褐飞虱若虫中肠凋亡细胞的检测

为揭示褐飞虱Niloparvata lugens Stl若虫在发育过程中中肠的凋亡细胞,使用末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP-生物素断端标记法(TUNEL)进行中肠组织切片检测,结果表明,1～5龄若虫中肠分别存在2%～5%的凋亡细胞。利用4′,6-二脒基-2-苯基吲哚二盐酸(DAPI)染色法检测表明,存在Ⅰ,Ⅱa和Ⅱb期凋亡的细胞核,其特征包括染色体浓缩、边缘化及细胞核碎裂。透射电子显微镜检测结果表明,早期凋亡的细胞呈现染色质浓缩、边缘化特征,晚期凋亡的细胞出现细胞核碎裂、形成凋亡小体及细胞质空泡化等。本研究揭示了在正常发育过程中褐飞虱若虫中肠有少量的细胞发生了凋亡。通过人工干预的方式调控中肠细胞的凋亡进程有可能使之成为防治该水稻害虫的新靶标。     

硫激肽及其受体调控褐飞虱取食行为

【目的】明确硫激肽(sulfakinin, SK)及硫激肽受体(sulfakinin receptor, SKR)在褐飞虱Nilaparvata lugens取食行为中的作用。【方法】PCR克隆褐飞虱硫激肽基因Nlsk及其受体基因Nlskr cDNA全长序列并进行生物信息学分析;利用qRT-PCR检测Nlsk及Nlskr在褐飞虱不同发育阶段(卵、1-5龄若虫、雄成虫和雌成虫)和雌成虫不同组织(头、触角、翅、口针、足、肠道和马氏管)中的表达量;褐飞虱3龄若虫注射dsNlskr进行基因沉默,qRT-PCR检测4龄若虫中Nlskr的表达量,测定4龄若虫的取食量;基于已构建的Nlskr RNAi后的4龄若虫转录组数据库进行差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)的GO和KEGG分析以及取食相关基因的qRT-PCR验证。【结果】PCR克隆得到了褐飞虱Nlsk(GenBank登录号：AB817281)及Nlskr(GenBank登录号：BAO01059.1)的cDNA全长序列。序列比对结果显示,褐飞虱NlSK成熟肽具有与其他物种保守的C端FMRFam...     

褐飞虱中肠两种氨肽酶N的鉴定及蛋白特性分析

[目的]氨肽酶N(aminopeptidase N,APN)是昆虫消化系统中重要的蛋白酶.本研究旨在对在褐飞虱Nilaparvata lugens中肠中两个具有较高转录水平的apn基因(nlapn1和nlapn4)在中肠上皮细胞上的表达及其蛋白功能特性进行鉴定与分析.[方法]利用最大似然法进行褐飞虱NLAPN1和NLA...     

褐飞虱对吡虫啉抗性监测方法的研究

从结果的稳定性、准确性和操作方便等角度出发 ,建立了适合于监测褐飞虱 (NilaparvatalugensSt l)对吡虫啉抗性的稻苗浸根法。与其他方法相比 ,该方法除具有简单易行的特点外 ,还表现出很好的监测准确性。通过建立不同虫态和不同若虫龄期敏感基线以及对桂林、安庆、东台 3个地区的抗性监测 ,发现 3地褐飞虱对吡虫啉都处于敏感性下降阶段 ,安庆和东台地区的敏感性弱低于桂林     

水稻品种对褐飞虱持续抗性的筛选技术

通过水稻品种苗期和分蘖期后对褐飞虱的抗性筛选,提出TN_1受害9级时受害1～5级的为抗性品种,TN_19级后苗期10天、分蘖期后24天内保持1～5级的为持抗品种,不具持抗的抗性品种为短期抗性品种。     

基于rDNA ITSl和ITS2序列的褐飞虱、白背飞虱和灰飞虱的分子鉴定

本研究测定了褐飞虱 Nilaparvata lugens、白背飞虱 Sogatella furcifera 和灰飞虱Laodelphax striatellus 的rDNA ITSl和ITS2的序列,以探讨这3种稻飞虱的分子鉴定方法.3种飞虱的ITSI和ITS2侧翼区(18S,5.8S和28S)序列相对稳定,但ITS1和ITS2序列在3种飞虱中变异较大.ITS1在所分析的438个位点中可变位点达294个,ITS2在分析的403个位点中可变位点为177个.根据3种飞虱rDNA的ITS1和ITS2序列设计了特异性引物,应用特异性引物对样品进行了PCR扩增,分析发现3种飞虱ITS1区的特异性引物扩增效果不理想.而ITS2区的特异性引物可以稳定地扩增出明显的目的DNA条带.因此,采用ITS2区的特异性引物可以对3种飞虱进行快速的分子鉴定.     

