被感染。中肠未被破坏,肌肉、马氏管、神经节等,不受损害。在敏感性组织中,多角体发展迅速,自感染后出现胞核膨大,多角体复制培殖,互组织被破坏,为时仅5-6天,细胞病变均较明显而典型。第七天可达死亡高峰,病虫死亡后即全部液化解体。电镜观察表明:病毒粒子进入敏感性组织后,在细胞核内复制增殖,形成病毒束,并逐步由蛋白质包埋,形成多角体,其大小自1.25-5.0徵米。多角体为不甚规则的圆形,也有典型的多角形等,表面不太平平滑。病毒粒子为棒状,两边平行,两端钝圆,多个成束(极少数单个的),似乎是随机而无规律地排列。在一个多角体的切面中,最多可见到20个以上的病毒束,而每束的粒子则未超过10个。这种核多角体病毒属于“多粒包埋病毒”(MEV)型。     

Histopathology of <Emphasis Type="Italic">Rhipicephalus sanguineus</Emphasis> (Acari: Ixodidae) ticks fed on resistant hosts

Histological features of Rhipicephalus sanguineus ticks fed on dog, a non resistant host, and on guinea pig, a resistant host, were compared. Unfed ticks and ticks from each host species were collected during first and third infestation and processed for histology. Many ticks from guinea pigs, especially during third infestation, were unattached, dehydrated and small. Only the midgut of ticks fed on guinea pigs had host leukocytes. Vacuolization of midgut cells was observed in all ticks, with exception of those fed on dogs for more than 96 h. Ticks of guinea pigs, particularly from third infestation, had vacuolated tracheae and swelling of malpighian tubules. Solely ticks from third infestation of guinea pigs displayed vacuolization of oocytes. Ticks fed on guinea pigs also had an increased number of guanine spherules. Observed alterations in ticks from guinea pigs are discussed.     

苦皮藤素V对东方粘虫中肠细胞及其消化酶活性的影响

苦皮藤素V是从杀虫植物苦皮藤Celastrus angulatus Max.根皮中分离的一种对昆虫具有毒杀活性的新化合物。该文通过电镜观察和生化分析研究了其对东方粘虫Mythimnaseparata(walker)幼虫中肠组织及中肠主要消化酶活性的影响。电镜观察发现,中毒试虫的中肠细胞及其细胞器发生明显病变：柱状细胞顶膜微绒毛零乱、减少;线粒体肿胀,出现空白亮区,双层膜不完整;细胞质密度降低,细胞器排列紊乱;内质网池扩张,囊泡化,粗面内质网减少;杯状细胞杯腔变大,微绒毛减少。消化酶活性测定结果表明,中毒试虫中肠的蛋白酶、淀粉酶及脂肪酶的活性和正常虫相比,无显著变化。因此认为,苦皮藤素V主要作用于中肠细胞的质膜及其内膜系统。     

CYP9A17v2组成型过量表达参与棉铃虫对拟除虫菊酯的抗性

微粒体细胞色素P450氧化酶介导的解毒代谢增强是棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性的主要原因。作者前期的研究表明, CYP9A12和CYP9A14组成型过量表达与棉铃虫YGF品系对拟除虫菊酯的高水平抗性相关, CYP9A12和CYP9A14的功能表达研究结果为其参与对拟除虫菊酯抗性提供了直接证据。本研究通过对棉铃虫CYP9A17v2的克隆、mRNA表达水平和功能表达的研究, 以期明确该基因是否参与棉铃虫对拟除虫菊酯的抗性。结果表明: CYP9A17v2与CYP9A12的氨基酸序列具有很高的相似性（94%）。与棉铃虫对照品系（YG）相比, CYP9A17v2在YGF抗性品系末龄幼虫脂肪体中具有10.9倍的组成型过量表达, 而在中肠中未发现过量表达。用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae异源表达的CYP9A17v2能够代谢多种拟除虫菊酯（顺式氰戊菊酯、溴氰菊酯和氟氯氰菊酯）。据此认为CYP9A17v2组成型过量表达参与了棉铃虫对拟除虫菊酯的抗性。至此, CYP9A亚家族中已有3个P450基因（CYP9A12, CYP9A14 和 CYP9A17v2）被证实参与了棉铃虫对拟除虫菊酯的氧化解毒代谢。     

取食转Bt基因水稻对稻纵卷叶螟幼虫中肠的组织病理学效应

利用透射电镜观察了稻纵卷叶螟 Cnaphalocrocis medinalis（Guenée）幼虫取食转Bt基因水稻后中肠的组织病理变化。结果表明：稻纵卷叶螟幼虫取食转cry1Ab基因水稻后,中肠上皮细胞的线粒体先发生形态变化,随连续取食时间的延长线粒体出现凝聚、内嵴稀疏、空泡化等,在后期还呈凝聚态随突起脱落或沿杯腔边沿单一排列。内质网的变化也很明显,病变过程中伴随着粗糙内质网的肿胀、核糖体脱落,粗糙内质网增多等现象。细胞核的变化较小,在处理后期出现细胞核拉长、核仁聚集等变化。组织病变程度不一,有的细胞在病变早期就出现了空泡化。     

