有翅和无翅豌豆蚜中翅型分化信号通路相关微小RNA及其靶基因的表达差异

【目的】前期研究发现麦长管蚜Sitobion avenae孤雌蚜有翅和无翅个体中存在很多差异表达的微小RNA(microRNA, miRNA),本研究旨在进一步明确这些miRNA在豌豆蚜Acyrthosiphon pisum中发挥作用的发育阶段,探索miRNA调控孤雌蚜翅两型性分化的机制。【方法】选择在麦长管蚜有翅蚜和无翅蚜中显著差异表达,且靶基因为蜕皮激素、胰岛素信号通路及翅型发育关键基因的5个miRNA(Let-7,miR-92a, miR-92b, miR-92a-1-p5和miR-277),利用qPCR检测这些miRNA及其靶标基因在豌豆蚜3-4龄若蚜和成虫有翅和无翅个体中的表达谱;同时利用双荧光素酶活性检测法对上述miRNA的靶基因进行验证。【结果】表达谱分析发现,这5个miRNA在豌豆蚜成虫中表达量均高于其在若蚜中的表达量,而其预测的靶基因在4龄若蚜中的表达量均高于其在成虫中的表达量,表明miRNA对其靶基因的调控作用可能集中在成虫阶段。分析豌豆蚜有翅和无翅个体中5个miRNA的表达情况发现,在成虫有翅个体中5个miRNA的表达量均高于无翅个体中的,其中miR-277表达差异最显著,成虫有翅个体中的表达量是无翅个体中表达量的7.5倍;其次为Let-7,表达差异达3倍。而Let-7在3龄有翅若蚜和无翅若蚜中表达差异最显著,有翅个体中的表达量是无翅个体中的37.8倍;其次为miR-277,表达差异达7.6倍。比较5个miRNA与其靶基因在豌豆蚜3-4龄若蚜及成虫有翅和无翅个体中的表达发现,miRNA Let-7和miR-92b的表达趋势分别与其靶基因abrupt和Foxo的基本相反。荧光素酶活性检测结果显示,Let-7的真实靶标为abrupt,共转染Let-7模拟物后与对照相比,荧光素酶活性下降53%,达极显著水平。其他miRNA与靶标基因的互作不显著。【结论】首次发现miRNA对豌豆蚜孤雌蚜翅型分化相关基因的调控可能发生在成虫阶段。Let-7可能通过调控abrupt基因参与孤雌蚜翅型分化。该研究为进一步探索miRNA参与孤雌蚜翅两型性分化的机制奠定了基础。     

大垫尖翅蝗转录组分析

【目的】大垫尖翅蝗Epacromius coerulipes(Ivanov)是广泛分布的草原蝗虫之一,但其基因资源缺乏。为了获得大垫尖翅蝗的基因数据,对其进行了转录组测序和分析。【方法】利用Illumina公司paired-end转录组的测序技术进行从头组装。【结果】总计获得了63 033条unigenes,平均长度为772 bp,N50为1 589 bp。通过BLAST搜索,确定有25 132条(39.87%)unigenes与NCBI数据库已知的蛋白质相匹配,其中有24 841,16 490,11 558和8 013条unigenes成功注释到Nr,Swiss-Prot,GO和COG数据库中。KEGG数据库中,7 218条unigenes形成218条代谢或信息通路。其中,189条unigenes参与外源性物质或药物的代谢通路。进一步分析显示,213条unigenes被确认为可能参与外源性物质的解毒作用,29条unigenes被确定为编码杀虫剂的目标蛋白。此外,检测到5 696条简单重复序列。【结论】该转录组测序分析将为进一步研究大垫尖翅蝗的基因功能分析及杀虫剂的抗药性机制分析奠定分子基础。     

荻草谷网蚜唾液蛋白SmHMp1的基因克隆及基于HIGS技术的功能分析

【目的】荻草谷网蚜Sitobion miscanthi是我国农业生产中的重大害虫之一，其唾液中存在许多功能各异的效应蛋白，在取食过程中参与蚜虫-植物互作。本研究旨在探索荻草谷网蚜唾液蛋白SmHMp1在该蚜虫取食和繁殖过程中的功能，探索其作为沉默靶标用于防治荻草谷网蚜的可行性。【方法】基于荻草谷网蚜唾液腺转录组数据，克隆荻草谷网蚜SmHMp1的cDNA全长序列，并进行生物信息学分析；以RT-qPCR技术测定荻草谷网蚜不同发育阶段(1-4龄若虫以及无翅成蚜)、无翅成蚜不同组织(唾液腺、头、胸、腹、胚胎以及整虫)、不同翅型成蚜(有翅成蚜和无翅成蚜)以及取食不同饲料(人工饲料和小麦苗)的无翅成蚜中SmHMp1基因表达量；以农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导的烟草瞬时表达确定SmHMp1蛋白的亚细胞定位；构建大麦条纹花叶病毒(barley stripe mosaic virus, BSMV)重组病毒载体，利用寄主诱导的基因沉默技术(host-induced gene silencing, HIGS)沉默荻草谷网蚜SmHMp1基因后，通过解剖、生命表和刺探电位(elect...     

