感染稻水象甲的Wolbachia基因组中插入序列的鉴定与分析

共生细菌Wolbachia对宿主的生殖起多种调控作用。以往研究表明, Wolbachia基因组中广泛存在插入序列(insertion sequence, IS), 它们对宿主基因组的可塑性、 多样性和进化起重要作用。稻水象甲Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel在东亚是一种外来水稻害虫, 在原产地北美营两性生殖, 而在所有入侵地均营孤雌生殖。本研究采用PCR法从河北唐海孤雌生殖型稻水象甲体内克隆获得了Wolbachia的2条IS序列, 即ISWosp4和ISWosp6; 从美国德克萨斯州两性生殖型稻水象甲成虫体内克隆获得了Wolbachia的2条IS序列, 即ISWosp3和ISWosp5。碱基序列比对显示: ISWosp3和ISWosp4属于IS3家族IS3组成员, ISWosp5为IS4家族IS231组成员, ISWosp6为IS5家族IS1031组成员。对这些IS的ORF结构、 所编码氨基酸序列的结构等进行了分析, 推测ISWosp5具有潜在转座活性。所得结果增进了我们对Wolbachia IS3, IS4和IS5家族插入序列的认识, 同时为今后从IS的角度探讨Wolbachia与稻水象甲生殖的关系奠定了基础。     

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。     

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。     

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。     

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。     

大豆蚜细胞色素氧化酶Ⅱ基因的克隆及其在捕食性天敌昆虫鉴定中的应用

利用通用引物,对大豆蚜Aphis glycines Matsumura的细胞色素氧化酶Ⅱ（COⅡ）基因序列进行克隆和测序。测得的序列长度为810 bp,并与已在GenBank上登录的其他蚜虫COⅡ基因序列进行比较分析,验证其同源性,同时将该序列在GenBank进行了登记 (登录号为DQ265743)。根据此片段的碱基序列设计了1对大豆蚜特异引物,其扩增片段约为270 bp;种特异性检验结果表明,该引物只对大豆蚜具有扩增能力,对其他相关蚜虫种类不具有扩增效果;并用此引物对大豆蚜捕食性天敌进行定性检测,结果表明,在取食过大豆蚜的异色瓢虫Harmonia axyridis、龟纹瓢虫Propylaea japonica、大草蛉Chrysopa septempunctata幼虫以及小花蝽Orius similes 成虫和幼虫等捕食性昆虫的中肠中均能检测到大豆蚜的DNA片段; 而在未取食蚜虫的上述天敌中却未能扩增出来。     

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%。     

中国菲寄蝇属分类研究(双翅目: 寄蝇科)

经研究发现中国菲寄蝇属现共有9种,其中包括4新种：金额菲寄蝇Phebellia aurifrons sp. nov.,褐粉菲寄蝇Ph. fulvipollinis sp. nov.,宽叶菲寄蝇Ph. latisurstyla sp. nov.和毛基节菲寄蝇Ph. setocoxa sp. nov.。我国新记录3种：叶蜂菲寄蝇Ph. clavellariae (Brauer & Bergenstamm),灰粉菲寄蝇Ph. glauca (Meigen)和拟灰粉菲寄蝇Ph. glaucoides Herting。本文除详细描述新种特征及绘制特征图外,还提供中国菲寄蝇属已知种类的分种检索表。     

铃刺蛾属在中国的首次发现及七新种记述（鳞翅目：刺蛾科）

首次报道铃刺蛾属Kitanola Matsumura及环铃刺蛾K. uncula (Staudinger)在中国有分布,并记述7新种,即针铃刺蛾K. spina sp. nov.,小针铃刺蛾K. spinula sp. nov.,线铃刺蛾K. linea sp. nov.,灰白铃刺蛾K. albigrisea sp. nov.,蔡氏铃刺蛾K. caii sp. nov.,短颚铃刺蛾K. brachygnatha sp. nov.和宽颚铃刺蛾K. eurygnatha sp. nov.。编制了本属中国已知种的检索表,提供了成虫彩色照片和外生殖器特征图。新种模式标本均保存在中国科学院动物研究所。     

