灰飞虱海藻糖酶基因的克隆及RNA干扰效应

RNA干扰（RNAi）不但可以用于研究基因的功能, 还可以通过沉默靶标基因干扰特定的生命过程。因此, 通过深入研究, 发掘高效专一性靶基因和RNAi技术, 有可能开辟针对性的害虫RNAi防控新途径。本研究通过灰飞虱Laodelphax striatellus转录组数据分析并结合RACE技术, 克隆了灰飞虱两种海藻糖酶的全长基因, 分别命名为LSTre-1和LSTre-2, 其GenBank登录号分别为JQ027050和JQ027051。它们均具有海藻糖酶基因的典型特征, 与已报道的其他昆虫的海藻糖酶基因具有很高的相似性, 并表现出一定的虫种亲缘关系。其中LSTre-1为水溶性海藻糖酶基因, 全长2 042 bp, 开放阅读框编码602个氨基酸, 前端有25个氨基酸的信号肽, 但无跨膜结构域; LSTre-2为膜结合型海藻糖酶基因, 全长2 619 bp, 开放阅读框编码618个氨基酸, 前端有26个氨基酸的信号肽, 有2个疏水性跨膜结构域。利用喂食法研究2种海藻糖酶基因dsRNA对灰飞虱的致死效应, 发现靶向水溶性酶基因的干扰效应略高于靶向膜结合型的, 但两种海藻糖酶基因的dsRNA都可以显著抑制灰飞虱海藻糖酶基因的表达, 降低其活力, 还能显著抑制试虫的生长, 大幅增加试虫死亡率。 结果提示, 通过适宜途径干扰海藻糖酶基因可以开发防治灰飞虱的新途径。     

家蚕RNAi效率相关核酸酶基因对RNAi效率的影响

【目的】鳞翅目(Lepidoptera)昆虫消化系统存在的核酸酶是导致RNAi低效的主要原因之一,本研究旨在探索家蚕Bombyx mori RNAi效率相关核酸酶(RNAi efficiency-related nuclease, REase)BmREase对家蚕RNAi低效的影响。【方法】利用RT-PCR对家蚕BmREase cDNA全长序列进行同源克隆和生物信息学分析,并采用最大似然法进行系统发育分析;利用qRT-PCR检测BmREase在游走期家蚕不同组织(头、表皮、脂肪体、中肠、气管、马氏管和丝腺)中的特异性表达。通过向游走期家蚕注射BmREase,家蚕蜕皮激素受体(ecdysone receptor, EcR)基因BmEcR,超气门蛋白(ultraspiracle, USP)基因BmUSP和细胞因子sp?tzle1(BmSpz1)基因BmSpz1的dsRNA进行RNAi,分析干扰BmREase表达后是否可以提高靶基因dsRNAs的干扰效率。【结果】RT-PCR扩增得到家蚕BmREase(GenBank登录号：XM＿021350017.2)全长cDNA序列,其ORF长2 241...     

近零磁场对灰飞虱生长发育的影响

【目的】作为矢量场的地磁场(Geomagnetic field, GMF)不仅可为生物提供定向(定位)信息,并可能影响生物的进化。磁场强度的变化对生物生理、代谢和行为等可产生影响,本研究以迁飞性昆虫为模式生物,探究GMF强度变化对其生长发育的影响,进一步明确其对GMF强度变化的磁响应策略。【方法】以水稻迁飞性害虫灰飞虱Laodelphaxstriatellus为研究对象,利用亥姆霍兹线圈模拟近乎抵消GMF强度的近零磁场(Near-zeromagneticfield,NZMF),明确GMF强度缺失这一极端处理(NZMFvs.GMF)对灰飞虱生长发育的生物学效应。【结果】与GMF相比,NZMF显著延长了若虫历期(+8.23%)及雄成虫寿命(+35.60%)(P <0.05),显著缩短了雌成虫寿命(–17.68%)并显著降低了雌(–15.82%)雄(–15.21%)成虫体重(P <0.05),但NZMF对灰飞虱卵的发育历期影响不显著。【结论】相对于GMF对照,NZMF显著影响灰飞虱若虫和成虫的生长发育,且对灰飞虱成虫寿命的磁生物学效应表现出雌雄二型现象。     

