植物寄生线虫效应蛋白功能分析方法的研究进展

植物寄生线虫在侵染寄主过程中分泌许多与寄生相关的蛋白,这一类蛋白称为效应蛋白,这些效应蛋白在植物细胞内发挥各种作用,从而有利于线虫侵染、寄生和生长发育。研究这些效应蛋白的功能对于掌握线虫侵染植物的分子机理非常重要,也是寻找新的植物线虫病害防治方法的理论基础。对目前应用于研究植物寄生线虫效应蛋白功能的主要方法进行了概述。     

RNAi在植物寄生线虫中的研究及应用

植物寄生线虫寄生于植物体内,引起植物病害,危害寄主植物,其危害仅次于真菌病害,每年都会对全世界主要农作物造成严重损失。由于传统的防治植物寄生线虫策略的诸多局限性,近年来,随着RNAi技术日趋成熟,越来越多的研究者开始着手于运用该项技术来防治植物寄生线虫。本文主要介绍了RNAi在对线虫生长繁殖,侵染及运动起作用的基因的功能的研究,对培育转抗线虫基因作物的中应用及参与互作的植物基因沉默在抑制线虫方面的应用及研究进展。     

线虫蛔甙(Ascarosides)信息素研究进展

大多数生物通过信息素系统来对环境进行感应和个体间交流,并指导其行为、发育和生理代谢。线虫是在地球上生存策略最多样的动物之一,但其信息素系统却鲜为人知。近年来发现一组称为蛔甙(ascarosides)的线虫种内化学信号物质,在秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)的交配、聚集和滞育等行为及发育调控方面起着至关重要的作用。随后发现蛔甙在线虫界广泛存在。对蛔甙进行深入全面的了解有利于促进线虫化学生态学学科发展,并填补传统化学生态学中关于化学信息对生物发育调控的知识。因此,对近年来蛔甙的最新研究进展进行了系统总结,包括蛔甙结构与鉴定、组成和功能、生物合成与代谢调控、化学感受信号途径及信息调节模式,从而更好地理解化感信号对线虫乃至高等生物的行为、发育、新陈代谢及衰老的调控机制,为研究生命科学中信息素调控理论提供新的参考。     

植物内生菌防治植物寄生线虫的研究进展

植物内生菌作为生物防治中的天然资源菌,已引起越来越多研究者的关注。从植物内生菌的分布和种类、分离培养、活性筛选、活性物质成分以及防治植物寄生线虫的作用机理几方面内容进行综述,并对植物内生菌防治植物寄生线虫的相关问题及发展趋势进行探讨,以期为今后深入开展相关研究提供参考。     

橘小实蝇化学通讯机制与引诱剂开发策略

实蝇是全球重大的果蔬虫害,对世界年均造成的经济损失高达20亿美元。橘小实蝇Bactrocera dorsalis是该类害虫的代表之一,每年对我国柑橘产业造成严重损失。以雄性引诱剂和蛋白饵剂为核心的诱杀技术已用于害虫监测和绿色防控,但是田间防控效果有待进一步提高。随着高通量测序技术成本的降低以及现代分子生物学技术的发展,科学家们提出先解析害虫化学感受的分子机制,鉴定关键的化学感受分子靶标,并以鉴定的新靶标设计和筛选更为稳定和高效引诱剂和食诱剂。为促进以关键化学感受分子为靶标的橘小实蝇行为调控技术的发展,本文综述了调控橘小实蝇行为的重要化学物质及其化学感受识别机制的研究现状。调控橘小实蝇行为的重要挥发物主要包括性信息素、植物挥发物和食物源蛋白气味。前两者中鉴定获得的特异性化合物质与橘小实蝇成虫的行为关系较为明确,例如性信息素中得到吡嗪类物质能够引诱雌虫,植物挥发物中的甲基丁香酚引诱雄虫,γ-辛内酯能够诱发雌虫产卵等;而后者食物源蛋白气味则由于成分复杂,在田间虽有一定效果,但缺乏特定化合物在雌雄虫具体行为中的功能验证。嗅觉感受机制中,外周神经感器与中枢触角叶仅有形态描述,不同类型嗅觉神经元的...     

