甜菜夜蛾烟碱型乙酰胆碱受体β1亚基基因的克隆与序列分析

烟碱型乙酰胆碱受体是昆虫体内重要的神经受体,同时也是杀虫剂作用靶标.从甜菜夜蛾Spodoptera exigua3龄幼虫体内提取总的RNA,经过反转录,利用RT-PCR获得了烟碱型乙酰胆碱受体6个α和1个β亚基基因的cD-NA序列片段,并利用cDNA末端快速扩增技术(RACE)获得了β亚基基因的cDNA序列全长.该基因命名为SenAChRβl,其长度为2231个碱基,含有一个1575个碱基的开放读码框,开放读码框编码524个氨基酸残基,预测的分子量为60 kDa.推导得到的氨基酸序列与其它昆虫特别是鳞翅目昆虫的烟碱型乙酰胆碱受体β亚基具有高度的同源性,并具有典型的烟碱型乙酰胆碱受体β亚基特征化位点.     

桔小实蝇烟碱型乙酰胆碱受体β亚基基因的克隆及mRNA表达分析

烟碱型乙酰胆碱受体(nicotinic acetylcholine receptor,nAChR)在昆虫中枢神经系统的递质传递过程中起着重要作用。本研究采用RT-PCR和RACE技术,从桔小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)体内克隆获得nAChRβ亚基的cDNA序列,命名为Bdβ3(GenBank登录号:JF974074)。测序结果表明,Bdβ3的cDNA序列全长1602bp,开放阅读框为1287bp,编码429个氨基酸残基,预测蛋白质分子量和等电点分别为48.8ku和5.81。通过对氨基酸同源性分析表明,Bdβ3具有nAChR亚基的典型特征,与其他昆虫nAChR亚基具有较高的氨基酸相似性,与黑腹果蝇nAChRβ3亚基具有49.78%的相似性。Bdβ3在桔小实蝇的不同发育时期和成虫的不同体段的实时定量PCR结果表明,Bdβ3在整个发育阶段均有表达,其中在成虫期的表达水平最高,这可能与Bdβ3主要在成虫期发挥作用有关;Bdβ3在桔小实蝇头部表达量最高,显著高于胸部和腹部。研究结果为深入分析桔小实蝇nAChR亚基的功能以及对多杀菌素的靶标抗性机制提供了基础数据。     

麦长管蚜在长期镉胁迫下超氧化物歧化酶和乙酰胆碱酯酶基因的表达水平变化

重金属污染已经对生物产生强大的选择压力。为了探索麦长管蚜Sitobion avenae经重金属镉长期胁迫后超氧化物歧化酶（SOD）和乙酰胆碱酯酶（AchE）基因表达的变化规律, 本研究模拟自然环境条件, 用Cd2+溶液浇灌土壤, 通过土壤-小麦-麦长管蚜体系连续处理麦长管蚜20代, 通过PCR扩增得到SOD和AchE基因cDNA片段, 并用Real-time PCR的方法对连续处理5, 10, 15和20代的蚜虫进行基因表达水平的研究。结果表明： 麦长管蚜SOD和AchE基因的表达水平会受Cd的浓度和连续处理世代数的影响。与对照相比, 在5 代和10 代时呈现上调模式, 而在处理20代后, 其表达则受到了抑制。40 mg/kg是关键的浓度, 高于此浓度时, 基因的表达会出现下调模式。由此可见, 低剂量的毒性胁迫会促使超氧化物歧化酶和乙酰胆碱酯酶的表达量增加, 而高剂量胁迫则会限制两种酶的防御作用。     

二化螟乙酰胆碱受体a亚基的基因克隆与序列分析

烟碱型乙酰胆碱受体（nAChR）在昆虫的兴奋性突触传递中起着重要的作用,同时也是杀虫剂作用的重要靶标。近年来,二化螟对作用于昆虫nAChR的沙蚕毒素类杀虫剂杀虫单产生了高抗性。为了研究可能存在的靶标不敏感机制,我们采用RT-PCR技术,对二化螟nAChRa亚基全长cDNA进行了分子克隆。序列分析表明,这是1个新的a亚基基因,定名为Cs a 1。基因全长为1997个核苷酸,包含了1个开放阅读框,编码1个509氨基酸的成熟蛋白和1个24氨基酸的信号肽。Cs a 1与其他昆虫nAChR a亚基之间有52%～94%的同源性,高于与脊椎动物nAChR a亚基之间的同源性。     