中晚粳稻区褐飞虱防治策略的研究

为了解二代褐飞虱对粳稻的为害损失,确定合理的防治指标和防治策略,为科学使用噻嗪酮、吡虫啉等药剂防治稻飞虱提供依据,作者在武育粳３号上,通过接不同的虫量,并进行笼罩的方法,研究了二代褐飞虱的增殖规律和为害损失及防治指标。并进行了锐劲特防治不同世代褐飞虱策略试验。结果表明,不同水稻生育期,不同虫口密度的褐飞虱的增长速度不一样;在水稻同一生育期,低密度的增殖速度要大于高密度,但总虫量高密度区显著高于低密度区。二代褐飞虱百丛虫量与水稻产量损失呈极显著正相关（ ｒ＝ ０．９５７６**）,关系式为 ｙ＝－ １８．３３０２＋ １０． ２８９２ｌｇｘ（ｘ为 ８月上旬褐飞虱百丛虫量）,防治指标为 １１０－１２０头。因此,在早发年,迁入量较大的年份必须采取“治二压三控四”的策略,１９９６－１９９７年全面推广这一策略,成效显著。     

褐飞虱生物型研究中几个问题的商榷

目前在褐飞虱生物型监测中 ,由于鉴定品种及监测方法的不统一 ,使结果有出入 ,作者建议在对生物型 1进行监测时 ,鉴定品种应选用Mudgo[5] 。飞虱种群生物型的监测 ,宜以苗鉴定法为主 ,生存率测定法作参考。飞虱个体生物型测定以生存率法为主 ,苗鉴法为辅     

褐飞虱高毒力绿僵菌菌株的筛选

从田间褐飞虱Nilaparvata lugens (St?l)罹病虫体上新分离鉴定一株黄绿绿僵菌Mf82,将其与实验室保存的8株绿僵菌Metarhizium spp.一起,分别测定其对褐飞虱成虫毒力和几丁质酶活力,并用扫描电镜观察侵入昆虫表皮的过程和体表的形态变化,进而分析侵入能力与几丁质酶的相关性。结果表明：菌株Mf82累计校正死亡率和几丁质酶活力均最高,为82.1%和9.78U/mg,与其他菌株差异显著。同时,扫描电镜照片显示Mf82分生孢子既可以由褐飞虱体壁节间膜和凹陷处侵入,还可以从含几丁质较多的胸部背板侵入。比较9株绿僵菌菌株菌落生长速度、产孢初始时间、产孢量和萌发率显示,Mf82菌株具有生长速度快、产孢初始时间短、萌发率高和产孢量大等优点,可见筛选的Mf82菌株致病力强,在褐飞虱的微生物防治方面将有良好的应用前景。     

吡虫啉对褐飞虱DNA甲基化多态性的影响

为了探知基因组甲基化是否参与了昆虫抗药性, 本研究在室内对褐飞虱 Nilaparvata lugens连续9个世代的3龄若虫施用吡虫啉, 用AFLP检测褐飞虱抗性产生过程中DNA甲基化多态性的变化。利用25对AFLP引物共获得120个位点, 其中15个位点呈现甲基化多态性, 共获得78条多态性条带。根据多态性条带在不同世代样本中出现的多少计算多态性条带比例, 其中最高比例出现在G5代（10.26%）, 最低比例出现在G6代（1.28%）。多态性条带在不同世代间比例的变化趋势表明, 褐飞虱对吡虫啉的筛选产生快速应答。在筛选早期（G1, G2和G3）世代间DNA甲基化多态性比例差异相对较小, 变化范围在3.85%～6.41%之间; 在筛选中期（G4, G5和G6）世代间比例差异较大, 变化范围在1.28%～10.26%之间; 在筛选后期（G7, G8和G9）世代间比例差异相对较小, 变化范围在5.13%～7.69%之间。结果说明, 吡虫啉的连续施用能够诱导褐飞虱基因组产生甲基化变异, 初步揭示甲基化在褐飞虱抗药性产生过程中参与了基因组的表达调控。     

