斜纹夜蛾触角叶神经元及其对植物气味和性信息素的反应

【目的】探索斜纹夜蛾Spodoptera litura触角叶结构及其神经元对植物气味和性信息素的神经识别机制。【方法】利用共聚焦激光技术扫描斜纹夜蛾成虫触角叶结构,同时采用多通道电生理技术(multi-unit recording,MR)记录斜纹夜蛾触角叶对6种寄主植物气味化合物(苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛、水杨醛、乙酸叶醇酯和己烯醛)及性信息素顺9反11十四碳二烯乙酸酯和顺9反12十四碳二烯乙酸酯的反应;并在风洞中测定分析斜纹夜蛾对上述化合物的定向行为反应。【结果】共聚焦激光扫描结果显示,雄性和雌性斜纹夜蛾触角叶内分别密集地分布有67和66个神经纤维球;而雌性斜纹夜蛾触角叶内的纤维球总体积和平均体积都高于雄性。负责识别和追踪性信息素的扩大型纤维球复合体(macroglomerular complex,MGC)只在雄性斜纹夜蛾触角叶内发现。MR试验结果显示斜纹夜蛾触角叶内神经元具有3种自发放电模式:稀疏放电(不规则的放电频率)、温和放电(宽而慢的放电频率)和密集放电(暴发性的放电频率)。同时,斜纹夜蛾触角叶神经元对所有刺激的气味表现出3种反应类型:兴奋性、抑制性和无反应。神经元对气味的兴奋性和抑制性反应以及无反应取决于刺激化合物的结构和浓度。雌虫的触角叶神经元对性信息素和单一的植物气味表现出很小的反应,而雄虫对两种性信息素以及苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛和水杨醛具有很强的兴奋性反应。斜纹夜蛾风洞试验也显示绝大部分的斜纹夜蛾雄虫都选择停留在性信息素和芳香族化合物上,这与MR的结果一致。【结论】神经元的反应强度和刺激化合物浓度之间的关系根据不同的神经元和刺激化合物而有所不同。在测试的浓度范围内,雄虫触角叶神经元对性信息素的反应强度随着浓度的增加而加强,但是除乙酸叶醇酯外,对其他植物气味的反应强度在测试的浓度范围内没有显著的变化。     

斜纹夜蛾性信息素诱捕器田间应用技术

考查斜纹夜蛾Spodoptera litura(Fabricius)性信息素诱捕器放置高度、间隔距离以及气象因子对性信息素诱集效果的影响。结果表明,放置高度为1m时,性信息素诱捕器易引起斜纹夜蛾的反应,明显优于0.5m和1.5m的诱集效果。诱捕器放置的间隔距离,以25m为诱集效果最佳,与10,15,20及30m的具有显著差异。夜间风向对诱捕器的诱蛾效果具有明显影响,在3个成一列放置的诱捕器中,诱集量最大的是放在上风口位置的诱捕器;同时,与夜间风向平行设置的诱捕器,其诱集量显著高于与夜间风向垂直设置诱捕器的诱集量。     

斜纹夜蛾性信息素通讯系统

采用单雌腺体微量分析技术,对斜纹夜蛾(中国种群)雌蛾腺体的组份进行鉴定,并研究了各组份的个体差异及释放规律,测试了雄蛾对各组份及其混合物的触角电位反应。雌蛾腺体内含有4个组份：Z9, E11-14∶Ac(A)、Z9, E12-14∶Ac(B)、Z9-14∶Ac© 和E11-14∶Ac(D),其比例为100∶27∶20∶27。     

斜纹夜蛾在风洞中对性信息素的行为反应及田间诱捕试验

雌蛾腺体内含量最高的组份9,11-14∶Ac（A）在风洞中能引起雄蛾从搜索气迹、定向飞行到撒开味刷企图交尾连续的行为反应,而雌蛾腺体内其它组份单独使用时均不能引起雄蛾上述行为反应。一定量的Z9,E12-14∶Ac（B）对A的活性有增效作用,诱芯中B数量过多,不但失去对A的活性增效作用,还对雄蛾接近诱芯和企图交尾有强烈的抑制作用。9-14∶Ac（C）与11-14∶Ac (D)对雄蛾的定向行为无影响,诱芯中含有50%的C时,反而对雄蛾接近诱芯和企图交尾有抑制作用。A与B在滤纸诱芯中的含量比例与诱芯释放的挥发物比例明显不同,从9∶1（A∶B）诱芯释放的挥发物比例更接近于雌蛾腺体内的天然比例。田间诱捕试验中两组份诱芯的诱捕量随两组份比例不同而变化, 9∶1（A∶B）诱芯的诱捕量最大,1∶1（A∶B）诱芯的诱捕量低于单一的A组份诱芯。     

