棉铃虫性染色体两种分子标记的克隆及序列分析

为了建立棉铃虫Helicoverpa armigera性染色体的特异性分子标记,利用RAPD-PCR技术对雌雄棉铃虫基因组DNA进行筛选,从500种随机引物中筛选到1 条引物（Operon编号为AF-18）,可扩增出1条约450 bp 的雌性特异片段。经克隆测序并合成特异引物进行验证,表明该片段为棉铃虫雌性特异分子标记,位于W染色体上。利用家蚕、果蝇等昆虫Kettin基因序列,克隆了棉铃虫的同源基因HaKettin片段,并采用荧光定量PCR技术,以棉铃虫的DH-PBAN基因为参照基因,检测棉铃虫雌雄不同个体间HaKettin基因与DH-PBAN基因的拷贝数之比,结果表明：雄体HaKettin∶DH-PBAN=1.0,雌体HaKettin∶DH-PBAN=0.5,据此推断HaKettin基因位于棉铃虫Z染色体上。     

棉铃虫细胞色素P450 CYP6B7基因的克隆与融合表达

细胞色素P450 CYP6B7被推测与棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性有关,但至今尚无CYP6B7参与杀虫剂代谢方面的直接证据。为揭示CYP6B7的代谢功能,作者以棉铃虫幼虫基因组DNA 为模板,以CYP6B7基因设计特异性引物,扩增出包含321 bp内含子的CYP6B7基因。用反向PCR的方法消除内含子,获得包含完整的CYP6B7基因的开放阅读框。将CYP6B7基因与pMAL-c2X载体连接,并转化E.coli TB1细胞,在IPTG诱导下,CYP6B7能与载体基因编码的麦芽糖结合蛋白（MBP）在大肠杆菌中融合表达,表达产物经直链淀粉（amylose） 柱亲和层析分离洗脱后,得到SDS-PAGE电泳纯的融合蛋白。     

家蚕细胞色素P450基因Bmcyp6u1的克隆、序列分析与表达谱

细胞色素P450第6亚家族基因为昆虫所特有,与抗性相关。为了检测家蚕Bombyx mori cyp6u1基因是否与耐氟性相关,首先克隆了cyp6u1基因。采用生物信息学方法获得与黑腹果蝇Drosophila melanogaster cyp6u1基因同源的家蚕B. mori cyp6u1基因序列, 预测该序列的开放阅读框（ORF）为1 476 bp, 编码491个氨基酸, 推定的蛋白质分子质量为56.15 kD, 等电点为9.23。以家蚕5龄第3天幼虫精巢cDNA为模板, 设计特异引物PCR扩增出一条约1 500 bp的条带, 大小与家蚕cyp6u1序列的ORF预测值接近, 命名为Bmcyp6u1基因（GenBank登录号：HM130560）。同源性分析表明, Bmcyp6u1基因与蜜蜂Apis mellifera的同源基因cyp6AS13的相似性为56%, 与拟南芥Arabidopsis thaliana的cyp72A82的相似性为48%, 与人Homo sapiens的cyp3A7基因的相似性为50%。芯片数据分析表明, Bmcyp6u1基因在家蚕5龄第3天幼虫各组织表达量很低, 只在精巢组织(5龄第3天)稍有表达, 推测该基因具有组织特异性。     

棉铃虫P450基因CYP6AE12和CYP9A18的克隆与mRNA表达水平

采用RT-PCR和RACE技术克隆到2个新的棉铃虫细胞色素P450基因：CYP6AE12和CYP9A18。CYP6AE12的cDNA编码区长1 569 bp,编码523个氨基酸;CYP9A18的cDNA编码区长1 590 bp,编码530个氨基酸。用实时定量PCR技术分析了这2个基因在棉铃虫YS敏感品系和YS-FP抗性品系(由氰戊菊酯加辛硫磷混剂筛选YS品系而得) 6龄幼虫脂肪体和中肠中mRNA的表达水平。结果表明：CYP6AE12和CYP9A18的mRNA表达具有组织特异性,CYP6AE12在脂肪体中表达量较高,而CYP9A18在中肠中的表达量较高。与相对敏感品系YS相比,CYP6AE12在YS-FP抗性品系中肠和脂肪体中的mRNA表达量分别为YS品系的3.6倍和1.3倍;CYP9A18在YS-FP品系中肠和脂肪体的mRNA表达量分别为YS品系的0.3倍和1.0倍。CYP6AE12的过量表达与YS-FP品系棉铃虫的抗药性可能有一定关系。     