化学元素用于识别褐飞虱不同地理种群的可行性研究

研究褐飞虱Nilaparvata lugens (Stal)不同地理种群成虫体内化学元素组成特点, 筛选出可用于褐飞虱不同地理种群识别的化学元素种类。应用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）半定量分析检测存在于褐飞虱体内的化学元素, 对各元素进行巢式设计方差分析, 初步筛选出地理种群间具有显著差异的元素; 然后对这些元素采用ICP-MS全定量分析, 进一步筛选、 验证地区间差异显著而年份间差异不显著的元素。结果表明, 褐飞虱体内存在57种化学元素, 巢式设计方差分析筛选出了地区间具有显著性差异的27种元素。随后的ICP-MS全定量分析及统计检验, 筛选出各地理种群都存在而含量不同的Ce, Nd, Pr, Sm, Gd, Th, V, Tl, Mo, Cs, Fe和Mn 12种元素。不同地理种群褐飞虱成虫体内的一些化学元素含量存在着显著差异, 有助于褐飞虱远距离迁入虫源地的识别研究, 可为追溯褐飞虱地理来源提供新的方法。     

褐飞虱细胞色素P450基因CYP4C62的原核表达及多克隆抗体的制备

【目的】细胞色素P450单加氧酶在昆虫生长发育和适应环境过程中发挥着重要功能。【方法】本研究克隆了褐飞虱Nilaparvata lugens细胞色素P450基因CYP4C62的开放阅读框（不含信号肽编码序列部分）,在大肠杆菌Escherichia coli中实现了高效表达,经Ni-NTA琼脂糖凝胶亲和层析柱纯化得到了重组的CYP4C62蛋白。将该蛋白免疫日本大耳白兔Oryctolagus cuniculus雄兔,制备了兔抗CYP4C62血清抗体。采用间接ELISA方法检测了血清抗体的效价;并通过Western印迹杂交检测了该抗体的免疫学特异性。【结果】结果表明,通过大肠杆菌表达出的CYP4C62蛋白相对分子量为56 kD。间接ELISA法检测表明,制备的兔抗CYP4C62抗体的效价达到1∶100 000。Western印迹杂交证实,该抗体既可与异源表达的CYP4C62蛋白特异性结合,也可以与褐飞虱总蛋白中内源的CYP4C62特异性结合,表明具有较好的免疫反应特异性。【结论】CYP4C62多克隆抗体的成功制备,为后续分析CYP4C62在褐飞虱各组织中的时空表达水平,并通过免疫组织化学法定位分析该蛋白的组织、细胞及亚细胞分布规律,及最终解析CYP4C62的生物学功能奠定了基础。     

