昆虫种群遗传控制技术中启动子的研究

利用昆虫遗传转化技术对害虫进行遗传控制是害虫防治研究的新方向,该技术具有物种特异、防效高且对环境友好的特点。启动子是基因表达调控的重要元件,选择合适的启动子是外源基因高效、准确表达的关键,对获得高效、稳定的遗传修饰昆虫品系至关重要。本文简要介绍了昆虫基因启动子的结构特征,重点描述了昆虫种群遗传防治中组成型启动子、性别和组织特异型启动子、特定发育时期启动子和诱导型启动子的研究和应用概况,并对这几类启动子在害虫遗传控制中的应用前景进行了展望。     

中国昆虫染色体的研究现状

<正> 昆虫染色体的研究,对昆虫分类学如分类系统的建立、近缘种的区分乃至种下分类;对遗传学包括分子遗传学及对害虫的遗传防治等;对昆虫的种类演替规律、种间种内进化甚至对害虫产生抗药性的机理等自然奥秘的揭示具有重要意义。中国自从李汝琪教授于1930年首     

遗传不育技术在蚊媒疾病防控中的应用

疟疾、登革热等重大传染性蚊媒疾病严重危害人类健康,且目前缺乏有效的药物和疫苗,防治埃及伊蚊、冈比亚按蚊等媒介昆虫是控制和消除这些疾病的有效手段。化学杀虫剂的大规模使用在一定程度上控制了疾病的传播,但其抗药性和环境污染等问题也随之而来。分子生物学的飞速发展为昆虫不育技术(SIT)的更新及害虫防治提供了新的策略,由此发展起来的以释放携带显性致死基因昆虫(RIDL)为代表的一系列遗传不育技术为蚊虫种群防控提供了更加有效的选择。本文概述了遗传技术在蚊虫防控中的应用进展,包括蚊虫遗传防治的历史和策略,阐述了RIDL技术体系的原理,同时介绍了相关遗传控制品系和已经开展的田间释放研究,展示了遗传修饰不育技术在蚊媒疾病防治中的巨大潜力。     

多线染色体

介绍了多线染色体形态结构,生理功能及多线染色体在生物的细胞遗传,昆虫的系统分类,遗传防治、基因图的筑建,特别是在遗传工程研究应用中的进展。     

害虫遗传防治的研究历史与现状

作为防治或根除重大害虫最为有效的手段之一,害虫遗传防治在世界范围内被广泛采用并取得了巨大成功。本文综述了不育昆虫技术、雌性致死系统和昆虫显性致死技术等经典害虫遗传防治策略的发展历史、技术特点和应用情况。近年来,许多新的分子生物手段被不断提出并整合到害虫遗传防治策略中,包括归巢核酸内切酶基因、锌指核酸酶、转录激活因子样效应因子核酸酶、CRISPR/Cas9系统、Medea元件、Killer-Rescue系统、Wolbachia-细胞质不亲和性系统等。基于这些新的工具手段,许多国家已经在不同程度上启动了下一代害虫遗传防治项目。而我国在该领域的研究相对薄弱,需要在借鉴国外成功经验的同时,进一步加强害虫遗传防治的基础和应用研究,从而实现本地有害生物的可持续治理和外来入侵生物的有效狙击,确保我国未来的粮食和生态安全。     

遗传控制技术在实蝇类害虫中的研究进展

实蝇类害虫严重危害多种水果和蔬菜,是世界果蔬产业最重要的害虫类群之一,严重影响了发生地的果蔬生产和出口贸易活动。昆虫不育技术(SIT)是一种物种特异和环境友好型防治措施,在多种实蝇类害虫的防治、阻截和根除中起到了不可替代的重要作用。通过分子生物学技术对昆虫的基因组进行遗传修饰,可对SIT进行改进,提高其防控效果并扩大应用的物种范围,近年来相关方面的研究已取得重要进展,成为害虫遗传控制的研究热点。本文阐述了通过受四环素调控的tet-off基因表达系统来实现昆虫"不育"的基本原理和在果蝇及其他几种主要实蝇类害虫中建立的不同类型的遗传控制体系,以及类似体系在其他农业昆虫中的应用情况。简要介绍了在橘小实蝇遗传控制技术体系构建方面的工作进展,并对该技术的在害虫综合治理(IPM)尤其是实蝇类害虫防治中的应用前景进行了讨论和展望。     