禾谷缢管蚜鞣化激素基因克隆及功能分析

【目的】探讨禾谷缢管蚜 Rhopalosiphum padi （Linnaeus）鞣化激素基因的发育表达模式及功能。【方法】采用转录组测序得到禾谷缢管蚜鞣化激素基因bursicon-α 和 bursicon-β cDNA序列。通过实时荧光定量PCR方法,分析该基因的发育表达模式。利用RNA干扰（RNA interference, RNAi）介导 bursicon-α 和bursicon-β 沉默,分析鞣化激素的功能。【结果】序列分析结果显示,禾谷缢管蚜鞣化激素α亚基基因（bursicon-α）cDNA序列开放阅读框为480 bp,编码159个氨基酸残基;β亚基基因（bursicon-β）cDNA序列开放阅读框为417 bp,编码138个氨基酸残基。时序表达分析表明,鞣化激素两个亚基基因在禾谷缢管蚜整个发育期均有表达,以1龄若蚜期表达量最高;成蚜有翅个体中表达量显著高于无翅个体。RNAi介导的 bursicon-α 和 bursicon-β 沉默均能显著抑制禾谷缢管蚜成蚜表皮的黑化。【结论】研究结果表明,鞣化激素在禾谷缢管蚜体壁黑化中发挥着重要作用。该结果为进一步研究鞣化激素在蚜虫生长发育过程中的生理功能提供了基础资料。     

悬铃木方翅网蝽触角气味结合蛋白基因鉴定

【目的】悬铃木方翅网蝽Corythucha ciliata是专性危害悬铃木属Platanus植物的外来入侵害虫,本研究旨在获得该害虫触角中气味结合蛋白(OBPs)基因信息,以期寻求有效控制害虫的嗅觉分子靶标。【方法】利用Illumina HiSeq~(TM) 4000高通量测序技术对悬铃木方翅网蝽雌雄成虫触角进行转录组测序并对测序结果进行生物信息学分析;通过实时荧光定量PCR(qPCR)方法,分析OBP基因在悬铃木方翅网蝽雌雄成虫触角中的表达模式。【结果】对悬铃木方翅网蝽雌雄成虫触角6个样品的转录组测序,共获得40.87 Gb clean reads,各样品的序列长度均达到6.31 Gb。转录组数据分析共鉴定出26个推测的悬铃木方翅网蝽OBP基因,其编码蛋白中24个(CcilOBP1-24)属于Classic OBPs,CcilOBP25/26属于Plus-C OBPs;与半翅目其他昆虫相关OBPs系统发育分析表明,大部分CcilOBPs形成独立一簇,少数与其他半翅目昆虫OBPs直系同源。qPCR分析显示,有11个OBP基因在雌雄成虫触角中表达量差异显著,其中有9个OBP基因(CcilOBP5/6/9/10/17/18/21/24/25)在雄成虫触角中显著高表达,有2个OBP基因(CcilOBP14/16)在雌成虫触角中显著高表达。【结论】本研究获得了悬铃木方翅网蝽成虫触角气味结合蛋白基因信息,研究结果为生物控制该害虫提供了重要基础数据和候选分子靶标。     

大尺度生态景观对麦长管蚜迁入的影响

【目的】解析不同生态景观对于麦长管蚜Sitobion avenae(Fabricius)迁飞和降落的影响,为预测预报提供科学指导。【方法】在麦长管蚜迁入期,选取了多个山脉、河流、湖泊等典型的大生态景观,抽样调查其周围麦田中麦长管蚜有翅成蚜的百株蚜量。【结果】调查显示,有翅成蚜量山的南侧比北侧多,而湖泊和河流附近的有翅成蚜量一般少于远处。山脉对麦长管蚜有翅成蚜迁入有明显阻挡作用,高海拔地区有利于有翅成蚜的迁入,孤山也对有翅成蚜迁入降落存在影响,虽然河流和湖泊对有翅成蚜的迁飞不会产生生态阻隔,但河流和湖泊景观附近不利于有翅成蚜的降落。【结论】大尺度生态景观对麦长管蚜的迁入具有明显影响,不同的生态景观类型影响程度存在差异。     