诱导水稻抗褐飞虱的化学激发子筛选

【目的】化学激发子具有毒性低、不易产生抗药性等特点,因此开发基于化学激发子的害虫防控技术,能够降低农药的使用量,促进农业生产的可持续发展。本研究旨在筛选能够诱导水稻产生对褐飞虱Nilaparvata lugens抗性的化学激发子。【方法】将茉莉酸(JA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、水杨酸(SA)、水杨酸甲酯(MeSA)、油菜素内酯(BR)、苯甲酸苄酯(BB)、独脚金内酯(SLs)、萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸(IBA)、草酸钠(SO)、硅酸钾(PS)和叶枯唑(Bis)12种化合物以根吸或叶鞘涂抹处理水稻,测定这些化合物处理水稻后褐飞虱的卵孵化率和24 h总产卵量。【结果】12种候选化合物中,仅茉莉酸甲酯、油菜素内酯和苯甲酸苄酯对褐飞虱卵孵化率和24 h总产卵量有显著影响。5 mg/L MeJA根吸处理水稻使褐飞虱的卵孵化率显著降低(达58.8%,降低了20.1%),而0.5 mg MeJA叶鞘涂抹处理水稻同时降低了褐飞虱的卵孵化率(达53.3%,降低了35.4%)和24 h总产卵量(达203.5粒/株,降低了15.6%),且其涂抹的浓度越高,褐飞虱的卵孵化率和24 h总产卵量越低。5 mg/L BR根吸处理水稻可以显著降低褐飞虱的卵孵化率(达59.5%,降低了22.1%),但是不影响褐飞虱的24 h总产卵量;褐飞虱的卵孵化率随BR处理浓度增高而降低,其浓度为20 mg/L时,褐飞虱的卵孵化率下降了41.8%。5 mg/L BB根吸处理水稻可以显著降低褐飞虱的24 h总产卵量(达100.3粒/株,降低了26.2%)。体外试验结果表明,MeJA和BR处理对褐飞虱卵孵化率无明显影响,说明两者对褐飞虱卵无直接毒害作用。【结论】化合物茉莉酸甲酯、油菜素内酯和苯甲酸苄酯可以提高水稻对褐飞虱的抗性,其中茉莉酸甲酯和油菜素内酯具有化学激发子的作用。     

褐飞虱成虫体内磁性物质检测

地磁定向是昆虫远距离迁飞定向的重要机制之一.本研究以褐飞虱Nilaparvata lugens长翅型和短翅型成虫为研究对象,利用MPMS-7型号超导量子干涉磁强计(磁场范围为±4.8 mA/m,温度范围为1.9 ～ 400 K)检测虫体内的磁性物质,明确其体内的分布状况.结果表明:褐飞虱长翅型雄成虫整个虫体的温度退磁曲...     

褐飞虱体内共生菌多样性研究进展

褐飞虱体内存在大量的共生菌,这些共生菌不但具有种类多样性,同时在对寄主的功能上也存在多样性.目前利用分子生物学手段以及高通量测序技术鉴定得到的测序丰度大于0.1％的共生真菌和共生细菌种类分属19和53个不同的属.由于技术的局限性和共生菌难以离体培养的特性,仍有相当部分共生菌分类地位尚未明确.共生菌在褐飞虱的生长、发育、...     

AChE在水稻抗性诱导的褐飞虱凋亡中肠细胞中的定位及表达

【目的】褐飞虱Nilaparvata lugens是水稻的重要害虫之一。本研究旨在了解水稻品种抗性诱导的褐飞虱中肠细胞凋亡与细胞中乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,ACh E)的关系。【方法】从4龄Ⅰ型褐飞虱若虫中肠组织分离原代细胞,用不同抗性的水稻幼苗汁液处理第一代继代细胞,利用TUNEL染色法检测细胞的凋亡情况,再分别利用免疫组织化学和荧光定量PCR技术对ACh E进行亚细胞定位和检测其表达水平的变化。【结果】在对照组(未处理)细胞中,检测不到代表凋亡细胞核的绿色荧光,而免疫组化后阳性反应颜色很浅,表明细胞中存在ACh E的本底水平表达。感虫水稻品种TN1幼苗汁液处理细胞中,细胞的凋亡率为8%,抗性水稻B5幼苗汁液处理的细胞中有65%的细胞发生凋亡;而抗性水稻TKM-6幼苗汁液处理的细胞中则有85%的细胞发生凋亡。免疫组化的检测结果表明,所有凋亡的细胞中都存在ACh E的积累,且主要分布在细胞质中;ACh E在凋亡后期并不迁入凋亡小体中,而是集中在细胞核附近。荧光定量PCR检测表明,TKM-6,B5和TN1幼苗汁液处理的细胞中ACh E的表达量分别为对照细胞的29.9,18.4和8倍,该结果与细胞水平上免疫组化的检测结果一致。【结论】本研究结果证实了水稻品种抗性与其诱导的中肠细胞凋亡率呈正相关,且凋亡细胞的细胞质中存在ACh E的积累。这些发现为揭示ACh E在褐飞虱与水稻的互作中的功能、促进抗性水稻新品种的选育及开发新的褐飞虱防治措施提供了一定的参考信息。     

