烟粉虱不同发育阶段解毒代谢酶基因的特异性表达

【目的】基于烟粉虱Bemisia tabaci转录组数据,系统分析了烟粉虱解毒代谢酶基因在噻虫嗪抗性品系中的表达模式,探讨了这些基因在烟粉虱不同发育阶段差异表达的生物学意义。【方法】分别收集室内长期饲养的烟粉虱噻虫嗪抗性和敏感品系的卵、4龄若虫和刚羽化1 d的雌成虫,在烟粉虱转录组数据库中挑选8 394条解毒代谢相关基因设计探针,通过探针杂交,得到烟粉虱噻虫嗪抗性品系表达谱芯片,比较了这些基因在抗性烟粉虱3个不同发育阶段的表达情况。并随机挑选了9个基因,在抗感品系间3个不同发育阶段进行了荧光定量PCR验证。【结果】在抗性烟粉虱的卵和4龄若虫发育阶段,共有3 424个差异表达基因,其中489个是编码3类解毒代谢酶(羧酸酯酶、谷胱甘肽-S-转移酶和细胞色素P450多功能氧化酶)的基因;有14个基因在4龄若虫发育阶段过量表达,其中10个为P450基因,4个为GST家族基因。在抗性烟粉虱的4龄若虫和雌成虫发育阶段,总共有1 273个差异表达基因,193个为3类解毒代谢酶家族的基因,其中有9个P450家族基因在雌成虫期的表达量超过4龄若虫期的10倍。此外,表达谱芯片分析还筛选到了一些候选抗性基因。qRT-PCR验证显示在这些候选基因中,与敏感品系相比,9个基因在抗性烟粉虱的3个不同发育阶段表达上调,其中GST基因家族的p_06027和P450基因p_06013在抗性品系的卵和4龄若虫中过量表达;p_05885和p_07806和编码CYP6家族蛋白的p_00988在抗性品系的4龄若虫期的表达量上调;p_05916和p_00478在抗性品系卵和4龄若虫期表达量很低,而在成虫期过量表达;而p_00059和p_00428在抗性品系雌成虫发育阶段表达量显著上调,其中编码CYP4C1的p_00059的差异表达倍数在雌成虫期约为15.15倍。【结论】表达谱芯片分析结果提示,CYP6和CYP4C1基因的过量表达可能会是烟粉虱抗性产生的机制之一。解毒代谢酶基因在烟粉虱不同发育阶段的特异性表达,可能与其在抵御杀虫剂胁迫时体内能量的分布及有效利用率有关,也可能是害虫在环境选择压下的一种适应机制。     

内共生菌Cardinium对烟粉虱MED隐种耐药性的影响

【目的】次生内共生菌感染可影响烟粉虱Bemisia tabaci对杀虫剂的敏感性。本研究旨在揭示内共生菌Cardinium感染对烟粉虱B. tabaci MED隐种耐药性的影响。【方法】室内测定海南陵水与山东寿光烟粉虱MED隐种种群内遗传背景一致的Cardinium感染与未感染品系对不同浓度新烟碱类杀虫剂噻虫嗪和吡虫啉的耐药性。【结果】各浓度噻虫嗪和吡虫啉处理后,烟粉虱陵水种群感染Cardinium品系死亡率比未感染品系显著降低;100, 150, 175和200 mg/L噻虫嗪以及175和200 mg/L吡虫啉处理后,烟粉虱寿光种群感染Cardinium品系死亡率比未感染品系显著上升。相对于未感染品系,烟粉虱陵水种群感染Cardinium品系对噻虫嗪、吡虫啉的抗性倍数(RR)分别是1.355和1.847,烟粉虱寿光种群感染Cardinium品系的RR分别是0.790和0.847。【结论】内共生菌Cardinium感染能影响烟粉虱MED隐种对噻虫嗪和吡虫啉的耐药性,且这种影响在不同种群间存在差异。研究结果对于揭示烟粉虱MED隐种的种群适应性及扩张机制具有重要参考价值。     