害虫的遗传与行为调控

本文综述了昆虫的行为遗传机制、昆虫的发育与变态、昆虫对主要环境因子变化的响应、害虫与寄主植物的化学通讯和多营养级信息网及其对昆虫行为调控等国内外研究进展,提出了害虫治理要从杀灭防治转变为行为调控的新思路和新理念,认为未来的研究将围绕害虫暴发成灾的遗传与行为机理等科学问题,通过深入研究害虫发育变态、行为遗传,及其对关键生态因子和食物网内信号物质适应机制,揭示影响害虫发生的内外关键因素,寻找基于基因和生态调控行为治理害虫的新技术和新方法,为有效开展害虫治理、减少化学农药做出贡献。     

昆虫浓核病毒

<正> 随着科学的发展,昆虫浓核病毒(DensonucleosisVirus,以下简称DNV)在国际上的研究逐步深入。尤其近几年生物防治技术的兴起,昂虫病毒作为防治农林害虫的手段之一,新的昆虫DNV不断地被发现。我国在短短几年之内,就初步确定了三种昆虫DNV。为了帮助读者对昆虫DNV有所了解,本文谈谈下面     

昆虫种群的遗传调控

昆虫种群的遗传调控是利用昆虫自身生长发育的关键基因,采用性别控制开关,通过遗传转化使雄虫成为携带导致后代雌虫发育异常或雌性不育的遗传控制复合体（性别开关元件和靶标基因的复合体）．昆虫种群遗传调控是一种基于不育技术的昆虫种群控制系统,具有种类特异、环境友好和便捷高效等特点．目前为止,已经由早期的通过辐射不育方法发展到释放携带显性致死基因昆虫的方法,并在多种昆虫中获得成功．本文综述了昆虫种群遗传调控的发展历程,介绍了昆虫种群遗传调控相关的理论与方法,包括特异的调控元件、致死或缺陷基因和遗传转化体系的应用,并列举了几种昆虫种群遗传调控的实例,最后对于昆虫种群遗传调控系统中存在的问题以及可能的发展方向进行了展望．     

昆虫遗传转化品系的常用标记

遗传转化标记是将遗传修饰昆虫从野生型种群中分辨出来的根据,遗传转化昆虫的鉴定、转化品系的维持及其遗传稳定性的监测都依赖于可靠的标记系统,发展易于应用和监测的转化标记能够极大地促进害虫遗传防治的相关研究。用于遗传修饰昆虫的转化标记主要有昆虫眼睛颜色标记基因、抗药性标记基因和荧光蛋白标记基因等。非果蝇类昆虫首个遗传转化品系的鉴定是通过眼睛颜色突变而实现,但大多数昆虫物种没有可用的突变体或缺少相应基因的信息,从而限制了眼睛颜色标记的应用。抗药性基因标记虽然能够通过对转化昆虫进行集体选择而大幅度提高筛选转化体的效率,但由于其鉴定的准确性不高且存在安全性问题,未得到广泛应用。荧光蛋白标记基因的发展则显著拓宽了能够转化的昆虫种类。从水母分离的绿色荧光蛋白(GFP)经突变方法获得了多种不同荧光性质的突变体,经人为修饰后与适宜的强启动子构成转化标记载体,能够有效鉴定更多昆虫物种的遗传转化个体,其中应用较多的是增强型绿色荧光蛋白(EGFP)。此外,从珊瑚属海葵中分离得到的红色DsRed标记基因提供了多样化的红色荧光蛋白选择,在某些生物中DsRed与GFP联合应用的表现明显优于GFP突变体,所以其应用前景也非常广泛。本文着重从眼睛颜色、抗药性和荧光蛋白等3个方面阐述了标记基因的发展历史与现状,并对其今后的发展方向进行了展望。     