华北大黑鳃金龟两种围食膜蛋白cDNA的分子克隆与序列分析

本文以华北大黑鳃金龟Holotrichia oblita中肠为材料,依据Stratagene公司文库构建试剂盒方法,构建其中肠cDNA表达文库,该文库滴度为1.9×106 pfu/mL,重组率为99.97%。依据现代免疫学原理,利用棉铃虫Helicoverpa armigera围食膜蛋白多克隆抗体筛选文库,得到两个编码华北大黑鳃金龟围食膜蛋白的cDNA克隆Ho-Peritrophin1与Ho-Peritrophin2,其cDNA长分别为2 385 bp和1 633 bp,在PolyA末端上游各有3个多聚腺苷酸信号序列AATAAA,最长开放阅读框(ORF)分别编码729个和477个氨基酸,与粉纹夜蛾Trichoplusia ni CBP2(chitin binding protein 2)的相似性最高,分别为21.9%和19.1%。结构域分析表明,Ho-Peritrophin1与Ho-Peritrophin2分别具有9个和6个几丁质结合功能域,只含有较少的O-糖基化位点,不含有类粘蛋白结构域。胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶对两种蛋白的作用位点主要位于几丁质结合功能域(chitin binding domain, CBD)内部,而因受几丁质结合功能域保护,这两种蛋白能够抵抗这些蛋白酶的降解。与正常CBD比较,这两种蛋白C端的CBD只含有4个Cys,只在第1与第3、第4与第5个Cys之间形成两对二硫键,缺少由第2与第6个Cys形成的二硫键。推测其N端还应包括信号肽序列和几丁质结合功能域的未知序列。     

家蝇幼虫消减文库的构建及差异表达基因的鉴定

为了鉴定家蝇Musca domestica免疫相关基因,应用抑制性消减杂交技术,构建刺激家蝇幼虫差异表达cDNA消减文库。以大肠杆菌Escherichia coli和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus诱导12 h的家蝇幼虫与未诱导的家蝇幼虫为消减杂交对象,获得了差异表达基因的cDNA片段,将其与T/A载体连接并转化大肠杆菌DH5α,构建了刺激家蝇幼虫cDNA消减文库。PCR检测发现,文库的阳性克隆中插入的cDNA片段大小在200~1 000 bp之间,随机挑选了161个含大小不等差异片段的克隆进行测序和同源性分析,鉴定了36种蛋白的基因片段,包括抗菌肽、酶、核糖体蛋白、其他功能蛋白以及功能不明的蛋白。用半定量RT-PCR分析了其中6种蛋白基因的表达,结果显示：防御素和攻击素基因在细菌刺激后24 h内明显上调表达,而溶菌酶、酚氧化酶原活化因子、糜蛋白酶和蛋白质合成起始因子基因在细菌刺激后0-4 h内表达受抑制,12 h后上调表达。该研究结果为家蝇免疫相关基因的克隆和家蝇免疫防御机制的探讨奠定了良好的基础。     

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。     

中国部分地区柑桔木虱体内感染Wolbachia的检测及其系统发育分析

Wolbachia是一种广泛分布于节肢动物体内的共生细菌, 该共生菌经寄主卵的细胞质传播并参与多种寄主生殖活动调控, 对节肢动物的物种进化有着重要意义并可能应用于害虫的生物防治。本研究以柑桔黄龙病（Huanglongbing, HLB）的主要传播媒介——柑桔木虱Diaphorina citri为研究对象, 通过Wolbachia的16S rDNA、 细胞分裂基因（ftsZ）、 表面蛋白基因（wsp）的特异引物对来自于中国广西北海、 广西柳州、 广东深圳、 广东阳春、 福建福州5个地区的柑桔木虱进行PCR扩增, 并对扩增产物进行克隆测序, 与GenBank中相关序列进行比对分析, 建立了柑桔木虱共生Wolbachia的系统发育树。结果显示上述5个地区的柑桔木虱均存在Wolbachia感染, 通过Wolbachia的16S rDNA, ftsZ基因和wsp基因DNA序列的系统发育分析表明, 5个地区的柑桔木虱体内的Wolbachia均属于B组; 基于wsp基因的系统发育分析进一步表明5个地区的亚洲柑桔木虱体内的Wolbachia属于B组的Con亚组, 且不同地区柑桔木虱体内的Wolbachia的16S rDNA, ftsZ基因和wsp基因序列差异不明显。研究结果为认识柑桔黄龙病传播媒介昆虫的进化及其综合防治提供了重要的参考依据。     

中华蜜蜂信息素结合蛋白ASP1 cDNA的克隆及时空表达

信息素结合蛋白（pheromone binding proteins, PBPs）在昆虫信息素的识别、传递和处理过程中具有重要作用。本研究首次克隆了中华蜜蜂Apis cerana cerana的一个PBP基因Ac-ASP1（GenBank序列号为DQ449670）,其预测蛋白具有典型的气味结合蛋白（OBPs）标志（即成熟肽含有6个保守的半胱氨酸）。利用real-time PCR技术对Ac-ASP1在中蜂不同组织和发育历期的时空表达谱进行了鉴定。绝对定量结果显示Ac-ASP1高丰度地表达于工蜂触角（2.07×10⁶ 拷贝数/μg）,而在其他组织（如头、胸、腹、翅及足）中呈低丰度表达（10²拷贝数/μg）; 相对定量结果显示Ac-ASP1在各发育历期如幼虫、蛹以及成虫发育早期（1～6日龄）均有大量表达,而在21日龄前后具有另外一个高丰度表达时期。这些结果可为明确Ac-ASP1在中蜂蜂王信息素信号识别传递过程中的作用提供参考。     