灰飞虱的起飞和扩散行为

2005年7月初至9月底,在扬州市邗江区通过田间观察、罩笼试验以及卵巢解剖,初步研究灰飞虱Laodelphax striatellus(Fallén)的起飞行为及其与长翅型密度、天气条件、光照强度、卵巢发育等因素的关系。发现灰飞虱的起飞时段多在日落之后,起飞存在一定的密度阈值和最适光照强度范围,而且在一定程度上表现出"卵子发生—飞行共轭"效应。     

灰飞虱雌性生殖系统的构造和卵巢发育分级

<正> 在许多迁飞和定居性的农业害虫中,已广泛应用系统剖检雌虫的卵巢发育进度,作为研究害虫预测预报和发生规律的一种重要手段。1988～1989年,我们对灰飞虱Laodelphax striatellus Fallén雌虫的卵巢结构和发育分级进行了解剖观察,兹简报如下。     

灰飞虱种群暴发成灾原因剖析

灰飞虱Laodelphaxstriatellus(Fall n)作为多种植物病毒病的传毒介体,近年来发生数量呈逐年锐增态势,给水稻生产造成了严重的损失。研究表明,灰飞虱种群的暴发有其生理生态基础。种群具有的强抗逆能力和多态现象增加了种群在各种环境条件下的存活机会;体内共生菌的感染增大了种群的繁殖力。暖冬及春季偏高气温与偏少降雨使种群的存活率提高、发育加速;免耕及种植方式的多样性,使得灰飞虱种群从麦田等地转移到稻田的桥梁质量提高、数量增多;种群抗药性的产生与抗性水平的提高,造成主要药剂对灰飞虱防效的下降,致使种群始终处于高数量水平;同时,承灾体水稻抗虫能力的脆弱,最终触发灰飞虱种群的大暴发与成灾。近年灰飞虱的大发生是种群内外多种因素共同作用的结果。另外,文中还对灰飞虱种群暴发成灾及测报中急需解决的问题进行了讨论。     

灰飞虱核心共生菌的鉴定

媒介昆虫的核心共生菌能被用作基因工程菌发挥抗病毒功能.灰飞虱是一种重要的农业害虫,其传播的水稻条纹病毒造成水稻的大面积减产甚至绝收.[目的]本研究对不同稻区及温室饲养的灰飞虱进行菌群组成分析并初步鉴定灰飞虱的核心共生菌.[方法]通过16SrDNA介导的二代测序技术,分析了 2018-2020年间采集自云南昆明、河南开封...     

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.     

取食不同寄主植物的灰飞虱对药剂敏感性和解毒酶活性的影响

为了探索取食不同寄主植物的灰飞虱Laodelphax striatellus对药剂敏感性和体内解毒酶活性的影响,本研究在室内采用稻苗浸渍法分别测定了4种杀虫剂对取食水稻、小麦和稗草后的灰飞虱3龄若虫的毒力,同时比较了灰飞虱体内酯酶(ESTs)、谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)和多功能氧化酶(MFO)的活性.结果表明,用...     