植物介导的害虫RNA干扰

摘要: 应用植物介导的昆虫RNAi进行害虫防治近10年来受到了广泛的关注,其作用机理包括两个阶段,首先是害虫靶标基因dsRNA在植物体内的表达、运输和贮存,然后是害虫取食该植物后,dsRNA特异性抑制害虫体内靶标基因的表达。目前,植物介导的昆虫RNAi主要针对鳞翅目、鞘翅目和同翅目害虫,可以引起害虫生长发育的异常,导致死亡/繁殖力下降,甚至影响到其子代的生长。影响植物介导昆虫RNAi效率的因素主要包括害虫靶标基因的选择、dsRNA靶定位点及长度、植物表达dsRNA载体的结构和转基因植物的遗传转化方式等。植物介导昆虫RNAi防治害虫的策略也面临着潜在的安全性问题,如转基因植物安全性和RNAi潜在脱靶性等。随着植物介导昆虫RNAi技术的成熟,该方法有望成为害虫防治的新策略。     

昆虫体内胆碱酯酶抑制作用研究的一些进展

<正> 自四十年代起使用DDT防治害虫以来,有机杀虫剂中使用最多的是酯类化合物,如有机磷酸酯、氨基甲酸酯,以及近些年来发展较快的菊酸酯类杀虫剂。这些有机杀虫剂的主要作用是影响昆虫的神经系统,使昆虫中毒致死。一、有机磷酸酯和氨基甲酸酯杀虫剂 对昆虫的中毒作用 杀虫剂,进入昆虫体内一般认为必须经过透入、吸收和转化,再到达作用部位并与其相互作用,以及生理活性反应等三个过程。完成这三个过程,则决定于药物分子的化学结构、分配系数、立体效应、化合物在昆     

利用核辐射防治害虫

<正> 利用核辐射带电粒子如质子、电子或不带电粒子如X射线、γ射线、中子,在一定辐照剂量范围内处理害虫,均能导致不育,或者发生遗传变异,或者死亡。人们就利用昆虫的这些生理效应来防治害虫。 一、基本理原 用适宜剂量辐照昆虫,可以引起蛋白质及核蛋白质分子水平上的改变,抑制核糖核酸和脱氧核糖核酸的代谢,同时,射线还可以引起生殖细胞中染色体易位,使受辐照的昆虫部分不育,而这种不育可以遗传到下一代(F_1),使F_1代更不育,这种辐照剂量称为半不育剂量。高于     

象甲科昆虫转录组研究进展

转录组是细胞在特定发育阶段或生理条件下的全部转录本及其数量总和,并能揭示特定状态下的基因表达模式及分子机理。象甲科昆虫拥有动物界中最多的物种种类,该科许多昆虫也是我国粮食仓储和农林产业上的重大害虫。通过研究象甲科昆虫转录组,从分子水平揭示其生命过程中相关的基因及其功能,对寻找害虫防治的新方法具有重要意义。本文对象甲科昆虫转录组研究现状进行了浅析,涉及象甲科不同发育阶段基因差异、昆虫触角、与植物互作、防治、免疫机制、进化、基因沉默7个方面的分析,可在理论上丰富对象甲科昆虫遗传发育、免疫、潜在RNA干扰靶点筛选等方面的理解,并在此基础上提出了象甲科转录组今后的研究热点与应用前景,为害虫防控提供理论指导。     

粉棒束孢Isaria farinosa的研发进展

粉棒束孢Isaria farinosa是一种常见的昆虫病原真菌,已被用作一种生物因子防治温带农林害虫、植物病原和线虫。同时,粉棒束孢作为冬虫夏草中的定殖真菌,严重危害冬虫夏草菌Ophiocordyceps sinensis寄主蝙蝠蛾幼虫的饲养,引起了资源昆虫研究者的高度重视和控制。作为生防真菌,粉棒束孢资源的分布和筛选、分子鉴定和遗传多样性、培养、活性成分和药效、分子生物学、害虫生物防治、病害控制、安全性等是学术界的研究重点;作为冬虫夏草寄主昆虫病原菌,学界和产业界一直研究其感染特征、侵染机理和防霉剂筛选等,为这一真菌的高效安全控制提供基础。本文将综述粉棒束孢在利用和控制两大方面的研发进展。     