性信息素对斜纹夜蛾雄蛾嗅觉相关基因 abp,pbp 和 or 表达的影响

【目的】信息素是个体之间传递信息的重要分子,研究性信息素对斜纹夜蛾 Spodoptera litura 嗅觉相关基因表达的影响对于增加性信息素作用机理的认识及其应用有重要的意义。【方法】本研究通过实时定量PCR（qRT-PCR）技术探究在性信息素刺激处理条件下,斜纹夜蛾成虫嗅觉相关基因 abp, pbp 和 or 表达水平的变化;利用性信息素在田间诱捕斜纹夜蛾雄蛾,并通过自动计数器记录每小时诱虫量,从而间接显示其交配行为的节律性。【结果】斜纹夜蛾雄虫触角中嗅觉相关基因abp, pbp 和 or 的表达具有节律特性。经性信息素化合物(Z9, Z11-14:OAc+Z9, Z12-14:OAc)刺激处理后,abp, pbp 和 or 表达量也发生了显著的改变。通过记录田间性信息素诱捕器在一天中不同时间段内诱捕的雄蛾数量,发现诱捕到的斜纹夜蛾也具有节律特性。【结论】基因表达水平上的节律特性可能与雄虫交配活动的节律相关联,说明性信息素处理也在一定程度上改变了其节律及其对性信息素的神经反应。这一结果也首次从基因水平证明性信息素的刺激处理提高了周缘神经系统对性信息素反应的敏感性,有助于我们理解性信息素作用的分子机理,对迷向及性诱和测报应用具有指导意义。     

斜纹夜蛾性诱剂的诱蛾效果

对斜纹夜蛾Spodoptern litura(Fabricius)性引诱剂诱芯的型状、盛虫器的颜色以及夜间不同时间段的诱蛾效果进行试验。结果表明,线状诱芯比杯状诱芯有效期长;不同颜色的盛虫器对诱虫效果没有影响;上半夜诱蛾百分率显著比午夜和下半夜的少,午夜与下半夜的之间没有显著性差异。筒型性诱捕器比水盆(用杯状诱芯)诱集斜纹夜蛾成虫效果好。     

甜菜夜蛾性信息素的研究与应用

甜菜夜蛾Spodoptera exigua(Hbner)已成为我国的重要农业害虫,其高抗药性和危害具有隐蔽性,致使防治十分困难。文章介绍甜菜夜蛾性信息素的主要成分、活性、配比、诱芯剂型、诱捕器类型和利用性信息素监测、防治甜菜夜蛾技术的研究概况。认为改进现有技术后并应用于实际,将会更有效地监测和防治甜菜夜蛾的发生与危害。     

斜纹夜蛾3种SlitPBPs的组织表达模式分析

性信息素结合蛋白(pheromone binding proteins,PBPs)能够与性信息素分子结合,从而启动昆虫的寻偶及交配行为。本研究采用半定量RT-PCR技术分别对斜纹夜蛾3种性信息素结合蛋白SlitPBP1、SlitPBP2和SlitPBP3基因在雌、雄虫不同组织的基因表达模式进行了比较分析。组织表达模式结果表明,SlitPBP1基因只在雌、雄虫触角和雌虫前足中表达而在其他组织中无表达;SlitPBP2基因在雌虫的触角、喙、前足、中足、后足、翅膀和雄虫的触角、喙、前足、翅膀中均有表达,且在同一部位,SlitPBP2基因在雌虫的表达量均高于雄虫相应部位的表达量;除雌、雄虫的胸部外,SlitPBP3在雌、雄虫的触角、喙、前足、中足、后足、腹部和翅膀中均有较高水平的表达。可见,SlitPBP1、SlitPBP2和SlitPBP3基因在斜纹夜蛾不同组织的表达模式各不相同。本研究结果可为深入研究不同SlitPBPs蛋白在斜纹夜蛾生长发育过程中的不同生理功能提供科学参考。     