灰飞虱热激蛋白Hsp90基因的克隆、序列分析与表达模式

【目的】灰飞虱Laodelphax striatellus (Fallén)是水稻上的重要害虫,它严重影响了水稻的产量和品质,特别由其传播的水稻条纹叶枯病毒对水稻的危害甚至更为严重。灰飞虱分布广,对环境有很强的适应性。本研究旨在探讨灰飞虱对温度胁迫适应的分子机制进行了初步的探讨。【方法】本研究采用RT-PCR与RACE技术克隆了热激蛋白Hsp90基因的全长,利用各种生物信息方法分析了该热激蛋白的特征,实时荧光定量PCR技术用于研究Hsp90基因在不同生长发育阶段和不同温度条件下表达变化规律。【结果】我们获得一条Hsp90 基因的cDNA全长序列,命名为LsHsp90（GenBank登录号为KF660250）。 LsHsp90全长为2 740 bp,编码729个氨基酸,等电点为5.0,分子量为83.7 kDa。氨基酸序列中含有 Hsp90蛋白家族的5个签名序列及胞质特征序列 MEEVD。结构预测表明LsHsp90具有Hsp90蛋白家族典型的结构特征。系统进化关系分析表明它与多种昆虫的Hsp90序列有较高的同源性。不同发育阶段的灰飞虱体内LsHsp90表达水平处于动态的变化过程中,并在4龄若虫期达到最大值,最低表达量在其雌成虫阶段。不同性别的灰飞虱成虫体内LsHsp90表达量有显著差异（P =0.008）。高温和低温胁迫都可以诱导灰飞虱体内LsHsp90的表达,最大的表达量分别在 40℃和-9℃。在40℃下处理不同时间后发现,LsHsp90的表达水平在处理后0.5 h时最高,但随着时间的延长,LsHsp90的表达水平逐渐降低。而在-4℃下,LsHsp90的表达水平在处理后1 h时达到最大值。【结论】灰飞虱体内的LsHsp90可以响应温度的诱导,它可能在灰飞虱温度胁迫适应过程中起到重要的作用。     

Genetic analysis of the wing-form determination of the small brown planthopper,Laodelphax striatellus (Hemiptera: Delphacidae)

The mechanism of the genetic control of wing form determination of the small brown planthopper Laodelphax striatellus was analyzed by selection and crossing experiments. The selection experiment for brachypterous and macropterous forms for 13 generations showed that the wing form is under some genetic control. The crossing experiment showed that the wing form polymorphism was not a simple Mendelian character but was under polygenic control. The data from the crossing experiment were applied to the liability method for the quantitative genetics by Falconer (1981). The analysis suggested that wing form determination was a threshold character under polygenic control, and the estimated minimum number of loci concerned was 2.07. The realized heritability estimated from the data of selection experiment was 0.36 for macroptery. On the other hand, the heritability in broad sense estimated on the basis of the variance of F₁ and F₂ in crossing experiment was 0.81.     

Prediction of overseas migration of the small brown planthopper, Laodelphax striatellus (Hemiptera: Delphacidae) in East Asia

A method has been developed for predicting the overseas migration of Laodelphax striatellus (Fallén) from eastern China to Japan and Korea. The method consists of two techniques: estimation of the emigration period in the source region and simulation of migration. The emigration period was estimated by calculating the effective accumulated temperature for the insect by use of real-time daily surface temperatures at the source. During the emigration period, migration simulations were performed twice a day, at every dusk and dawn. The prediction method was evaluated, by cross-validation using migrations in the 4 years from 2008 to 2011. The results showed that the emigration periods included the mass migrations, and that the method successfully predicted those migrations.     

Effects of amino acids on the oviposition of the smaller brown planthopper, Laodelphax striatellus (Hemiptera, Delphacidae)

Five amino acids, arginine, glutamic acid, lysine, tyrosine and valine were found to inhibit the oviposition of the smaller brown planthopper, Laodelphax striatellus, while cystine was stimulative for the oviposition. When the roots of rice seedlings were soaked in the solution of one of these amino acids, the free amino acid in the seedlings corresponding to that in the solution increased in quantity, and consequently the number of eggs laid on the seedlings decreased markedly compared with that on the non-treated seedlings.