贵州稻区褐飞虱种群对六种杀虫剂的抗性动态

【目的】为明确贵州褐飞虱Nilaparvata lugens种群对常用杀虫剂的抗性水平。【方法】在室内采用浸渍法测定了2013-2015年采自贵州黄平、桐梓和开阳3地的褐飞虱种群对6种杀虫剂(吡虫啉、噻虫嗪、异丙威、噻虫胺、啶虫脒和醚菊酯)的抗性。【结果】贵州褐飞虱种群对不同的杀虫剂存在着抗性差异。与敏感品系相比,2013-2015年间3地田间褐飞虱种群对吡虫啉、噻虫嗪、异丙威、噻虫胺的抗性均达到中等水平抗性,抗性倍数(resistance ratio,RR)分别为21.88~95.38,10.91~69.36,13.00~57.23和23.11~39.54倍;而对啶虫脒和醚菊酯仍处于敏感阶段,RR分别为0.47~0.75和0.41~0.85倍。【结论】褐飞虱对吡虫啉和噻虫嗪的抗性较高,可能与近年来广泛地大量使用有关。本研究的抗性动态监测结果对贵州稻区褐飞虱的杀虫剂种类调整及施药策略等具有重要指导作用。     

北京和湖南烟粉虱生物型及其抗药性监测

烟粉虱是蔬菜等园艺作物上为害严重、最难以防治的害虫之一,生产上防治该虫主要还是依靠化学药剂。本研究鉴定了北京、湖南地区设施蔬菜上烟粉虱的生物型,并监测了其对6种不同杀虫剂的抗药性。结果表明,北京、湖南地区蔬菜烟粉虱生物型分别是Q型和B型。两地烟粉虱对阿维菌素尚处于敏感状态;对烯啶虫胺及其他烟碱类杀虫剂噻虫嗪和吡虫啉的抗药性达中抗到高抗水平,湖南地区抗性水平比北京地区更高,抗性倍数最高达到71.58倍;传统杀虫剂毒死蜱和联苯菊酯对湖南、北京两地烟粉虱的毒杀活性差。     

烟粉虱传毒相关蛋白基因的克隆及其表达量分析

【目的】烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)是一种世界性的入侵性害虫,其传播的番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)给我国番茄生产造成巨大经济损失。为了阐明烟粉虱传播双生病毒的机理,本文拟研究明确B和Q烟粉虱体内传毒相关蛋白Gro EL基因及其表达量。【方法】采用特异性引物克隆了B和Q烟粉虱内共生菌编码的传毒相关蛋白Gro EL基因,并进行序列分析;并利用荧光定量PCR技术检测两种生物型及其获取双生病毒前后该基因的相对表达量。【结果】烟粉虱内共生菌Hamiltonella编码的Gro EL基因全长为1 668 bp,编码555个氨基酸;B、Q烟粉虱该基因的核苷酸序列相似性为99.94%,氨基酸同源性为99.82%;带毒烟粉虱中Gro EL基因的表达量显著高于未带毒的对应生物型烟粉虱;无论带毒与否,Q烟粉虱该基因的表达量均显著高于B(P<0.05)。【结论】烟粉虱携带TYLCV后可诱导Gro EL的表达量升高,B和Q烟粉虱中Gro EL基因及其表达量均存在差异,这可能是B和Q烟粉虱传毒效率存在显著差异的原因之一。     