麦长管蚜和禾谷缢管蚜对吡虫啉敏感性的比较研究

采用麦穗浸渍法在室内测定了麦长管蚜Macrosiphumavenae(Fabricius)和禾谷缢管蚜Rhopalosiphumpadi(L .)对吡虫啉可湿性粉剂和乳油的敏感度。结果表明 ,禾谷缢管蚜对吡虫啉的敏感度是麦长管蚜的 3～ 4倍 (基于LC50 的比较 )。在北京、河南、江苏、湖北、四川等地同浓度的吡虫啉对禾谷缢管蚜的防治效果要好于麦长管蚜 (特别是在低浓度时尤为明显 )。依据我国不同省份小麦穗蚜的优势种不同 ,建议用吡虫啉防治小麦穗蚜时 ,在南方麦区 ,禾谷缢管蚜为优势种的麦田 ,吡虫啉用药量为 15～ 3 0g(a.i) hm2 ;北方麦区 ,以麦长管蚜为优势种的麦田 ,吡虫啉的用药量应大于 3 0g(a.i) hm2 。     

麦长管蚜为害小麦经济阈值研究

本文报道了麦长管蚜为害小麦的田间实验结果。分析表明:麦长管蚜为害小麦的关键时间是小麦灌浆期;对于郾师9号其经济阈限在灌浆前期是480头/百株或2402日头/百株的累积蚜量,在灌浆中期是185头/百株或922日头/百株的累积蚜量;对于冀麦19号,其经济阈限在灌浆前期为222头/百株或1110日头/百株的累积蚜量,在灌浆中期为369头/百株或1845日头/百株的累积蚜量。     

紫外线胁迫麦长管蚜DNA变异的AFLP分析

在6个不同时间段对不同体色、世代和寄主条件下的麦长管蚜进行紫外胁迫,应用AFLP技术对麦长管蚜基因组变异进行分析.研究结果表明:处理时间与变异频率之间存在正相关(r=0.9466);不同体色型的蚜虫和不同抗性寄主饲养条件下的蚜虫对紫外胁迫表现出不同的抗性,红色型蚜虫的变异较强,高抗寄主上的蚜虫变异较弱;F1代可累代遗传.     

麦长管蚜发生期预测的研究

麦长管蚜Macrosiphumavenae（Fabr-icius）是我地小麦穗期的主要害虫,每年都有不同程度的发生。受虫源、气候等因素的影响,其发生期（穗蚜量达500头的日期）不同年份间差异很大。为了及时准确作出预报,指导防治,笔者应用模糊因素加权综合评判法对麦长管蚜发生期预测进行了研究,现将结果报告如下。1研究方法1．1选取预报因子麦长管蚜的发生期主要受温度、降雨量等气候因素的影响。笔者对本站1982～1994年13年的系统观测资料进行整理分析,筛选出与发生期相关性较好的预报因子2个：X1,3月下旬～4月上旬平均气温（℃）,相关系数r1y＝…     

宁夏地区麦长管蚜远距离迁飞的研究

通过1992—1978年的调查试验, 初步明确了以下事实:本地越冬的麦长管蚜尚未羽化, 田间已出现有翘成蚜;小麦苗期发现了穗期才能产生的穗型蚜;在冰冻期的高山上多次捕到有翅麦蚜;有翅成蚜大范围的“同期突发”现象;外来麦蚜占春季田间有翅蚜的98.8%以上.首次提出, 在有本地蚜源的情况下, 存在外来蚜源, 且外来蚜源可以成为春季田间麦长管蚜群的主体.本文分析讨论了迁入蚜源的可能基地和须进一步研究的问题.     

麦长管蚜发生量预测预报方法的研究

本文应用我市10年资料,分别把小麦抽穗期(5月上旬)和灌浆末期(5月下旬)麦长管蚜发生量作为预报量,首先采用相关系数法选出(1)抽穗期蚜量预报因子:冬前秋苗期虫源基数(x_1);1月份平均气温(x_2);4月中旬降雨量(x_3)。(2)灌浆末期蚜量预报因子:5月上旬温雨系数(x_1);抽穗期蚜量基数(x_2)。然后分别采用“多因子简化综合相关法”和“模糊列联表法”进行预报,经回报检验,11年准确率分别为90.9％和86.4％,均明显高于经验预报,具有较好的实用价值。     

Cold hardiness and overwintering of the grain aphid Sitobion avenae

ABSTRACT.

• 1 Cold hardiness as measured by supercooling ability in the active stages of the grain aphid Sitobion avenae (F.) decreased progressively with maturation.
• 2 Aphids showed no acclimation response when maintained at low temperatures.
• 3 Starvation did not improve supercooling ability.
• 4 In a single exposure, surface moisture caused inoculation above the inherent supercooling point in a small proportion of a population.
• 5 Field populations show a seasonal change in supercooling ability, which is at a maximum in summer and a minimum in late winter.
• 6 It is concluded that the act of feeding on healthy plant tissue may confer extensive supercooling ability.