幼虫密度对甜菜夜蛾生长发育与繁殖的影响

为了研究甜菜夜蛾Spodoptera exigua(Hübner)幼虫的密度对其发育及繁殖的影响,本实验观察了5种幼虫密度下（1,5,10,20,30头/瓶）,幼虫发育和成虫繁殖情况。结果表明：幼虫和蛹历期、存活率和蛹重均差异显著。幼虫和蛹历期均以20头/瓶的最短,1头/瓶的最长,其余随幼虫密度增加而延长;幼虫至蛹存活率以10头/瓶的最高,其余随幼虫密度增加而降低;1头/瓶的蛹最重,显著高于其他密度的,其余随幼虫密度增加而下降。尽管密度间成虫羽化率和产卵前期均无显著差异,但成虫产卵量、寿命和畸形率差异显著。1头/瓶的产卵量最多,其次为10头/瓶的,其余随幼虫密度增加而减少,30头/瓶的产卵量显著少于其他密度的; 密度在1～20头/瓶范围内,雌蛾寿命均较短,显著短于30头/瓶的,而雄蛾寿命以5头/瓶的最短,显著短于其他密度的（10头/瓶除外）,10头/瓶的次之,其余密度间差异不显著;不同幼虫密度下羽化的成虫畸形率差异显著,10头/瓶的最低,其余随幼虫密度增加而升高; 生命表结果表明甜菜夜蛾在10头/瓶下世代存活率和种群增长指数均最高,幼虫密度过低或过高均不利于种群增长;世代存活率（S）和种群增长指数（I）与幼虫密度之间的关系均呈抛物线关系：S =－0.2087x²+2.5694x+211.52 (R²=0.88),I=－0.0552x²+0.9166x+54.168 (R²=0.95)。结果提示幼虫密度影响甜菜夜蛾种群动态的重要生态因子之一。     

灰飞虱体内WO噬菌体和Wolbachia的侵染关系

WO噬菌体是侵染节肢动物体内感染的Wolbachia的细菌病毒, 人们推测WO噬菌体可能参与了寄主遗传变异的过程。我们对采自中国境内4个地理种群（上海闵行、 云南普洱、 山东济宁和宁夏青铜峡）的灰飞虱Laodelphax striatellus 1~2龄若虫用抗生素HCl-tetracycline处理过的水稻饲养, 每隔20 d取样测定并比较其体内Wolbachia和WO噬菌体的感染率, 以此来初步研究灰飞虱体内WO噬菌体与Wolbachia的侵染关系, 结果表明: WO噬菌体感染率的变化趋势与其宿主Wolbachia的基本一致, 都随着时间推移逐步下降。我们进一步对未经HCl-tetracycline处理的灰飞虱, 用实时定量PCR的方法对WO噬菌体和Wolbachia在不同日龄灰飞虱雌虫体内的菌量进行测定, 结果显示, 二者菌量都随着日龄的增长有所变化, 在第8天达到最大, 二者的变化趋势基本一致。由此我们推断WO噬菌体是侵染胞内共生菌Wolbachia的专性病毒, 并且感染Wolbachia的WO噬菌体很可能是溶原性的噬菌体。     