两种实夜蛾昆虫嗅觉感受神经元对植物源绿叶气味化合物、芳香化合物、单萜和倍半萜化合物的选择性反应

实夜蛾亚科的蛾类是比较研究嗅觉系统（如何）编码植物气味信息的理想模型。挪威理工大学、约维克（Gj．vik）学院和瑞典皇家工学院的科学家们通过将单细胞记录仪与气谱、质谱联用的方法,对广食性的烟芽夜蛾Heliothis virescens和棉铃虫Helicoverpa armigera上的嗅觉感受神经进行鉴定并按功能归类,阐明了14种类型的嗅觉神经元对化学分子的感受范围。     

斜纹夜蛾普通气味结合蛋白GOBP1基因的表达定位分析

气味调控斜纹夜蛾Spodoptera litura（鳞翅目,夜蛾科）的交配和产卵行为,而嗅觉气味结合蛋白（OBP）是昆虫与外界环境进行化学信息交流中的一种重要蛋白。本研究基于已报道的斜纹夜蛾普通气味结合蛋白GOBP1基因cDNA序列（GenBank登录号为EF159978）设计引物,通过RT-PCR法分析了GOBP1 mRNA的组织特异性表达情况,并对GOBP1基因条带进行了克隆、测序和Blast比对。此外,再通过RNA原位杂交的方法进一步分析了GOBP1 mRNA在触角中的表达定位。结果表明:GOBP1只在斜纹夜蛾的触角组织中表达,而且GOBP1转录本较多分布于靠近嗅觉感受器即触角边缘部位。这些结果进一步说明GOBP1是斜纹夜蛾嗅觉过程中的重要蛋白,同时为深入研究GOBP1与其他蛋白的相互空间定位关系、GOBP1的功能等奠定了基础。     

Effect of plant secondary metabolites on common cutworm,Spodoptera litura (Lepidoptera: Noctuidae)

The effect of various flavonoids, lectins and phenyl β‐_D‐glucoside on larval survival, weights and the activities of digestive (total serine protease and trypsin) and detoxifying (esterase and glutathione‐S‐transferase) enzymes of Spodoptera litura larvae at 7 days after treatment was studied through diet incorporation assay. Flavonoids (rutin, chlorogenic acid, quinic acid, caffeic acid, naringenin, quercitin, kaempferol, myricetin, catechin, and ferulic acid) were incorporated in artificial diet at 100, 500 and 1000 ppm, lectins: groundnut leaf lectin (GLL), concavalin A (ConA) and phenyl β‐_D‐glucoside at 1, 2 and 5 μg/mL. Flavonoids such as rutin, quercitin and kaempferol at 1000 ppm were more toxic to S. litura larvae than quinic acid, caffeic acid, naringenin, myricetin, catechin, and ferulic acid. Larval growth and development were significantly reduced in S. litura larvae fed on a diet with GLL and ConA at 5 μg/mL compared to the larvae fed at 2 and 1 μg/mL concentrations. The larvae fed on flavonoid‐treated diets showed significant reduction in serine protease, trypsin and esterase activities. The flavonoids such as rutin, chlorogenic acid, quinic acid, naringenin, quercitin, kaempferol and myricetin, and lectins, GLL and ConA can be utilized in insect control programs.     

Laboratory evaluation of flight activity of the common cutworm, Spodoptera litura (Lepidoptera: Noctuidae)

Abstract  The flight activity of Spodoptera litura in tethered conditions is evaluated using a computer-mediated flight-mill in the laboratory. The 3–4-day-old moths fly longer and farther than those of other ages. Male and female moths exhibit similar flight activity. Mating status does not influence the flight duration and distance of 2-day-old females. However, these two flight parameters with a 6-day-old mated female is significantly lower than that of unmated ones. The optimum temperature for flight ranged from 16–24°C, whereas the optimum RH ranged from 60%–100%. During 72-h period, the total flight duration and distance of 1-day-old male and female moths were 19.6 h (± 5.8) and 83.3 km (± 28.4), and 24.0 h (± 7.0) and 105.4 km (± 37.4), respectively. These results indicate that S. litura has a great potential to undertake long-distance migratory flights.     