     

The major carotenoid pigments of the grain aphid, Sitobion avenae (F.) (Hemiptera: Aphididae)

The economically important grain aphid, Sitobion avenae (F.) shows colour polymorphism, with brown and green forms predominating. Colour is determined both genetically and in response to environmental factors, including nutrition. The biological significance of the colour polymorphism is unknown, although seasonal changes occur in the frequency of colour morphs in the field, whilst the brown morph may have adaptive significance in terms of hymenopterous endoparasitism. The ground colour of aphids is produced by haemolymph pigments, aphins (glucosides) and carotenoids. The latter may be under the synthetic control of intracellular endosymbiotic bacteria. In this study, the major carotenoid pigments of a brown and a green clone of S. avenae were examined using thin layer chromatography (TLC) and high-performance liquid chromatography (HPLC), and their absorbance spectra recorded. Using TLC, the brown clone produced five bands of different R_f, ranging from yellow, to orange-pink to pink in colour. In contrast, the green clone gave only a single yellow band of higher R_f than any of the bands of brown aphids. Following separation of carotenoids by HPLC, brown aphids gave seven peaks and green aphids five. Comparison of absorbance maxima with known published values for carotenoids provides strong evidence for the identification of four of the carotenoid pigments from brown aphids (RB-4, 3,4-didehydrolycopene; RB-5, torulene; RB-6; lycopene; RB-7, γ-carotene) and one from green aphids (RG-2, α-carotene). The other carotenoids remain unidentified. The biosynthesis and possible biological relevance of the various pigments of S. avenae are briefly discussed.     

麦长管蚜9个miRNA在不同发育阶段的表达

[目的]探讨麦长管蚜Sitobion avenae 9个微小RNA(microRNA,miRNA)在两翅型间不同发育阶段的表达模式,揭示其在蚜虫翅型分化中发挥作用的关键时期.[方法]RT-PCR克隆麦长管蚜内参基因U6的cDNA全长序列和9个miRNA,并利用qRT-PCR方法检测9个miRNA在有翅和无翅麦长管蚜不同...     

麦长管蚜脱巴克纳氏共生菌的分子验证

蚜虫脱共生效果的鉴定对蚜虫-巴克纳氏菌共生体系的研究至关重要.采用光学显微镜观察及特异性PCR扩增技术,对麦长管蚜(Sitobion aoenae)脱巴克纳氏共生菌的效果进行了研究.结果表明:用利福平处理5 d和10 d后的麦长管蚜,PCR检测发现有巴克纳氏菌(Buchnera)特异性扩增条带,说明共生菌仍然存在;在利福平处理 15 d后,PCR检测没有发现特异性扩增条带,说明麦长管蚜胞内共生细菌的核酸已经被降解;光学显微镜观察与PCR检测结果相一致.     

Functional divergence analysis of vertebrate neuronal nicotinic acetylcholine receptor subunits

Nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) are pentamers formed by subunits from a large multigene family and are highly variable in kinetic, electrophysiological and pharmacological properties. Due to the essential roles of nAChRs in many physiological procedures and diversity in function, identifying the function-related sites specific to each subunit is not only necessary to understand the properties of the receptors but also useful to design potential therapeutic compounds that target these macromolecules for treating a series of central neuronal disorders. By conducting a detailed function divergence analysis on nine neuronal nAChR subunits from representative vertebrate species, we revealed the existence of significant functional variation between most subunit pairs. Specifically, 44 unique residues were identified for the α7 subunit, while another 22 residues that were likely responsible for the specific features of other subunits were detected. By mapping these sites onto the 3?D structure of the human α7 subunit, a structure-function relationship profile was revealed. Our results suggested that the functional divergence related sites clustered in the ligand binding domain, the β2–β3 linker close to the N-terminal α-helix, the intracellular linkers between transmembrane domains, and the “transition zone” may have experienced altered evolutionary rates. The former two regions may be potential binding sites for the α7* subtype-specific allosteric modulators, while the latter region is likely to be subtype-specific allosteric modulations of the heteropentameric descendants such as the α4β2* nAChRs.