转cry1Ab基因水稻对非靶标昆虫白背飞虱种群增长的影响

通过室内饲养实验及水稻氨基酸和碳、氮含量测定,比较研究了转cry1Ab水稻克螟稻 (KMD1和KMD2)与其亲本秀水11对非靶标害虫白背飞虱种群增长的影响。 结果表明,以克螟稻为食可对白背飞虱的产卵期和每雌产卵量产生一定影响。 以KMD2为食的白背飞虱的产卵期为7.6天,每雌产卵量为95.0粒,均显著低于以母本秀水11为食的白背飞虱的12.7天和167.5粒。但是,以KMD1为食的白背飞虱仅产卵期（8.6天）显著变短, 其每雌产卵量与以其母本秀水11为食的白背飞虱无显著差异。稻苗氨基酸含量分析结果表明KMD2引起白背飞虱种群生殖力显著下降可能与其游离氨基酸的总量和丙氨酸含量的显著下降以及谷氨酸含量的显著上升有关。因此,转cry1Ab水稻可对白背飞虱种群增长产生影响,但其影响因转cry1Ab水稻品种而异。     

RNAi介导的棉铃虫氨肽酶N基因Haapn1和钙粘蛋白基因Ha_BtR沉默对Cry1Ac毒力的影响

氨肽酶N（aminopeptidase N, APN）和钙粘蛋白（cadherin）是存在于鳞翅目昆虫中肠刷状缘膜囊（brush border membrane vesicles, BBMV）上Bt毒素Cry1A的受体。本实验将棉铃虫Helicoverpa armigera氨肽酶N1基因Haapn1和钙粘蛋白基因Ha_BtR双链RNA（dsRNA）注入棉铃虫4龄幼虫体内, 以研究这两种受体基因沉默后对Cry1Ac毒力的影响。结果表明: 注射dsRNA（1 μg/头）进行基因沉默后, Haapn1 mRNA表达量比注射缓冲液（elution solution, ES）的对照下降了30%~49%, Ha_BtR mRNA表达量下降了30%~37%。注射Haapn1 dsRNA的幼虫在40和70 μg/cm² Cry1Ac活化毒素下的死亡率显著低于注射ES的幼虫, 而在 100 和 170 μg/cm² Cry1Ac原毒素处理下两者死亡率无显著差异; Cry1Ac活化毒素以及原毒素对注射Ha_BtR dsRNA幼虫与注射ES幼虫的毒力均无显著差异。当同时注射Haapn1及Ha_BtR dsRNA后, 干扰后的幼虫对Cry1Ac活化毒素和原毒素的敏感性均显著下降。本研究进一步证明了棉铃虫Haapn1和Ha_BtR均是Bt毒素Cry1Ac的功能受体, 这两种受体蛋白共同参与Cry1Ac的毒杀作用过程。该结果也提示, Haapn1或Ha_BtR基因产生突变都可能导致棉铃虫对Cry1Ac产生抗性。     

共生菌Cardinium对朱砂叶螨的生殖调控作用

为了了解共生菌Cardinium对朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus (Boisduval)的生殖调控作用,从检测到感染Cardinium的种群中选取山西运城和甘肃兰州2个感染率较高的种群作为实验材料,对Cardinium在寄主生殖调控方面的作用进行研究。通过人工培养100%感染Cardinium的种群和100%不感染的种群,并从中挑取不同感染类型的雌雄螨单独进行杂交实验,设立感染Cardinium(♀)×感染Cardinium(♂),感染Cardinium(♀)×不感染(♂),不感染(♀)×感染Cardinium(♂),不感染(♀)×不感染(♂) 4种杂交组合。结果发现,抗生素处理后不感染的雌螨和受感染雄螨的交配表现出了单向的胞质不亲和,而且2个种群表现出了2种类型：在山西种群不亲和的组合中,CI表现为卵孵化率显著降低,多数雌螨都产生出F₁雌螨后代,但是F₁代雌螨数量相对于其他3种组合明显减少; 而在甘肃种群不亲和的组合中则表现为卵全部孵化且幼螨100%存活,但全部为雄螨后代。2个种群中Cardinium的亲缘关系非常相近,而它们却能够在不同的地理种群中表现出不同的CI表型,这提示亲缘关系非常接近的品系也可以产生不同的表型。研究结果为深入揭示Cardinium的感染机制和生殖调控作用提供重要基础。     

