药用野生稻应答稻飞虱取食过程中基因表达的研究

褐飞虱和白背飞虱是水稻的刺吸式害虫。为了探讨水稻对虫害反应的分子机理,采用cDNA—AFLP(互补DNA扩增片段长度多态性)技术,研究了药用野生稻受这两种飞虱取食后基因表达的变化。通过调查约7％的虫．崮答后的药用野生稻转录本组,共分离了258个差异片段,测序112个;44个片段对应于已知或假定功能基因,其中35个基因的表达水平在白背飞虱为害后发生改变,24个基因在褐飞虱为害后改变。下调的基因比上调的基因多。有14个基因受这两种飞虱共同调节(2个上调,12个下调)。结果表明,药用野生稻对两种飞虱为害作出的反应有所不同。     

溴氰菊酯和甲胺磷引起稻飞虱再猖獗问题的研究

室内测定和田间试验的结果表明,溴氰菊酯引起稻飞虱再猖獗的现象非常明显,其原因首先是稻飞虱对溴氰菊酯具有极高的自然耐药力,连续施药以后,耐药力还会进一步提高;其次是药剂会使飞虱的产卵量增多,并杀伤天敌。这种再猖獗在用药量偏低时更为明显。甲胺磷在常用剂量下,对飞虱的再猖獗不明显。     

2007－2012 年佛冈县稻飞虱灯下发生期及种群数量动态分析

明确佛冈县稻飞虱灯下发生期及灯诱种群数量动态,对当地稻飞虱的预测预报和防治工作具有重要意义.根据佛冈县2007-2012年白背飞虱和褐飞虱的灯诱数据,分析了该县白背飞虱和褐飞虱的灯下始见日、终见日、发生期及灯诱量等.结果表明在佛冈地区,白背飞虱和褐飞虱混合发生;白背飞虱的灯下始见日集中在3月底至4月上旬,明显比褐飞虱早一个月,终见日均在10月下旬,差别不大;稻飞虱在早稻和晚稻期间均会出现大小不一的灯诱高峰,早稻期间白背飞虱高峰期集中在5月中旬至6月中旬,褐飞虱灯诱高峰期较迟,主要在7月中旬前后;晚稻期间向背飞虱高峰期大多在9月上旬至10月上旬,褐飞虱高峰期在10月份;早稻期间,白背飞虱的灯诱量占绝对优势,晚稻期间褐飞虱的灯诱量上升,与白背飞虱灯诱量基本持平.因此,佛冈县稻飞虱的灯下发生期及种群数量动态在一定程度上可反映当地稻飞虱的发生情况.     

有机稻田褐稻虱种群动态及天敌作用分析

为组建有机稻田褐稻虱Nilaparvata lugens(Stl)种群生态控制系统,系统调查实施有机耕作1年后褐稻虱种群动态,并应用生命表技术评价自然天敌的作用。结果表明,有机晚稻田中褐稻虱种群发生2个世代。高峰期分别为9月底~10月初、10月下旬,平均百丛达502.3,164.5头,种群增长率为常规稻田的31.76%。水稻移栽后天敌数量迅速回升,有机稻田中蜘蛛、捕食性天敌、寄生性天敌分别比常规稻田增长66.10%,166.67%,44.24%。将各类天敌作用相加,以"捕食及其它"、"寄生"对褐稻虱种群的控制作用最强,其EIPC值均显著高于常规稻田相应天敌因子EIPC。     

利用抑制差减杂交技术分离受水稻抗性调控的褐飞虱基因

为分离受水稻抗性调控的褐飞虱Nilaparvata lugens基因, 以取食感虫水稻台中1号和高抗水稻B5的2叶1芯秧苗24 h的褐飞虱4龄若虫为起始材料, 采用抑制差减杂交技术构建了两个群体间的正反向差减cDNA文库。通过斑点杂交从差减文库中筛选代表受水稻抗性调控的基因的cDNA克隆, 进行测序和功能分析, 挑选具功能的基因进行Northern杂交验证。结果表明, 通过斑点杂交筛选到的98个阳性克隆代表92个互不重复的单基因, 其中25个与动物的已知蛋白基因存在较高的同源性。Northern杂交表明, 这25个基因有11个表达上调, 8个表达下调, 提示它们可能在褐飞虱适应抗性水稻过程中发挥了重要作用。本研究结果为克隆上述新基因的全长cDNA序列及进一步研究其在褐飞虱与水稻互作中的功能奠定了基础。     