Communicated by Ramaswamy H. Sarma     

昼夜温度波动对麦长管蚜生理生态表型影响及其相关性研究

昼夜温度波动变化是气候变暖的主要特征之一,昼夜变温幅度对生物的影响越来越受到科学家的关注。与恒温研究相比,变温幅度对昆虫生活史特征影响的研究还十分有限。因此,本研究模拟自然界24 h温度变化,并首次全面研究了相同平均温度(22℃)下不同变温幅度(±0℃、±6℃、±12℃)对麦长管蚜Sitobion avenae生理指标(温度耐受性、呼吸)与生态指标(发育、存活、寿命、繁殖、种群参数)的影响。结果表明,与变温幅度±0℃和±12℃相比,变温幅度±6℃显著提高了麦长管蚜整体存活、寿命、繁殖以及净增值率与世代周期。与其它处理相比,较大变温幅度±12℃显著阻碍了麦长管蚜若虫发育,抑制了整体存活,缩短了寿命,降低了繁殖量,且显著降低了种群内禀增长率、净增值率与世代周期。但是,较大变温幅度±12℃,显著提高了成蚜的耐热、耐寒性与CO₂呼吸速率。研究还发现,在不同变温幅度中,麦长管蚜成蚜耐寒性的提高是以寿命为代价的。由此可见,以往以恒温为基础的昆虫种群表型及数量动态预测模型均存在局限,昼夜变温幅度作为必要因素,应考虑纳入种群表型及数量动态预测模型中,从而提高昆虫田间发生情况预测预...     

四种类型杀虫剂对麦长管蚜的温度效应及其与主要解毒酶的关系

为了明确杀虫剂毒力受温度的影响及其程度,本文测定了4大类8种药剂在10～25℃下对麦长管蚜的毒力;并测定了麦长管蚜Sitobion avenae(Fabricius)在不同温度下2个解毒酶和1个靶标酶的活性差异。结果表明,高效氯氰菊酯对麦长管蚜表现不规则负温度系数,啶虫脒表现不规则正温度系数,高效氟氯氰菊酯对麦长管蚜的毒力不受温度影响,其他药剂(辛硫磷、毒死蜱、灭多威、丁硫克百威、吡虫啉)均表现为明显的正温度系数效应,以有机磷类杀虫剂表现最为明显,毒死蜱温度系数高达57.70。酶活性实验表明:麦长管蚜在高温下GST活性增强,羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶活性降低。它们的变化规律表明:GST活性与负温度系数密切相关,正温度系数与羧酸酯酶活性和靶标酶乙酰胆碱酯酶活性有关。     

我国小麦抗麦长管蚜(Sitobion avenae)研究概况

麦长管蚜是我国小麦的重要害虫之一。选育和种植抗虫品种是防治麦长管蚜的理想方法。本文就我国小麦抗麦长管蚜种质资源筛选、抗性机制和小麦品种对麦蚜种群动态影响等方面的研究进展进行了概括,同时指出今后应加强小麦抗麦长管蚜基因的研究。     

麦长管蚜虫龄鉴别特征

【目的】为明确麦长管蚜Sitobion avenae (Fabricius)虫龄鉴别特征, 达到快速鉴别的目的。【方法】在成像观察的基础上, 测定无翅型和有翅型个体不同虫龄的体长、 体宽、 头壳宽、 触角长、 腹管长和后足胫节长6项指标。【结果】麦长管蚜不同翅型个体的体长、 体宽、 头壳宽、 触角长、 腹管长和后足胫节长在虫龄间均存在显著差异, 其中体长、 体宽、 头壳宽和触角长在相邻虫龄之间重叠程度大, 后足胫节长的重叠百分比极小或无重叠; 除有翅型个体4龄若蚜和成蚜之间存在13.93%的重叠外, 腹管长在不同翅型的其他相邻虫龄之间重叠百分比均极小或无重叠, 说明后足胫节长和腹管长可作为虫龄鉴定的主要特征。翅、 触角和尾片的其他外部形态特征在虫龄间也存在一定差异： 3-4龄有翅型若蚜和成蚜虫个体前胸的膨大程度及其翅的长度明显大于同一龄期的无翅型个体, 可用于蚜虫翅型的分辨以及3-4龄有翅若蚜和成蚜的鉴别; 麦长管蚜1和2龄若蚜触角均为5节, 3-4龄若蚜和成蚜的触角均为6节; 同时, 除了成蚜具有完整的尾片外, 1-4龄若蚜尾片均不发达, 说明触角的节数和尾片的发达程度可作为麦长管蚜不同龄期形态鉴别的辅助特征。【结论】以腹管和后足胫节作为麦长管蚜虫龄鉴别的主要特征, 配合其他辅助特征, 如翅的大小、 触角的节数以及尾片的发达程度等, 可达到快速鉴别不同翅型不同龄期蚜虫的目的。