DK-2线虫防治生物农药高技术产业化

DK-2线虫防治生物农药是以生物工程技术制造的生物农药剂系列产品．主要用于防治植物寄生线虫对农作物的危害。产品无特别刺激气味，对人、畜无毒．在自然界能被迅速降解，没有滞留性污染．技术水平达到国内领先。     

雄性棉铃虫感受性信息素的分子和神经机制研究进展

棉铃虫Helicoverpa armigera主要借助于性信息素通讯完成雌雄识别,实现交配和种群繁衍。关于棉铃虫感受性信息素机制的研究一直是我国化学生态学领域的热点和重心,研究结果有助于开发和改进棉铃虫防治的性引诱剂。本文将对棉铃虫雄虫感受雌虫释放的性信息素的机制进行综述,以期为深入研究棉铃虫及其他相关昆虫的性信息素感受的分子和神经机理提供参考。棉铃虫雌虫性信息素腺体合成和释放多种长链、饱和或非饱和的脂肪醛和醇等化合物,其中Z11-16:Ald为主要性信息素成分,Z9-16∶Ald和Z9-14∶Ald为次要性信息素成分,不同组分按一定比例混合可明显增强对雄性棉铃虫的引诱效果,而化合物Z11-16∶OH和高剂量的Z9-14∶Ald对性信息素引诱活性具有明显的抑制效果。相应地,雄性棉铃虫触角上A, B和C 3种类型的毛形感器能够感受这些信息化合物。A类型毛形感器内表达受体OR13感受Z11-16∶Ald,B类型毛形感器内表达OR14b感受Z9-14∶Ald,C类型毛形感器内表达OR6和OR16感受Z9-16∶Ald, Z9-14∶Ald, Z11-16:Ac和Z11-16∶OH。受体的表达位置和功能与不同类型毛形感器的电生理反应特性相一致。钙离子成像证明在棉铃虫触角叶内的3个扩大型神经纤维球接受这些气味信息,其中神经纤维球云状体接受Z11-16∶Ald,背中间后侧纤维球接受Z9-16∶Ald,背中间前侧纤维球接受Z9-14∶Ald, Z11-16∶Ac和Z11-16∶OH。这些研究成果在感器、受体和脑中枢水平上揭示了棉铃虫感受性信息素的机制,在这些研究基础上,我们认为需要深入开展以下方面的研究：(1)进一步鉴定相关性信息素受体的功能和定位;(2)深入研究脑内嗅觉高级中枢对性信息素信息的处理和整合神经机制;(3)明确棉铃虫性信息素感受受到寄主植物、光周期、温度、湿度等环境因素的影响及机制。     

大豆蚜触角嗅觉感器结构及其功能

采用扫描电镜观察大豆蚜Aphis giycines各型触角上嗅觉感器的细微结构,结合触角电位记录,发现大豆蚜有翅孤雌生殖蚜对萜烯衍生物的感受部位在第6节原生感器上,而萜烯烃类则在第5节原生感器上,两原生感器都对绿叶气味和芳香类起嗅觉反应。末端2节上还有其它化学感器对植物气味起反应。因此,各型对植物气味的感觉部位在末端2节上。各型对报警信息素的作用部位主要在第6节原生感器上,无翅型第5节原生感器和有翅型第3节次生感器也有一定的感觉能力。     

RNA干扰在植物抗根结线虫病基因工程应用中的研究进展

植物根结线虫病对农业生产的危害连年加重,以轮作和化学农药为主的传统防治难以满足现代农业生产的需要.以常规的抗性育种和表达外源蛋白为主的抗线虫转基因育种主要受限于抗性基因的匮乏.而近来RNA干扰技术的应用为抗线虫基因工程带来新的突破,通过构建RNA干扰载体,在转基因植物中表达寄生线虫重要基因的dsRNA或siRNA,并经口针取食被导入线虫体内,并引发线虫的系统性RNA干扰反应,导致其出现寄生、发育、代谢、运动等障碍甚至致死,从而使转基因植物实现对寄生线虫的抗性.本文综述了RNAi介导的抗根结线虫基因工程方面的研究进展,分析探讨了这种新的策略的特点并展望了它的应用前景.     

信息化合物对昆虫行为的影响

本文综述了来自寄主植物的挥发性物质和同种昆虫或异种昆虫释放的各种信息素及两者的协同作用的信息化合物对昆虫行为的影响。特别强调了寄主植物的气味物质和昆虫信息素协同作用在昆虫寻找寄主、求偶、交配及天敌在寄主识别过程中的重要地位。昆虫对寄主植物的识别是由于识别了植物气味的由一定组分、按照严格比例组成的化学指纹图。昆虫信息素与植物挥发性物质相结合为昆虫寻找求偶、交配场所提供更复杂或更全面的信息。许多昆虫只有在寄主植物或寄主植物气味存在时 ,才能释放性或聚集信息素。天敌在寄主识别、搜索及定位等一系列过程中 ,来自寄主的食料、寄主本身及两者的互作的信息化合物起重要的作用。研究信息化合物对昆虫行为的影响可以探索昆虫各种行为的内在机理 ,更好的了解寄主—昆虫—天敌三层营养关系的相互作用 ,对利用天然活性化合物防治害虫及生物防治提供理论依据     