亚洲玉米螟幼虫体内酚氧化酶原激活蛋白酶cDNA片段的克隆与序列分析

为研究亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis (Guenée)幼虫体内酚氧化酶原激活蛋白酶（prophenoloxidase activating proteinase, PAP）表达调控的分子机理, 本研究根据不同昆虫酚氧化酶原激活蛋白酶基因序列的保守区域, 设计合成简并引物, 采用RT-PCR技术从亚洲玉米螟5龄幼虫中扩增出PAP的一段cDNA片段, 大小为509 bp, 编码169个氨基酸, 预测分子量为18.7 kD, 理论等电点(pI值)为5.1。该基因序列中含有丝氨酸蛋白酶样结构域中保守的催化三联体, 不含发夹结构域。BlastP分析结果表明: 该片段的氨基酸序列与烟草天蛾Manduca sexta PAP-3和冈比亚按蚊Anopheles gambiae发夹型蛋白B1的氨基酸序列一致性最高, 为47%; 与烟草天蛾PAP-2、家蚕Bombyx mori PPAE、 斜纹夜蛾Spodoptera litura PPAE-3、 蓖麻蚕Samia cynthia ricini PAP和黑腹果蝇Drosophila melanogaster丝氨酸蛋白酶7的氨基酸序列的一致性分别为45%, 45%, 44%, 43%和41%。构建系统发育树, 对其进化关系进行了初步分析, 结果显示: 亚洲玉米螟PAP与烟草天蛾PAP-3和斜纹夜蛾PPAE-3的亲缘关系较近, 与黑腹果蝇丝氨酸蛋白酶7和冈比亚按蚊发夹型蛋白B1的亲缘关系较远。这些结果说明克隆得到的cDNA片段为亚洲玉米螟幼虫PAP基因靠近羧基端的部分序列。     

光肩星天牛体内纤维素酶活性及其与寄主选择的关系（英文）

为了揭示光肩星天牛Anoplophora glabripennis Motschulsky纤维素酶与寄主选择的关系, 以4种不同寄主树种（新疆杨Populus alba var. pyramidalis Bunge、箭杆杨Populus nigra var. thevestina (Dode) Bean、合作杨Populus simonii × Populus pyramidalis cv. opera Hsu和漳河柳Salix matsudana f. lobato-glandulosa Faug et Liu来源的光肩星天牛幼虫, 和以取食5种不同树种（臭椿Ailanthus altissima、毛白杨Populus tomentosa、合作杨、旱柳Salix matsudana Koidz.和复叶槭Acer negundo Linn.）的光肩星天牛成虫为实验对象, 测定其纤维素酶活性。结果表明: 不同寄主来源的光肩星天牛幼虫内切-β-1,4-葡聚糖酶活性在1.36~2.71 μmol葡萄糖/ (g FW·h)之间, β-葡萄糖苷酶活性在2.57~4.86 μmol葡萄糖/(g FW·h)之间;取食不同树种的光肩星天牛成虫内切-β-1,4-葡聚糖酶活性在4.08~9.27 μmol葡萄糖/(g FW·h)之间, β-葡萄糖苷酶活性在2.87~6.08 μmol葡萄糖/ (g FW·h)之间。不同寄主树种来源的光肩星天牛幼虫体内纤维素酶活性无显著性差异, 取食与否以及取食树种的不同对光肩星天牛成虫纤维素酶活有较大影响。     

阿维菌素和哒螨灵亚致死剂量对土耳其斯坦叶螨实验种群生命表的影响

为了了解阿维菌素和哒螨灵对土耳其斯坦叶螨Tetranychus turkestani Ugarov et Nikolski实验种群的亚致死效应, 为新疆土耳其斯坦叶螨的综合防治提供理论依据, 我们在室内通过叶碟饲养的方法, 利用生命表技术研究了阿维菌素和哒螨灵亚致死剂量对土耳其斯坦叶螨实验种群成螨和卵的影响。结果表明: 阿维菌素和哒螨灵LC₂₀、LC₁₀剂量处理成螨后, 可使成螨的产卵量、平均寿命和卵孵化率显著降低; 卵期、幼螨期、若螨期和产卵前期明显延长, 而成螨期和雌螨寿命又明显低于对照; 对次代种群的影响表现在净生殖率(R₀)、 周限增长率(λ)降低、生存率和平均每雌日产卵率明显降低, 内禀增长率（r_m）由0.37降低至0.17～0.29, 平均世代历期(T)除阿维菌素LC₂₀处理时长于对照外, 其他处理均低于对照, 种群倍增时间(Dt)延长。两种药剂亚致死剂量处理卵后, 内禀增长率（r_m）由0.32降低至0.11～0.22, 净生殖率(R₀)降低, 平均世代历期(T)和周限增长率(λ)降低, 而种群加倍时间(Dt)增长; 幼螨期、若螨期和产卵前期明显长于对照, 成螨期和雌螨寿命显著低于对照; 生存率和平均每雌日产雌率明显降低。这些结果证明, 在亚致死剂量下, 阿维菌素和哒螨灵能够降低土耳其斯坦叶螨种群的发育速率, 这对土耳其斯坦叶螨的综合防治策略的制定有积极意义。     