花椒窄吉丁转录组及化学感受相关基因的分析

【目的】建立花椒窄吉丁 Agrilus zanthoxylumi 转录组数据库,挖掘其基因组数据。【方法】采用高通量测序平台Illumina NovaSeq6000对花椒窄吉丁成虫不同组织(触角、头、胸、腹、足、翅)进行转录组测序、序列组装,使用BLAST软件将花椒窄吉丁unigenes序列与公共数据库进行比对,BLAST同源性搜索的方法从中筛选出与其化学感受相关的基因,并与其他已研究发表的鞘翅目昆虫化学感受相关基因的核酸序列比对,进行系统发育分析。利用RPKM值对这些基因在花椒窄吉丁成虫不同组织中的表达量进行分析。【结果】经测序及序列拼接后共得到80 320条unigenes和 169 398 条contigs,其G+C比例分别是37.63%和39.18%,平均长度分别为828.75和1 084.33 bp;unigenes长度主要分布在200~400 bp的共有37 374条,占全部unigenes的46.53%。在NR数据库中注释的与花椒窄吉丁转录组相似基因所属物种分布为赤拟谷盗 Tribolium castaneum 所占比例26.80%,其后依次是小家鼠 Mus musculus (13.87%),蛀犀金龟 Oryctes borbonicus (5.26%),山松甲虫 Dendroctonus ponderosae (4.10%),黑蚁 Lasius niger (2.36%),其他物种所占比例是47.61%。在GO数据库中比对到27 488个unigenes,可分为分子功能、细胞组分和生物学进程三大类共59个过程;利用KOG数据库功能注释分为25类,注释到unigenes 最多功能类别的是普通功能,共 4 666个,最少的是与细胞移动相关,共40个;将80 320个unigenes映射到KEGG数据库中,21 104条unigens注释到代谢通路35个,占26.27%,注释最多的代谢途径是转录途径,共涉及到2 037条unigenes。从NR数据库中共注释到8个气味受体(odorant receptor, OR)基因、7个离子型受体(ionotropic receptor, IR)基因和6个味觉受体(gustatory receptor, GR)基因,各组织中的基因表达量分析发现,这3类化学感受相关基因在成虫触角中的表达量显著高于其他组织中的表达量,雌、雄触角中表达量差异最显著的为 AzanOR 1,而在雌、雄成虫足中这3类化学感受相关基因表达量没有差异。【结论】本研究首次获得了花椒窄吉丁转录组数据,为进一步研究花椒窄吉丁的基因功能奠定了分子基础。     

灰飞虱翅型及翅发育基因对长、短翅定向选择的响应

【目的】稻飞虱翅型调控的分子机理已较为清楚，但是在长、短翅品系不断纯化过程中翅型及翅发育基因表达水平的变化规律还不明确，因此本研究旨在阐明灰飞虱Laodelphax striatellus长、短翅品系的翅长、翅重及翅发育基因对翅型定向选择的响应，以期为明确灰飞虱翅型的遗传进化规律提供参考。【方法】在恒定条件下对灰飞虱长、短翅型分别进行14和13个连续代次的定向选择，建立长翅型和短翅型品系；测定各选择代次中两品系的长翅和短翅率、翅长和翅重；并采用qPCR方法测定翅发育基因InR1,InR2和FoxO的相对表达水平；通过比较长、短翅型品系的翅型指标和基因表达水平在各选择代次间的差异来表征翅型及翅发育基因的选择响应。【结果】长翅型和短翅型分别进行连续14和13代的定向选择，灰飞虱长翅型品系的长翅率以及短翅型品系的短翅率在各选择代次间均显著上升，均已保持在95%左右。随着选择代次的增多，长翅型品系的翅长不断增长，短翅型品系的翅长不断缩短，长、短翅型品系的翅重均呈变轻趋势。长翅型品系3龄若虫的InR1和InR2相对表达水平随选择代次的增多而下降，但FoxO相对表达水平不随选择代次变化；短翅型品系...     