“植物线虫生物技术”专刊征稿函

植物寄生线虫是一类专性活体营养寄生物,其寄主范围广泛,为害严重,还是诱发植物真菌和细菌病害的重要原因之一,已上升为农业生产中仅次于真菌病害的第二大类病害。防治植物线虫病害对于国民经济的发展具有重要的地位。而随着基因芯片、原位杂交、RNAi、转录组学、基因工程等分子生物学技术的发展,病原线虫与植物的相互作用机制也不断被揭示,为线虫的生物防治提供了重要的理论依据。基于此,《生物技术通报》特邀中国农业科学院植物保护研究所彭德良研究员担任专刊主编,组织策划出版“植物线虫生物技术”专刊,对稿件学术质量进行把关,欢迎相关领域专家学者为本专刊撰稿,展示植物线虫领域的最新研究进展。     

多通道记录(MR)及其与气相色谱联用技术(GC-MR)在昆虫嗅觉生理上的应用

多通道电生理记录(Multiunit recording,MR)和气相色谱(Gas chromatography,GC)-多通道电生理记录(GC-MR)是昆虫化学生态学中研究昆虫对气味化合物神经元反应非常重要和前沿的电生理技术,在研究昆虫对植物气味和性信息素的嗅觉反应机制以及高灵敏性筛选活性化合物等方面具有非常重要的作用。本文介绍这一技术的基本原理、操作步骤和应用实例,并详尽说明了使用中应该注意的事项。     

信息素介导的西方蜜蜂与狄斯瓦螨互作研究进展

狄斯瓦螨是一种严重危害西方蜜蜂的体外寄生螨,是世界养蜂业的最大威胁.人们广泛采用化学方法防治狄斯瓦螨,但易引起狄斯瓦螨的抗药性、蜜蜂中毒和蜂产品药物残留等问题.为此,人们尝试了多种蜂螨绿色防控技术.其中利用蜜蜂信息素防治狄斯瓦螨是一个重要的研究方向.研究表明,狄斯瓦螨能利用蜜蜂信息素识别处于不同发育阶段的寄主,并对特定时期的寄主表现出高度的选择性.近年来,多种能作用于狄斯瓦螨的蜜蜂信息素相继被报道.这些信息素包括成蜂、蛹和幼虫信息素.有的信息素对狄斯瓦螨表现出驱避作用,有的则表现出引诱作用.本文对这些信息素的种类、主要组成成分、对狄斯瓦螨的作用等进行了综述,旨在为今后的研究与应用提供参考.     

鱼类嗅觉系统和性信息素受体的研究进展

鱼类嗅觉系统包括外部嗅觉器官、嗅神经和嗅球三个部分.嗅觉器官也称为嗅囊,由嗅上皮和髓质组成.气味物质的化学信息主要由嗅上皮上随机分布的嗅觉感受神经元感知,通过嗅神经将嗅觉信息传递到嗅球,嗅球在空间上有不同的功能分区,嗅觉信息经过嗅球各分区整合后分别传入端脑,发挥其生理功能.性信息素在鱼类生殖过程中的作用是通过嗅觉系统来完成的,其中嗅觉感受神经元上的性信息素受体起着重要作用.鱼类性信息素受体的研究主要从两个方面入手,一是从低浓度特异的性信息素引起嗅觉器官电生理反应或行为反应入手,寻找特异的性信息素受体;二是参照哺乳动物嗅觉受体的研究结果,从嗅觉受体基因遗传保守性入手,研究鱼类性信息素受体的结构与功能.     

植物寄生线虫的化学感受系统研究进展

植物寄生线虫(plant parasitic nematodes, PPNs)已上升为农业生产中仅次于真菌病害的第二大类病害,在全球每年造成的作物损失高达1730亿美元.这与PPNs具有复杂且高度敏感的化学感受系统密切相关,化感系统能精确高效地参与PPNs在土壤中迁移、宿主识别、在植物内找到最合适的取食点等过程.脂肪及其衍生物、神经肽、根系分泌物和植物激素等分子均能被PPNs的化感系统感知,其化感系统的功能以及对PPNs寄生生活史的影响正逐渐被人们所了解.本综述从多个方面对PPNs化感系统的研究进展进行了总结,以期为PPNs的生物防治提供更多思路.     