家蚕核型多角体病毒egt基因的分子进化分析

过PCR方法获得家蚕核型多角体病毒（Bombyx mori nuclearpolyhedrosis virus,BmNPV）的蜕皮甾体尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶基因（egt）片段,序列分析表明该片段带有EGT的完整ORF,推测的多肽可形成EGT结构域的高级结构。为了研究egt的起源,利用家蚕基因组数据库,电子克隆了多个家蚕尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶（UGT）基因,在此基础上进行了进化分析,表明BmNPV的EGT为antennal-enriched型UGT;推测核型多角体病毒（nucleopolyhedrivirus,NPV）和颗粒体病毒（granulovirus,GV）的egt基因在进化上来源于昆虫的UGT基因,但GV的egt基因在进化上的起源可能要早于NPV的egt基因;可能在昆虫祖先种进化形成不同昆虫目的某一时期,杆状病毒的祖先种从昆虫中获得了antennal-enriched型UGT基因,并进化为egt基因。家蚕的部分UGT基因与转座子元件连锁的基因组结构特点反映了杆状病毒的egt基因可能通过转座子的传递而获得。     

棉铃虫嗅觉受体基因的克隆及组织特异性表达

昆虫嗅觉受体是一个高度变异的蛋白家族,但是其中一类嗅觉受体很特殊,它们在不同昆虫体内高度保守。该文作者从棉铃虫Helicoverpa armigera体内克隆得到了这类受体基因,命名为ORHarm。ORHarm编码473个氨基酸残基,序列中有7个跨膜区,是典型的G蛋白偶联的受体。ORHarm与已经报道的昆虫同类嗅觉受体的同源性在60％以上,与近缘种烟芽夜蛾Heliothis virescens嗅觉受体的同源性高达99.4％。半定量RT-PCR研究表明,ORHarm主要在棉铃虫成虫触角中表达,在喙中也有表达,但表达量较低,在成虫其他的部位不表达;在棉铃虫发育的各个时期,如卵、幼虫、蛹和成虫体内,也都有表达。ORHarm不仅在感受挥发性气味物质的过程中起着重要的作用,而且也参与液态化学刺激的识别过程。     

棉铃虫P450基因CYP9A12酵母表达产物对拟除虫菊酯的代谢作用

细胞色素P450氧化酶解毒代谢作用增强是棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性的主要原因,棉铃虫细胞色素P450氧化酶基因CYP9A12的组成型过量表达与拟除虫菊酯抗性相关。为了进一步明确棉铃虫细胞色素P450氧化酶基因CYP9A12与拟除虫菊酯类杀虫剂抗性的关系,采用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae表达系统异源表达了CYP9A12基因,检测了该基因的酵母表达产物对溴氰菊酯、氟氯氰菊酯、甲氰菊酯和联苯菊酯4种药剂的离体代谢作用。结果表明：含有CYP9A12外源基因的重组酵母细胞裂解液对溴氰菊酯、氟氯氰菊酯和联苯菊酯的代谢率分别为8.58,5.85和3.94 pmol/min·mg protein,而没有检测到对甲氰菊酯的代谢。本研究表明了CYP9A12具有代谢多种拟除虫菊酯的能力,也为CYP9A12参与拟除虫菊酯的解毒代谢提供了直接证据。     