烟蚜茧蜂随寄主有翅桃蚜迁飞而被携带扩散的模拟实验

蚜虫寄生蜂的广泛分布可能与有翅蚜的迁飞有关。为了证明这一假说, 本研究利用微小昆虫飞行磨系统, 分数十批(≤16头/批)对被烟蚜茧蜂Aphidius gifuensis Ashmead单头寄生后的有翅桃蚜Myzus persicae (Sulzer)进行模拟飞行并系统观察了飞行后有翅桃蚜的单头定殖情况。对实验观察数据按飞行时间和飞行距离进行归类, 采用单因素方差分析方法分析飞行时间和飞行距离对有翅桃蚜定殖后的存活和生殖力、烟蚜茧蜂发育等变量的影响; 采用多项式回归分析对所有变量和归类的数据进行统计和分析。结果表明: 成功飞行并定殖的有翅桃蚜有378头, 其中239头有翅桃蚜定殖后形成僵蚜。形成僵蚜的有翅桃蚜在飞行实验时平均飞行时间和飞行距离分别为2.63 h和2.16 km, 定殖后平均存活了6.11 d, 定殖第6天和第14天平均产若蚜累计数量分别为8.5头和162头。形成僵蚜和未形成僵蚜的有翅蚜的模拟飞行数据和定殖观察数据无显著差异。形成僵蚜的239头有翅桃蚜中, 最终成功育出烟蚜茧蜂205头, 僵蚜出蜂率为85.8%。雌雄性比为1∶5.2。结论认为, 专性寄生蚜虫的烟蚜茧蜂可以利用有翅蚜的迁飞而被携带扩散传播, 有翅蚜迁飞在蚜虫寄生蜂扩散中具有重要作用。     

角倍蚜气味结合蛋白和化学感受蛋白基因的鉴定及表达谱

【目的】通过对角倍蚜Schlechtendalia chinensis气味结合蛋白(odorant-binding proteins, OBPs)和化学感受蛋白(chemosensory proteins, CSPs)基因进行鉴定和表达谱分析,为研究OBPs和CSPs在角倍蚜嗅觉感知中的功能提供理论依据。【方法】基于角倍蚜基因组和不同发育阶段转录组数据,通过生物信息学方法鉴定和筛选角倍蚜OBPs和CSPs的基因序列;利用邻接法对角倍蚜与其他半翅目昆虫OBPs和CSPs的氨基酸序列进行系统发育分析;根据角倍蚜OBP和CSP基因在不同发育阶段(干雌、干母、春迁蚜、秋迁蚜、越冬若蚜、雌性蚜和雄性蚜)转录组数据中的TPM(tags per million)值进行表达丰度分析,结合qRT-PCR方法检测角倍蚜OBP和CSP基因在不同发育阶段的相对表达量。【结果】从角倍蚜基因组和转录组数据中鉴定出12个OBP基因(SchiOBP2-10,SchiOBP13-15)和9个CSP基因(SchiCSP1-2,SchiCSP4-10);系统发育分析发现,角倍蚜OBPs和CSPs与其他蚜虫OBPs和CSPs...     

姜黄根提取物对苜蓿蚜成蚜有杀虫活性化合物的分离与鉴定

【目的】明确姜黄Curcuma longa根乙醇提取物对苜蓿蚜Aphis craccivora成蚜的生物活性和活性成分,并鉴定活性成分的结构,为利用姜黄根提取物研制新型植物源杀虫剂防治苜蓿蚜奠定基础。【方法】运用植物化学手段和生物活性跟踪方法,采用萃取、硅胶柱层析、葡聚糖凝胶层析,并结合薄层层析检测方法从姜黄根提取物中分离、纯化出对苜蓿蚜成蚜具有杀虫活性的化合物,并采用核磁共振和质谱对其进行结构鉴定。通过浸渍法测定姜黄根提取物对苜蓿蚜无翅成蚜的触杀活性,通过点滴法测定活性成分对苜蓿蚜无翅成蚜的触杀活性。【结果】姜黄根95%乙醇提取物对苜蓿蚜无翅成蚜具有触杀活性,处理后24 h的LC_(50)值为3 226.27 mg/L。从姜黄根中分离得到的活性化合物为芳姜黄酮,该物质对苜蓿蚜无翅成蚜表现出较好的触杀活性,处理后24 h的LC_(50)值为706.10 mg/L。【结论】姜黄根95%乙醇提取物对苜蓿蚜成蚜具有一定的杀虫活性,芳姜黄酮是主要的活性物质。     

亚洲小车蝗触角转录组及化学感受蛋白基因表达谱分析(英文)