绿盲蝽和中黑盲蝽对不同抗性和虫害处理棉花的选择趋性

研究绿盲蝽Apolygus lucorum和中黑盲蝽Adelphocoris suturalis对不同抗性和虫害处理棉花的选择趋性,为棉盲蝽的综合治理提供理论依据。本研究以抗性棉花品种BR-S-10（抗性品种）和感性棉花品种科林08-15（感性品种）,以及绿盲蝽和中黑盲蝽分别危害处理后的该两种棉花植株为试验材料,以纯净空气为空白对照,共成对设置15个气味源组合,采用“Y”型昆虫嗅觉仪室内研究了绿盲蝽和中黑盲蝽对不同抗性和虫害处理棉花的选择趋性。结果表明,绿盲蝽显著选择感性品种、中黑盲蝽危害感性品种和绿盲蝽危害感性品种。中黑盲蝽显著选择绿盲蝽危害感性品种、中黑盲蝽危害感性品种和感性品种。总的来说,两种棉盲蝽趋向于选择敏感棉花品种,抗性棉花品种对供试昆虫有显著趋避性;绿盲蝽显著趋向选择中黑盲蝽危害感性品种和绿盲蝽危害感性品种,中黑盲蝽显著趋向选择绿盲蝽危害感性品种和中黑盲蝽危害感性品种。     

卷蛾分索赤眼蜂和拟澳洲赤眼蜂对小菜蛾利他素各成分的嗅觉反应

卷蛾分索赤眼蜂Trichogrammatoidea bactrae Nagaraja和拟澳洲赤眼蜂Trichogramma confusum Viggiani是小菜蛾Plutella xylostella (L.)的优势寄生蜂。本研究利用“Y”型管测定了2种赤眼蜂对小菜蛾P. xylostella利他素-卵表和腹部鳞片13种饱和烷烃的嗅觉反应。结果显示: 卷蛾分索赤眼蜂交配雌蜂进入2, 6, 10, 14-四甲基十五烷、正十五烷、正十七烷处理区的百分数分别为80.65%, 68.75%和66.67%, 表明这3种烷烃对卷蛾分索赤眼蜂交配雌蜂有显著的吸引作用, 其他10种饱和烷烃对卷蛾分索赤眼蜂雌蜂无明显作用。拟澳洲赤眼蜂进入2, 6, 10, 14-四甲基十五烷、正三十五烷和正十五烷处理区的数目分别占84.38%, 70%和62.16%, 表明其对拟澳洲赤眼蜂交配雌蜂起着显著的吸引作用, 而另外10种烷烃对拟澳洲赤眼蜂雌蜂无作用。卷蛾分索赤眼蜂和拟澳洲赤眼蜂未交配雄蜂进入13种烷烃处理区和对照区的时间均无显著差异, 表明利他素各组分对2种赤眼蜂未交配雄蜂均无吸引作用。     

烟夜蛾组织蛋白酶B酶原基因的克隆、序列分析和原核表达

利用反转录多聚酶链式反应（RT-PCR）技术从烟夜蛾Helicoverpa assulta (Guenée)雌虫卵巢中扩增得到了组织蛋白酶B酶原基因（cathepsin B,CB）cDNA片段,将其克隆至pMD19-T载体。测序结果表明, 该片段长度为1 017 bp,含有组织蛋白酶B酶原基因完整开放阅读框架（ORF）（GenBank登录号：EF154237）。序列分析结果显示：烟夜蛾组织蛋白酶B（HassCB）编码338个氨基酸残基,预测N-末端含有长度为21个氨基酸残基的信号肽序列;去除信号肽序列后,预测成熟蛋白分子量为35.5 kDa,等电点为5.96。氨基酸序列比对结果表明,HassCB与其他昆虫的组织蛋白酶B酶原氨基酸序列有较高的一致性。将去除信号肽序列的HassCB（HassCBa）重组到表达载体pGEX-4T-1中,并转入原核细胞中表达,SDS-PAGE和Western印迹分析表明：该基因能在大肠杆菌BL21中表达,电泳检测到一条大约61 kDa的目的条带,与预测的融合蛋白分子量相符。用该基因制备多克隆抗体并测得该抗体对重组表达的HassCBa的效价为1∶51 200。通过免疫印迹检测证实,此抗体既能识别重组表达的HassCBa,又能识别烟夜蛾卵巢匀浆液中的HassCB。