三种稻飞虱体内类酵母共生菌18S rDNA和 ITS 5.8S rDNA序列克隆及进化分析

为研究水稻3种主要害虫灰飞虱Laodelphax striatellus、 褐飞虱Nilaparvata lugens和白背飞虱Sogatella furcifera体内类酵母共生菌（yeast-like symbiotes, YLS）的种属地位及与寄主的进化关系, 测定了其体内YLS的18S rDNA及ITS-5.8S rDNA的全长序列。基于3种稻飞虱体内YLS的18S rDNA序列比对表明, 褐飞虱YLS和白背飞虱YLS的一致性比其与灰飞虱YLS的高（褐飞虱YLS和白背飞虱YLS为98.91%, 灰飞虱YLS和褐飞虱YLS为95.74%, 灰飞虱YLS和白背飞虱YLS为96.02%）, 而基于ITS-5.8S rDNA序列比对, 灰飞虱YLS和白背飞虱YLS的一致性比其与褐飞虱YLS的要高（白背飞虱YLS和灰飞虱YLS为99.57%, 灰飞虱YLS和褐飞虱YLS为91.91%, 白背飞虱YLS和褐飞虱YLS为90.46%）。基于真菌18S rDNA和ITS-5.8S rDNA的系统发育树均表明, 3种稻飞虱体内YLS与其他已知真菌进化关系较远。本研究证实了昆虫真菌类共生菌与寄主形成了长期的进化关系, 从而形成了不同于已知真菌的分类地位。     

褐飞虱唾液腺中水稻抗性适应基因的分离

褐飞虱Nilaparvata lugens (Stål)是一种危害水稻的重要害虫, 在取食水稻时其唾液腺分泌的一些物质能激发水稻产生一系列生理生化反应。为了从褐飞虱唾液腺中得到编码这些分泌物的基因, 本研究运用抑制差减杂交法（suppressed subtractive hybridization, SSH）和镜像选择（mirror orientation selection, MOS）法, 分别以取食抗虫水稻B5和敏感水稻TN1的褐飞虱唾液腺cDNA为tester和driver, 构建了一个含有768个克隆子的抑制差减杂交文库。经筛选得到102个EST, 插入序列长250~1 000 bp, 代表35个单基因。其中28个表达上调, 7个表达下调。经GenBank里的blastx在线分析工具分析, 除了约1/3的转录序列没有相匹配的蛋白质外, 其他EST所代表的氨基酸序列与已知蛋白存在不同程度的相似度, 如海藻溏酶、 卵黄蛋白原、 Ca²⁺结合蛋白、 组织蛋白酶B （cathepsin B）、 黏液样蛋白（putative mucin-like protein）、 羧酸酯酶（carboxylesterase）和碳酸酐酶（cah-3 carbonic anhydrase）等, 且多数蛋白含有信号肽, 推测与分泌有关。本研究将为进一步研究刺吸式昆虫中的激发子蛋白奠定了一定的基础。     

水稻施硅对白背飞虱刺吸和寄主选择行为的影响

【目的】硅可增强植物对多种植食性昆虫的抗性。本研究旨在了解硅处理对水稻叶鞘硅化程度及其对白背飞虱Sogatella furcifera刺吸和寄主选择行为的影响,以明确施硅增强水稻对白背飞虱的抗性的部分机制。【方法】采用扫描电镜观察施硅水稻的叶鞘硅化程度;利用刺吸电位技术记录白背飞虱若虫刺吸行为;采用笼罩法测定白背飞虱雌成虫栖息和产卵选择性。【结果】与不施硅的对照相比,硅处理(0.16和0.32 g SiO₂/kg土壤)增加了水稻叶鞘硅细胞的数量,延长了白背飞虱若虫刺吸行为中非刺探波和路径波的总时间,缩短了取食韧皮部汁液的时间。在选择性测定中,与对照组相比,白背飞虱雌成虫对0.16和0.32 g SiO₂/kg土壤处理的水稻的栖息率分别降低48.0%和67.4%,在其上的产卵量分别降低34.8%和46.1%。【结论】施硅增加水稻对白背飞虱的排驱性,阻碍白背飞虱的刺吸行为,因此有助于增强水稻对白背飞虱的抗性。     

The complete mitochondrial genome sequence of Sogatella furcifera (Horváth) and a comparative mitogenomic analysis of three predominant rice planthoppers

The white-backed planthopper (WBPH), Sogatella furcifera (Horváth), is one of the most destructive pests of rice crops in many Asian countries. Using long-PCR and shotgun library methods, we sequenced the entire mitochondrial genomes (mt-genomes) of two WBPH individuals. Total lengths of the mt-genome of the two WBPH individuals were 16,612 bp and 16,654 bp with an identical AT content of 76.19%. Among the 13 protein coding genes (PCGs), only nad5 used an atypical initiation codon GTG. Most of the tRNA genes had the typical cloverleaf secondary structure except that the dihydrouridine (DHU) arms in two trnS genes and the TΨC arm of trnG gene did not form a stable stem-loop structure. Similar to the brown planthopper (BPH), Nilaparvata lugens (Stål), and the small brown planthopper (SBPH), Laodelphax striatellus (Fallén), some extraordinary features were observed in the WBPH mt-genome. These include similar gene rearrangement pattern, unusually short length of the atp8 gene and variable numbers of tandem repeat (VNTR) structure in control region. Interestingly, the same tandem repeat unit with stable secondary structure appeared in two different planthoppers, WBPH and SBPH, which belong to two different genera of the Delphacidae. This peculiar feature provides a direct evidence for the close relationship between the two planthoppers and updates our understanding of the evolutionary characteristics of mitochondrial control region. Comparison with two other predominant rice planthoppers (BPH and SBPH) revealed that different PCGs of mitochondria exhibit different evolutionary patterns.