Effects of temperature on fitness costs in chlorpyrifos‐resistant brown planthopper,Nilaparvata lugens (Hemiptera: Delphacidae)

Insecticide resistance is inevitable if an insecticide is widely used to control insect pests. Fortunately, the resistance‐associated fitness costs often give chances to manage resistances. In most cases, the fitness cost in resistant insects is often evaluated under laboratory conditions for insect development, which limits its practical application in pest control in the field. In a laboratory population R9 with 253‐fold resistance to chlorpyrifos after nine‐generation selection with chlorpyrifos, the relative fitness was only 0.206 under laboratory conditions (25°C, humidity 70%–80% and 16 h light/8 h dark photoperiod), when compared to S9, a susceptible counterpart (resistance ratio = 2.25‐fold) from the same origin as R9 but without any selection with insecticides. Temperatures varied the resistance‐associated fitness costs, with enhanced costs at high temperatures and reduced costs at low temperatures, such as 0.174 at 32°C and 0.527 at 18°C. The copulation rate and fecundity were two key factors for the reduced costs at low temperatures. Another finding was that R9 individuals needed much more time to recover from heat shock than that of S9, but R9 and S9 individuals were similarly sensitive to cold shock. The low fitness cost at low temperatures would increase the overwintering population, which might further increase risks of rapid development and widespread distribution of chlorpyrifos resistance in Nilaparvata lugens.     

Imidacloprid‐induced transference effect on some elements in rice plants and the brown planthopper Nilaparvata lugens (Hemiptera: Delphacidae)

Abstract The widespread use of imidacloprid against insect pests has not only increased the rate of the development of target pest resistance but has also resulted in various negative effects on rice plants and Nilaparvata lugens resurgence. However, the effect of imidacloprid on elements in rice plants and the transference of these element changes between rice and N. lugens are currently poorly understood. The present study investigated changes of Cu, Fe, Mn, Zn, Ca, K, Mg and Na contents in rice plants following imidacloprid foliar sprays in the adult female of N. lugens that develops from nymphs that feed on treated plants and honeydew produced by females. The results indicated that imidacloprid foliar spray significantly increased Fe and K contents in leaf sheaths. Generally, Fe, Mn, K and Na contents in leaf blades were noticeably decreased, but Ca contents in leaf blades for 10 and 30 mg/kg imidacloprid treatments were significantly increased. The contents of most elements except K and Mg in the adult females and honeydew were significantly elevated. Multivariate statistical analysis showed that Fe, Mn and Na in leaf blades and Fe and Mn in leaf sheaths could be proportionally transferred to N. lugens. The relationship between most elements in adult female bodies and in the honeydew showed a positive correlation coefficient. There were significant differences in the contents of some elements in rice plants and N. lugens from different regions.     

Flight duration of the brown planthopper, Nilaparvata lugens (Homoptera: Delphacidae)

ABSTRACT.

• 1 The brown planthopper, Nilaparvata lugens (Stål), is a major pest of rice in Asia. It is known to make wind-assisted migratory flights each year to colonize the summer rice growing areas of China, Japan and Korea.
• 2 Modelling windborne displacements between rice growing areas in Asia requires migratory behaviour and flight duration to be established for this insect.
• 3 Field and laboratory observations suggest that N. lugens take-off at dusk and that some continue flying for up to 24–26 h if the temperature is ≥ 17°C.
• 4 Trajectories for 10 m above ground level and 1.5 km above mean sea level are used to identify possible sources and, hence, to estimate the flight times of N.lugens caught in nets on ships on the East China Sea in 1973 and 1981.
• 5 Estimated flight times between the sources and the ships ranged from about 9 to 30 h.
• 6 Results suggest that long-distance migration can occur in surface winds, when they are strong, but that long-distance migration is more likely at 1.5 km.
• 7 When simulating windborne displacements of N.lugens, it can be assumed that in areas and at heights where the temperature is ≥ 17°C, some migrants will fly downwind for up to 30 h after a dusk take-off. Others will fly for shorter periods, giving the population as a whole the opportunity to colonize all the rice crops flown over.