斜纹夜蛾铁硫亚基蛋白的表达及功能鉴定

铁硫亚基蛋白(rieske iron-sulfur protein, RISP) 是线粒体复合物Ⅲ的关键蛋白亚基之一, 在呼吸链电子传递过程中起到重要作用。本研究通过RT-PCR克隆得到斜纹夜蛾Spodoptera litura RISP基因SlitRISP的ORF, 构建了pET32a-SlitRISP原核表达载体, SDS-PAGE和Western blot检测结果显示, SlitRISP原核表达蛋白以包涵体的形式存在于菌体沉淀中, 且RISP抗体可成功用于该蛋白的免疫印迹检测。为了进一步鉴定SlitRISP在斜纹夜蛾离体细胞系SL-1中的功能, 通过向细胞内转染siRNA, 利用RNAi技术沉默SL-1中的SlitRISP。qRT-PCR结果表明, 分别经50 nmol/L和100 nmol/L siRNA处理48 h后, SL-1中SlitRISP的表达均几乎完全被抑制; Western blot结果显示, SL-1中SlitRISP含量显著低于CK。当SL-1 SlitRISP被成功沉默后, 通过检测SL-1线粒体膜电位、 细胞ATP含量和细胞增殖抑制率鉴定RISP在线粒体电子传递过程中的重要作用。流式细胞仪测定结果表明, 经50 nmol/L和100 nmol/L siRNA处理24 h后, SL-1线粒体膜电位相对于CK分别降低23.52%和11.32%, 而处理48 h后, SL-1线粒体膜电位则分别升高5.58%和27.66%; siRNA处理24 h和48 h后, SL-1 ATP含量相对于CK分别降低82.71%和84.50%, 最终导致SL-1细胞增殖抑制率分别为53.64%和67.94%。这些结果表明SlitRISP在SL-1中参与线粒体膜电位的形成和细胞ATP的合成。介于RISP在线粒体电子传递链中的重要作用, 其可能成为新型杀虫作用靶标, 这可为研制新型呼吸抑制剂提供参考。     

斜纹夜蛾性诱剂三种诱芯田间诱蛾效果

2006年7～9月在安徽省庐江县进行3种性诱芯诱捕斜纹夜蛾的田间试验,并与常用的黑光灯进行比较。3种诱芯处理各4次重复。经连续64天诱蛾,2号、1号和0号诱芯平均每盆分别诱蛾169.5,65.5,1.5头,3种型号之间的差异均达显著水平(P<0.05)。同时,2号诱芯诱蛾量显著高于20W黑光灯,与棉田斜纹夜蛾卵量峰期的吻合程度也高于20W黑光灯。     

斜纹夜蛾两个天蚕素D基因的克隆及序列分析

天蚕素是昆虫抵御病菌入侵的一类抗菌肽家族。根据斜纹夜蛾Spodoptera litura天蚕素B基因设计特异引物,通过PCR扩增得到2个新的天蚕素基因部分序列,分别命名为cecD1和cecD2（GenBank登录号分别为EF555567和EF555568）。2个基因编码同一个天蚕素D蛋白,该蛋白的成熟肽与天蚕素B存在2个氨基酸残基差异。序列分析发现cecD1和cecD2中分别包含568 bp和377 bp的内含子序列,它们有相同的5′和3′拼接位点,A+T含量分别为59.7%和69.8%,符合大多数真核生物内含子高A+T含量的特征。     

斜纹夜蛾抗性种群中酶抑制剂对杀虫剂的增效作用（英文）

采用浸液生测法研究了斜纹夜蛾Spodoptera litura巴基斯坦抗性种群中酶抑制剂［胡椒基丁醚（PBO）和脱叶膦（DEF)］对丙溴磷、灭多威、硫双灭多威、氯氰菊酯、氯氟氰菊酯、联苯菊酯、茚虫威和多杀菌素等杀虫剂的增效作用。结果表明：PPO和DEF对氨基甲酸酯杀虫剂灭多威和硫双灭多威均具有增效作用,但对有机磷杀虫剂丙溴磷不具有增效作用。两种抑制剂对氯氰菊酯均产生增效作用,但对联苯菊酯没有增效作用。PPO 和DEF增加了氯氟氰菊酯对Multan种群的毒性,但没有增加其对Mailsi种群的毒性。DEF对多杀菌素具有增效作用,但PBO对其没有增效作用。PBO和DEF对氨基甲酸酯杀虫剂、拟除虫菊酯杀虫剂、茚虫威和多杀菌素具有明显的增效作用,这说明细胞色素P450单加氧酶和酯酶的解毒作用至少部分参与了斜纹夜蛾对这些杀虫剂的抗性过程。不过,两种增效剂对杀虫剂增效作用范围有限,暗示对于斜纹夜蛾巴基斯坦种群而言,其他的机制（如靶位点不敏感、表皮穿透作用降低）可能是更重要的抗性机制。