蛾类性信息素研究进展

蛾类是昆虫性信息素中研究较多的类群,已有565种的性信息素成份被鉴定,其相关研究在害虫监测和防治上得到实际应用的同时,已涉及到生态、生化、遗传等诸多方面,特别是在物种多样性的化学表达及物种的生殖隔离现象的分子水平的表达上,提供了研究的典范。本文将介绍蛾类性信息素的多样性、性信息素化学结构鉴定、微量成分的作用、合成性信息素的利用、性信息素生物合成酶、性信息素生产的调节机制及性信息素的感受机制等方面的研究现状和存在的问题。     

我国昆虫信息素研究的回顾,思考和启迪

回顾昆虫信息素的研究历程,自1959年西德著名科学家A.布特南博士首次鉴定出第一个昆虫性信息素化学结构—蚕蛾醇后,至今已30年有余,无论在信息素的化学,生物学,生理学,生态学和植物保护等方面都取得了巨大成就;先后鉴定出信息素化学结构的昆虫种类达700余种;有数百种昆虫性信息素和引诱剂应用于害虫测报和防治;全世界将近有十多家公司生产和销售几十种昆虫信息素诱芯和各种诱捕器的产品,给农林害虫综合治理带来了巨大     

豆野螟触角感器的电镜超微结构及嗅觉功能

本文利用扫描电镜(SEM)和触角电位仪(EAG)对豆野螟Maruca Testulalis (Geyer)触角感器的结构其及嗅觉功能进行了研究。豆野螟雌、雄成虫触角外部形态结构扫描的结果表明,豆野螟雌成虫触角上存在有毛形感器、刺形感器、腔锥形感器、耳形感器和栓锥形感器5种,雄成虫触角除上述5种感器外,还分布有柱形感器。以基部（触角的1/3）、中部（触角的1/3）和端部（触角的1/3）为单位,对雌、雄成虫触角节的各种类型感器数量进行统计,结果表明毛形感器、腔锥形感器、耳形感器在雌和雄虫触角上的分布都存在极其显著的差异。测定了豆野螟雄虫触角对性信息素化合物反,反-10,12-十六碳二烯醛和反,反-10,12-十六碳二烯-1-醇以及雌虫触角对植物挥发性化合物顺-3-己烯-乙酸酯和芳樟醇的EAG反应感应部位,结果表明EAG反应强弱与感器数量之间不存在明显的线性相关;对性信息素和植物挥发物有反应的触角感器在触角上的分布存在差异,对信息素反应的感器主要分布在触角鞭节的顶端24小节内(约占触角的1/3),而对植物挥发性化合物反应的感器则分布于触角鞭节顶端48小节内(约占触角的2/3)。     

植食性金龟子信息化学物质的研究

金龟子信息化学物质包括性信息素、聚集信息素和植物源引诱剂。目前已鉴定出的性信息素大多集中于丽金龟科和鳃金龟科,犀金龟科只鉴定出了几种聚集信息素,有关植物源引诱剂方面的研究则集中于丽金龟科和花金龟科。本文总结了金龟子信息化学物质的化学结构特点,并评述了金龟子化学通讯中独特的手性性信息素相互拮抗作用及性信息素生物合成的研究。     

利用单感器记录与神经元示踪结合对棉铃虫主要性信息素感器内神经元投射的鉴定

【目的】鉴定雄性棉铃虫Helicoverpa armigera成虫触角性信息素感器嗅觉受体神经元的功能、形态及中枢投射路径。【方法】利用单感器记录技术记录棉铃虫嗅觉受体神经元对性信息素的反应,同时采用荧光染料作为示踪剂染色标记嗅觉受体神经元;使用免疫组织化学方法处理相应的脑组织,标记脑内触角叶的神经纤维球结构;用激光扫描共聚焦显微镜获取图像数据,使用图形软件ZEN和Amira 4.1.1进行三维结构重建。【结果】记录到雄性棉铃虫成虫触角上长毛形感器对主要性信息素成分Z11-16∶Ald产生明显的电生理反应,并成功染色标记了该感器内的嗅觉受体神经元。染色标记显示该感器内具有两个嗅觉受体神经元,其轴突通过触角神经分别投射触角叶内的云状体神经纤维球和普通神经纤维球。【结论】单感器记录与神经元示踪两技术结合能够用于鉴定昆虫触角嗅觉受体神经元的功能、形态和投射至神经纤维球的路径。与赖氨酸钴方法比较,使用荧光染料法进行神经元示踪,操作更简便,且易于进行三维空间分析,为调查棉铃虫其他嗅觉神经元的投射路径以明确外周气味受体感受与中枢系统的联系提供了有力技术支持。