菜缢管蚜、棉铃虫对杀虫混剂及其单剂的抗性遗传力分析

采用阈性状分析法,估算了菜缢管蚜Lipaphis erysimi(Kaltenbach)和棉铃虫Helicoverpa armigera(Hubuer)对菊马混剂及其单剂、棉铃虫对灭铃威混剂及其单剂的抗性现实遗传力,并对抗性风险和混剂延缓抗性的作用进行了评估。结果表明,菜缢管蚜和棉铃虫对混剂的现实抗性遗传力均明显小于各单剂,依次为：拟除虫菊酯>氨基甲酸酯>有机磷>混剂。混剂的使用寿命大于组成其各个单剂的使用寿命之和,抗性风险依次为：拟除虫菊脂>氨基甲酸酯>有机磷>混剂。菊马混剂对菜缢管蚜和棉铃虫,灭铃威混剂对棉铃虫均有延缓抗性发展的作用。灭铃威对棉铃虫抗性发展的延缓作用最显著。     

棉铃虫及粘虫肠中咽侧体静止激素样活性物质对咽侧体活性的影响

利用放射化学的方法分别检测了棉铃虫Helicoverpa armigera、粘虫Mythimna separata幼虫和成虫肠中咽侧体静止激素（allatostatin, AS）样的活性物质。发现在棉铃虫、粘虫幼虫和成虫肠中均存在的AS样活性物质,可以在体外抑制咽侧体（corpora allata, CA）的保幼激素（juvenile hormone, JH）的生物合成。生物测定的结果表明,粘虫幼虫肠中AS样活性物质的含量较棉铃虫的高;粘虫1个幼虫肠当量对CA的JH合成的抑制率达43%,而棉铃虫幼虫肠只有26%。无论是棉铃虫还是粘虫,雌成虫中肠对CA的抑制比雄成虫中肠的高,后肠对CA的JH合成的抑制明显的低于中肠对CA的抑制。中肠对CA的JH合成的抑制是可回复的。中肠粗提物经蛋白酶水解后对CA合成JH的抑制率降低,表明肠中AS样的活性物质是肽或蛋白质。     

Morphology and ultrastructure of the alimentary canal of the cicada Platypleura kaempferi (Hemiptera: Cicadidae)

The alimentary canal of cicada Platypleura kaempferi is described. It comprises the oesophagus, filter chamber, external midgut section and hindgut. The elongate oesophagus expands posteriorly, with its posterior end constricting to become a bulb. The filter chamber consists of two parts: a very thin sheath and a filter organ. The filter organ is composed of the anterior and posterior ends of the midgut (internal midgut section), and the internal proximal ends of the Malpighian tubules. The external midgut section differentiates into a collapsed sac and a midgut loop. The latter is divided into three distinct segments. The hindgut contains a dilated rectum and a long narrow ileum. The distal portions of the four Malpighian tubules are enclosed in a peritoneal sheath together with the distal ileum before reaching to the rectum. Ultrastructurally, the oesophagus and the hindgut are lined with a cuticle. The filter chamber sheath consists of cells with large irregular nuclei. Filamentous substances coat the microvilli of the cells of the internal midgut section. The posterior end of the midgut comprises two types of cells, with the first type of cells containing many vesicles and scattered elements of rough endoplasmic reticulum. The anterior and posterior segments of the midgut loop cells have ferritin‐like granules. The ileum cells have well‐developed apical leaflets associated with mitochondria. Accumulations of virus‐like particles enclosed in the membrane are observed in the esophagus, conical segment, mid‐ and posterior segments of the midgut loop.     

粘虫的胚胎发育

粘虫(Mythimna separata)胚胎发育经过卵裂及胚盘形成、胚带及原肠发生、胚带分节及附肢形成、体壁形成及背向闭合、胚胎反转和器官发生与形成6个时期。粘虫卵在25℃,胚胎发育至12h,胚带呈新月形或“C”字形。随着原肠发生,首先出现口陷与肛陷,与此同时,胚带逐渐伸长并开始分节。胚胎发育至32h,胚带头尾相接并呈波浪形弯曲,在胚胎反转前,胚胎发育至42h,前肠、后肠及马氏管已经形成。胚胎发育至54h时,胚动完成之 后,中肠才明显可见。同时将大量卵黄包围起来。神经系统的发生与气管形成始于原肠发生之后,至胚胎反转之前,神经节索才出现,随着胚动发生,神经节体积不断增大,腹神经索逐渐形成,纵走气管明显可见。     

Studies on the morphology and ultrastructure of the Malpighian tubules of Halobiotus crispae Kristensen, 1982 (Eutardigrada)

The excretory and osmoregulatory system of Halobiotus crispae consists of two lateral and one smaller dorsal Malpighian tubules, which empty into the digestive tract in the transition zone of the midgut and rectum. The tubules are identical at the ultrastructural level, and consist of an initial segment with three large cells, a thin transitional distal part lacking a nucleus, and a proximal part with 9–12 nuclei. The initial segment possesses deep basal infoldings and interdigitating, finger-shaped processes of the plasma membrane, large mitochondria and giant nuclei. The distal part is a short section which supports the initial segment. Cellular offshoots from the succeeding proximal part constitute the distal part. The distal and proximal parts contain intercellular canals with concretions of variable size. The exit of the proximal part into the digestive tract is characterized by the presence of microvilli. Correlated with the different stages in the cyclomorphosis of H. crispae , we observed size variation of the Malpighian tubules; thus, pseudosimplex stages have the largest tubules. We present suggestions concerning the physiology of the tubules and compare the Malpighian tubules of Tardigrada with the Malpighian papillae of Protura.