果蝇CYP6G1真核表达及其对新烟碱类杀虫剂的体外代谢

【目的】CYP6G1是黑腹果蝇Drosophila melanogaster体内重要的P450酶，其底物谱广泛，除了介导黑腹果蝇对DDT的抗性之外，还与其对新烟碱类和氨基甲酸酯类杀虫剂的抗性密切相关，但目前CYP6G1的代谢功能与黑腹果蝇抗药性之间的因果关系还缺乏一些直接证据。【方法】本研究通过建立Bac-to-Bac昆虫杆状病毒真核表达系统，功能性地表达了果蝇细胞色素P450酶CYP6G1,以吡虫啉为阳性对照，利用超高效液相色谱(ultra-performance liquid chromatography, UPLC)和超高效液相色谱串联质谱(ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry, UPLC-MS/MS)分析CYP6G1对噻虫啉和噻虫嗪的体外代谢情况。【结果】孵育2 h后，重组CYP6G1能够羟基化吡虫啉和噻虫啉，使它们的含量分别减少17.6%±7.1%和4.2%±2.3%;重组CYP6G1可以促进噻虫嗪转化为噻虫胺，使噻虫嗪含量减少5.8%±2.1%。【结论】本研究结果为果蝇CYP6G1的...     

羧酸酯酶介导的小菜蛾对氟虫腈的抗性

【目的】羧酸酯酶（carboxylesterases, CarEs）是昆虫重要的解毒代谢酶之一,可以介导靶标昆虫对多种杀虫剂的代谢抗性。本研究检测了羧酸酯酶对小菜蛾Plutella xylostella 抗药性的介导功能,旨在阐明羧酸酯酶在小菜蛾代谢解毒中的生理生化和分子机理。【方法】采用点滴法测定氟虫腈对小菜蛾敏感种群和抗氟虫腈种群的毒力,以及羧酸酯酶抑制剂磷酸三苯酯（triphenyl phosphate, TPP）对氟虫腈的增效作用;以LC₃₀和LC₅₀浓度的氟虫腈处理抗性小菜蛾,测定药剂处理后CarEs酶活性的变化;利用qRT-PCR技术分析Pxae22和Pxae31两个基因在小菜蛾不同发育阶段、组织和种群的表达模式;利用dsRNA干扰Pxae22和Pxae31后观察基因的表达变化和小菜蛾3龄幼虫对药剂敏感性的变化。【结果】TPP可以削弱小菜蛾3龄幼虫对氟虫腈的抗性,增效倍数约为6倍;使用较低剂量（LC₃₀和LC₅₀）氟虫腈处理小菜蛾3龄幼虫后,处理组CarEs比活力明显高于对照,提示氟虫腈对小菜蛾CarEs活性具有诱导作用。对羧酸酯酶基因Pxae22和Pxae31在小菜蛾不同发育阶段、4龄幼虫不同组织和不同种群3龄幼虫中的表达模式分析发现,这两个基因在小菜蛾4龄幼虫中的表达量最高;在4龄幼虫中以中肠组织中的表达量较高,头、表皮、脂肪体中的表达量很低; 抗性种群中的表达量显著高于敏感种群。通过干扰 Pxae22和 Pxae31后的qRT-PCR验证,两个基因的表达量均显著降低,进一步的氟虫腈毒力测定发现,干扰P xae22和 Pxae31后的小菜蛾3龄幼虫对氟虫腈的敏感性分别增加了1.63倍和1.73倍。【结论】羧酸酯酶在小菜蛾对氟虫腈解毒代谢中具有重要作用;Pxae22和Pxae31是小菜蛾的两个抗性相关基因,其表达水平的变化直接影响小菜蛾对氟虫腈的敏感性。     

褐飞虱抗药性研究现状

褐飞虱Nilaparvata lugens(Stal)对杀虫剂产生抗药性是其近年来暴发频繁的重要原因。文章综述国内外关于褐飞虱抗药性的研究成果,包括褐飞虱抗性测定方法、抗药性的发展、交互抗性、抗性遗传、抗性机理及抗性治理等。田间褐飞虱种群对新烟碱类药剂产生不同程度的抗药性,其中对吡虫啉产生高水平到极高水平抗性,对氯噻啉和噻虫嗪分别产生中等水平和低水平的抗药性,对呋虫胺和烯啶虫胺仍然处于敏感性阶段。此外,褐飞虱种群对噻嗪酮(昆虫生长调节剂)产生低水平到中等水平抗性。长期大面积使用化学药剂是褐飞虱产生抗药性的重要原因。因此,必须加强褐飞虱的抗性治理,以延缓其抗药性进一步发展。     