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Résumé Des études antérieures des mêmes auteurs ont montré que cet Homoptère peut pondre à travers une membrane artificielle dans une solution de glucose, mais non dans leur liquide alimentaire expérimental riche en acides aminés.Le présent travail compare le nombre d'ufs pondus sur de jeunes plants de riz, dont les racines sont immergées dans une solution de l'un ou l'autre des acides aminés.La teneur des tissus verts du jeune plant de riz montre une plus forte teneur de l'acide aminé absorbé.Corrélativement le nombre d'ufs pondus sur les plants traités avec arginine, acide glutamique, lysine, tyrosine ou valine est toujours inférieur à celui des plants témoins.

     

Development and characterization of nine polymorphic microsatellites for the small brown planthopper Laodelphax striatellus (Hemiptera: Delphacidae)

Nine microsatellite loci were isolated from the genome of Laodelphax striatellus (Homoptera: Delphacidae) by constructing (TC)(6)(AC)(5) and (AG)(6)(AC)(5) compound SSR-enriched libraries using suppression-PCR procedures. These loci were found to be highly polymorphic, with 13 to 30 alleles per locus in the three populations that we investigated (Jiangsu, Shandong and Zhejiang). The observed and expected heterozygosities ranged from 0.255 to 0.833 and 0.392 to 0.929, respectively. These microsatellite markers can be used for the study of population genetic structure and genetic diversity of L. striatellus.     

Sublethal effects of short-term and long-term exposure to triflumezopyrim on the small brown planthopper Laodelphax striatellus (Hemiptera: Delphacidae)

The small brown planthopper (SBPH), Laodelphax striatellus (Fallén), is an economically important pest that affects rice. In this study, we analyzed the sublethal effects of triflumezopyrim on the biological and demographic parameters of SBPHs in the laboratory. Treatment of third-instar SBPHs with the LC₃₀ of triflumezopyrim prolonged the lives of male adults. The F₀ individuals exhibited a significant decrease in fecundity (25.8%) after exposure to triflumezopyrim. The fecundity and egg hatchability of the progeny (F₁ individuals) were not significantly affected by treatment with the LC₃₀ of triflumezopyrim, but the mean generation time increased significantly. In addition, the intrinsic rate of increase, finite rate of increase, net reproductive rate, and doubling time did not exhibit any significant changes. However, long-term exposure to the LC₇₅ of triflumezopyrim resulted in a significant decrease in the number of males in the SBPH population. The results of this study indicate that triflumezopyrim can be utilized in pest control programs for SBPHs.     

红眼突变灰飞虱的生物学特性和交配优势

灰飞虱Laodelphax striatellus是我国重要水稻害虫之一, 表型变异可能影响灰飞虱的配偶选择性和种群特性。本实验采用生命表构建法研究了红眼突变灰飞虱的繁殖力、 内禀增长率等种群生命参数, 然后以1红眼雌虫、 1红眼雄虫和1纯合黑眼雄虫（♀rr×♂rr♂BB）或1红眼雄虫、 1红眼雌虫和1纯合黑眼雌虫（♀rr♀BB×♂rr）配对模式以及不同比例红眼成虫群体配对模式研究红眼突变对灰飞虱交配竞争力的影响。结果表明红眼突变灰飞虱除若虫死亡率（17.1%）显著高于正常个体（10.3%） (P<0.05)外, 其他生物学指标如繁殖力、 卵孵化历期、 若虫发育历期、 成虫寿命、 内禀增长率等与正常个体无显著差异。但红眼突变对灰飞虱配偶选择性有一定的影响。♀rr×♂rr♂BB和♀rr♀BB×♂rr组合F1代红眼和黑眼分离比例卡方试验值为18.15和14.99, 大于理论值。当红眼与黑眼个体以2︰8比例配对时, 红眼灰飞虱雄虫存在交配优势, 其后代红眼个体数大于期望值。这些结果为进一步研究灰飞虱红眼突变机理和利用红眼基因标记研究灰飞虱遗传分化奠定了基础     