苏云金芽孢杆菌Rpp02菌株cry1Ac20基因的克隆及表达

Rpp02菌株是本实验室分离的一株对鳞翅目等多种害虫具有高毒力的苏云金芽孢杆菌莫里逊亚种 (Bacillus thuringiensis subsp. morrisoni), 经PCR检测,它含有cry1Ac基因。对其基因组DNA进行PCR扩增,得到大约4 kb的产物。测序结果表明,该片段含有一个较大的ORF框,基因编码区为3 534 bp,编码1 177个氨基酸,分子量为133.144 kD,pI 4.952, 为弱酸性蛋白质,亮氨酸（Leu）、丝氨酸（Ser）、谷氨酸（Glu）3种氨基酸含量最高,分别为8.0%、7.8%、7.7%。该基因序列与cry1Ac序列同源性达到99%,并被国际Bt杀虫晶体蛋白基因命名委员会命名为cry1Ac20。生物测定表明,该基因在大肠杆菌中得到了表达,表达产物具有较强的杀虫效果,试喂菜青虫48 h后,校正死亡率为88.78%。     

蜕皮激素诱导下家蚕CYP3基因家族的表达变化

为了研究家蚕Bombyx mori CYP3家族基因经蜕皮激素诱导后的表达变化, 用蜕皮激素溶液（2×10^-3 μg/μL）浸泡的桑叶喂食家蚕B. mori 5龄幼虫, 以不用蜕皮激素处理的桑叶喂食家蚕为对照, 采用双跟踪标定定量PCR（dual-spike-in qPCR）方法, 检测在蜕皮激素诱导下家蚕中肠和脂肪体内CYP3基因家族的转录水平。结果表明: 与对照相比, 在蜕皮激素诱导下家蚕幼虫体内脂肪体中CYP302, CYP306和CYP339的转录水平分别上升了191.4, 7.4和421倍, 在中肠中变化不显著; 其余基因转录水平变化不明显或检测不到转录活性。结果说明CYP339基因有可能参与家蚕蜕皮激素的代谢, 这为进一步研究P450基因与内源物质的关系提供理论基础。     

米蛾体内Wolbachia的wsp基因序列测定与系统发育分析

Wolbachia是广泛分布于节肢动物体内的一类共生菌, 它们参与多种调控寄主的生殖活动机制。通过对wsp基因的特异性扩增和测序,发现了Wolbachia在米蛾Corcyra cephalonica (Stainton)体内的感染。利用所测序列和其他已发表的序列建立系统树,结果表明米蛾体内Wolbachia属于B大组的Pip类群,与其寄生物茧蜂及赤眼蜂中的Wolbachia各株系遗传距离相差较远。据此推测米蛾体内感染的Wolbachia不是由寄生物（茧蜂、赤眼蜂）水平传播所致。     

小菜蛾烟碱型乙酰胆碱受体α亚基cDNA的克隆、序列分析与不同发育阶段表达分析

烟碱型乙酰胆碱受体(nAChR)介导昆虫中枢神经系统中胆碱能突触兴奋性神经递质的快速传递,也是新烟碱类杀虫剂和多杀菌素的作用靶标。本研究利用RT-PCR和RACE技术,克隆了小菜蛾Plutella xylostella nAChR α亚基的一个新基因(Pxα8)的全长cDNA(GenBank登录号为EU914853)。Pxα8的cDNA序列全长1 744 bp,开放阅读框为1 602 bp,编码534个氨基酸,具有nAChR α亚基的典型特征,与其他昆虫nAChR α8亚基具有77%～96%的相似性,与果蝇nAChR β2亚基具有76%的相似性。Pxα8的开放阅读框存在单核苷酸多态性位点,导致多个位点氨基酸的替换。雌性4龄幼虫的多态性位点多于雄性4龄幼虫,而且雌、雄4龄幼虫的多态性位点均不相同。半定量RT-PCR研究结果表明,Pxα8 mRNA在成虫期表达量高于蛹期和4龄幼虫期。本研究结果为进一步研究小菜蛾nAChR 亚基的多样性和对多杀菌素的靶标抗性机制提供重要基础。