福建省烟粉虱田间种群抗药性发展及其影响因素

采用成虫浸叶生测法对福建省不同地区烟粉虱田间种群的抗药性发展进行监测.结果表明： 福建各地烟粉虱田间种群对氯氟氰菊酯、甲氰菊酯、毒死蜱仍保持较高水平抗性,对灭多威的抗性水平较低,对阿维菌素未产生明显的抗药性;烟粉虱田间种群对烟碱类杀虫剂的抗性发展极为迅速,其中漳州种群对吡虫啉、噻虫嗪已由2005年的中等水平抗性（抗性倍数分别为23和25倍）发展为2009年的高水平抗性（抗性倍数分别为103和228倍）,其他地区种群对吡虫啉、噻虫嗪也由2005年的低水平抗性（抗性倍数分别为1.5～3.3倍和1.7～5.5倍）发展为2009年的中等水平抗性（抗性倍数分别为23～33倍和29～49倍）.采用mtDNA CO I分子标记技术对福建省不同地区和寄主植物上采集的8个烟粉虱种群的生物型进行鉴定发现,采自漳州变叶木上的烟粉虱种群为本地土著种(未知生物型),其他7个采自大田蔬菜作物的烟粉虱种群均为B型.寄主植物和温度对烟粉虱种群的药剂敏感性影响有限,吡虫啉等烟碱类杀虫剂高强度使用是B型烟粉虱田间种群对该类型药剂迅速形成抗性的重要原因.     

MED烟粉虱钙结合蛋白的鉴定及表达分析

【目的】钙结合蛋白作为钙信号传导途径的组分,通过与钙离子结合实现其生物学功能,调控细胞信号传导和细胞生命周期等过程,且钙结合蛋白可以通过与植物中钙离子结合降低钙离子浓度来保持昆虫的持续摄取。为明确钙结合蛋白在MED (Mediterranean)烟粉虱Bemisia tabaci体内的时空表达模式,烟粉虱取食后钙结合蛋白的表达特征及取食不同寄主的烟粉虱体内钙结合蛋白的表达量变化情况。【方法】利用RT-PCR和基因克隆得到烟粉虱钙结合蛋白cDNA序列,并通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析其在烟粉虱不同组织、不同龄期、不同寄主以及烟粉虱饥饿诱导取食后不同时间点的表达模式。【结果】生物信息学分析结果显示:烟粉虱钙结合蛋白基因的开放阅读框为669bp,编码一个由222个氨基酸组成的蛋白,其N端包含一段长为22个AA的信号肽序列,C末端具有钙离子结合位点。系统进化分析表明:烟粉虱钙结合蛋白与半翅目昆虫关系最近,分属同支。荧光定量PCR结果显示:钙结合蛋白在烟粉虱头部的表达量显著高于胸部、腹部、足和翅的表达量;钙结合蛋白在烟粉虱整个发育阶段均有表达,4龄若虫的表达量最高,卵期表达量最低,1-2龄、3龄、4龄和成虫期的表达量分别为卵期表达量的4.38倍、5.47倍、16.76倍和5.03倍;钙结合蛋白在取食棉花、辣椒和番茄3种不同寄主的烟粉虱中的表达量无显著性差异;饥饿诱导取食后1 h的烟粉虱成虫钙结合蛋白的表达量显著高于取食0 h,为取食0h的2.12倍。【结论】本研究克隆了烟粉虱钙结合蛋白基因并对其在烟粉虱中的表达模式进行分析,为进一步明确烟粉虱钙结合蛋白功能研究奠定基础。