灰飞虱Bursicon基因的克隆、序列分析及在不同发育阶段的表达

Bursicon是通过G蛋白受体调节昆虫表皮硬化及展翅的功能蛋白, 它在昆虫蜕皮后的表皮硬化过程中起着关键作用。为探讨灰飞虱Laodelphax striatellus的 bursicon的功能, 利用RT-PCR和RACE技术克隆获得1 126 bp的bursicon α和761 bp的bursicon β全长序列, 将其分别命名为Lsburs-α和Lsburs-β。生物信息学分析表明： Lsburs-α开放阅读框长483 bp, 编码160个氨基酸, 该蛋白具有2个N-豆蔻酰化位点、 3个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点以及2个蛋白激酶C磷酸化位点。Lsburs-β开放阅读框长417 bp, 编码138个氨基酸, 该蛋白具有2个N-豆蔻酰化位点、 3个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点以及1个酪氨酸激酶磷酸化位点。qRT-PCR结果表明： Lsburs-α和Lsburs-β在灰飞虱各龄期均有转录表达, 并在若虫期随龄期增加呈上升趋势, 在羽化期达到峰值, 成虫期表达量逐渐降低。结果提示bursicon与灰飞虱蜕皮后的外表皮硬化关系密切。本文结果为深入研究bursicon的功能、受体调节和信号通路等奠定了基础。     

灰飞虱高带毒（RSV）群体酵母双杂交cDNA文库的构建

为了研究灰飞虱Laodelphax striatellus Fallén与水稻条纹病毒（rice stripe virus, RSV）互作机制, 本研究构建了灰飞虱高带毒群体酵母双杂交cDNA文库。以实验室筛选的灰飞虱高带毒群体为材料, 分离纯化mRNA, 反转录合成双链cDNA, 并连接三框型接头, 层析柱分级纯化。采用同源重组反应制备三框型cDNA入门文库, 再通过同源重组将入门文库转移到Gateway兼容载体pGADT7-DEST上, 构建获得酵母双杂交cDNA文库。检测结果表明： 文库库容量为3.68×10⁷ cfu, 扩增文库滴度为2.62×10¹⁰ cfu/mL; 文库重组率大于95%, cDNA插入片段平均长度>1 kb, 达到了标准cDNA文库的要求。灰飞虱高带毒群体酵母双杂交cDNA文库的构建为开展昆虫介体与水稻条纹病毒互作机制的研究奠定了基础。     

灰飞虱唾液腺三大解毒酶家族的转录组分析

灰飞虱Laodelphax striatellus （Fallén）是危害多种禾本科经济作物的重要刺吸式害虫。唾液腺对刺吸式口器昆虫取食植物尤其重要, 其分泌的唾液可以帮助刺吸式口器昆虫刺穿植物、 消化食物、 解毒植物的次生物质。细胞色素P450单加氧酶（cytochrome P450 monooxygenase, P450）、 谷胱甘肽S 转移酶（glutathione S transferase, GST）和羧酸酯酶（carboxylesterase, CarE）是昆虫主要的解毒酶系。为了分析解毒酶基因在灰飞虱唾液腺中的表达谱, 本研究对灰飞虱成虫唾液腺进行转录组测序、 重头组装和注释, 并与豌豆蚜Acyrthosiphon pisum和西方蜜蜂Apis mellifera的同源蛋白进行系统发育分析。发现有9个谷胱甘肽S 转移酶（glutathione S transferase, GST）基因、 22个羧酸酯酶（carboxylesterase, CarE）基因和39个细胞色素P450单加氧酶（cytochrome P450 monooxygenase, P450）基因在灰飞虱唾液腺中表达。通过对同源蛋白进行系统发育分析, 发现灰飞虱唾液腺大部分的CarE是参与消化/解毒和激素/信息素的加工, 而参与神经/发育的CarE很少; 灰飞虱唾液腺表达的P450基因远远少于豌豆蚜和西方蜜蜂基因组的P450基因数, 且只有CYP6和CYP4家族的成员; GST家族在3种昆虫的保守性最高。研究结果为灰飞虱对寄主植物和杀虫剂的适应性研究奠定了基础。