江西新岗山森林昆虫种内遗传距离研究

DNA条形码目前广泛用于昆虫多样性研究。本研究采用DNA条形码（即线粒体细胞色素c氧化酶亚基I基因COI 5′端）,通过比较所获分子分类操作单元（Molecular operational taxonomic units,MOTU）的种内遗传距离,探究DNA条形码在亚热带森林（位于我国江西省新岗山）不同昆虫类群中的物种鉴定和界定效用。数据分析中结合数据库比对信息,采用jMOTU、ABGD、bPTP、GMYC 这4种物种界定方法获得MOTU,从而开展种内遗传距离分析。本研究共挑选出479个昆虫样本,获得475条COI序列,经NCBI、BOLD在线数据库比对属于6个目,与形态初步划分一致;物种界定分析获得288个MOTU,其中鳞翅目最多,达85个,膜翅目、双翅目、半翅目、鞘翅目次之,分别为80、74、21和20个,直翅目最少,仅8个。膜翅目和双翅目的种内遗传距离均值及标准偏差较大（膜翅目：0.89%±0.87%;双翅目：0.73%±0.58%）,鳞翅目的最小（0.28%±0.20%）。研究表明：不同昆虫类群的种内遗传距离虽然整体在一定范围,但仍然存在一定的差异,因此不能笼统地依靠遗传距离的距离阈值进行物种划分;现有数据库需要补充足够的昆虫物种信息,才能提升物种鉴定效率。本研究丰富了亚热带森林昆虫分子数据库,同时也为进一步探索基于分子分类学开展昆虫多样性研究提供了基础数据和参考。     

昆虫滞育表观遗传调控的研究进展

滞育是昆虫躲避不良环境的一种策略,对延续昆虫种群具有重要意义.特别是昆虫的兼性滞育,能够受环境的周期性季节变化影响,表观遗传可能在其中扮演重要角色.表观遗传是不依赖DNA序列改变所产生的可遗传变异,包括DNA、RNA、蛋白质和染色质水平上的各种表观遗传调控过程,可能参与生物的发育可塑性.昆虫滞育表观遗传调控主要包括两个...     

苹果蠹蛾的综合防控和遗传控制研究进展

苹果蠹蛾是仁果类水果的重要检疫害虫,在世界各地造成了巨大的经济损失。目前对其化学防治、化学生态调控、病毒等防治方法研究较多,但仍不能满足防控该害虫的需要,对新型防控技术的需求日益增强。不育昆虫释放技术(SIT)是一种可控制甚至根除靶标害虫的环境友好型防控技术,但传统SIT技术存在一定的局限性,如较难区分性别与筛选雌雄虫、辐射不育昆虫的交配竞争力和适合度降低等问题,这些缺陷随着昆虫遗传修饰技术的发展将得以解决,并将在害虫防控进程中起到积极作用。本文综述了苹果蠹蛾主要防控技术研究现状,介绍了通过遗传修饰技术改善SIT的技术策略,并综合分析了我国开展苹果蠹蛾遗传修饰研究情况和将其应用在苹果蠹蛾防控体系中的可行性及优势。     

控制害虫的新设想——不育基因的生物工程

害虫防治的重要性和艰巨性害虫给农作物和人类健康所造成的危害是巨大的。在长期生产实践中,人们已经发展了各种方法来控制害虫,其中包括农业防治、化学药剂防治、生物防治(应用微生物杀虫剂和天敌昆虫)、物理防治和遗传防治等防治和技术。但是这些方法的使用都有一定的局限性和副作用,有的甚至造成了严重后果。例如作为目前生产中占主导地位的化学药剂防治,已给人类带来了很大麻烦,害虫对化学农药产生抗性,导致农药的     

飞机喷药防治马尾松毛虫对林内昆虫多样性的影响研究

近年我省采用飞机喷药防治森林病虫害的面积不断扩大,本文在飞防区防治前后随机采取昆虫样本,以研究飞防喷药对昆虫及其多样性的影响,采用Bt＋病毒、灭幼脲、苦参碱&#183;烟碱乳油和森得保飞机喷药防治的各试验区内,调查发现飞机喷药防治前后各试验区出现的优势类群均为蜘蛛、鞘翅目、同翅目、膜翅目和双翅目昆虫。灭幼脲和森得保飞机喷药防治后生物多样性指数指数有所增加,且差异显著;Bt＋病毒和苦参碱&#183;烟碱乳油飞防后生物多样性指数指数有变化,但差异不显著。