【目的】化学感受蛋白(chemosensory proteins, CSPs)是一类小分子的可溶性蛋白,在昆虫中发挥多种作用。本研究旨在组装中国北方主要草原害虫之一——亚洲小车蝗Oedaleus asiaticus的触角转录组,鉴定出化学感受蛋白基因以及分析其在成虫不同组织中的表达水平。【方法】利用RNA-s eq 亚洲小车蝗成虫触角进行转录组测序和组装;通过筛选转录组数据库、克隆及测序,鉴定出化学感受蛋白基因;应用qPCR分析CSP基因在成虫不同组织(触角、去除触角和口器的头、上唇、去掉下唇须的下唇、下唇须、下颚须、胸部、跗节、翅和腹部)中的表达模式。【结果】成功构建了亚洲小车蝗成虫触角转录组,共获得61 629个unigenes,平均长度为733 nt,总长度和N50分别为45 175 449和1 130 nt。其中26 064个unigenes(42.29％)注释到6个数据库(NR, NT, Swiss-Prot, KEGG, COG和GO)。通过Blast验证、克隆和测序鉴定出17个CSP基因;BlastP和系统发育分析表明亚洲小车蝗CSPs(OasiCSPs)与东亚飞蝗Locusta migratoria CSPs(LmigCSPs)和沙漠蝗Schistocerca gregaria CSPs(SgreCSPs)关系最密切。qPCR分析表明,8个CSP基因在成虫不同组织中的表达水平存在显着差异,特别是,OasiCSP8在下唇须和下颚须中高表达,而OasiCSP11和OasiCSP13在触角中表达量最高。OasiCSP15在化学感受器官(触角、上唇、去掉下唇须的下唇、下唇须、下颚须和跗节)中的表达量远高于非化学感受器官(去掉触角和口器的头部、胸部、翅和腹部)中的表达量,而OasiCSP12在几乎所有测定的组织中具有相似的表达分布。【结论】OasiCSPs在亚洲小车蝗化学感受和发育过程中可能起着多种作用,这些结果为进一步研究这些化学感受蛋白在亚洲小车蝗中的功能奠定了基础。     

胡萝卜微管蚜孤雌蚜虫龄特征及鉴别

【目的】明确胡萝卜微管蚜Semiaphis heraclei孤雌蚜虫龄的鉴别特征,实现快速和准确识别虫龄的目的。【方法】采用显微成像技术,测量胡萝卜微管蚜孤雌世代无翅型与有翅型不同虫龄的体长、体宽、头壳宽、触角长、中胸宽、腹管长、尾片长和后足胫节长8项指标,采用LSD多重比较方法对8项指标的测量值进行虫龄间方差分析,并将测量值与虫龄数进行线性回归分析。【结果】胡萝卜微管蚜的8个形态特征指标在虫龄间均存在显著差异（P <0.01）,触角长和后足胫节长在无翅型和有翅型的各龄间均无重叠,可作为该种虫龄识别的主要指标;尾片长在无翅型3龄与4龄若蚜间、有翅型4龄若蚜与成蚜间有部分重叠,可作为识别虫龄的的次要指标。根据触角节数可以区分1龄和其它虫龄,尾片发达程度可以区分若蚜和成蚜,中胸膨大具翅芽是有翅型3-4龄若蚜的典型特征。【结论】利用外部形态可以对胡萝卜微管蚜进行龄期鉴别,以触角长和后足胫节长为主要指标,结合尾片长、触角节数、翅芽有无及尾片发达程度等指标可实现对胡萝卜微管蚜孤雌蚜不同翅型虫龄的快速识别。     

麦长管蚜唾液蛋白C002的基因克隆与RNA干扰研究

【目的】蚜虫唾液相关蛋白C002是一种水溶性唾液蛋白,在蚜虫取食过程中发挥着重要作用。本研究探讨了蚜虫唾液相关蛋白基因C002在麦长管蚜Sitobion avenae(F.)取食过程中的作用和功能。【方法】根据豌豆蚜基因C002序列,同源克隆了麦长管蚜C002基因,并应用荧光定量PCR和RNA干扰(RNAi)技术分别对该基因的表达规律和功能进行了研究。【结果】结果表明:麦长管蚜C002基因c DNA开放阅读框长663 bp,编码220个氨基酸,命名为Sv C002。转录水平的表达时序分析发现,Sv C002在蚜虫各个时期都有表达,在2龄若蚜时期表达量最高。ds RNA饲喂结果显示,麦长管蚜取食ds C002 4 d和6 d后,C002基因的表达量分别下降54%和69%,差异极显著(P<0.01),麦长管蚜存活率较对照组下降了32.2%和53.3%。将饲喂ds C002的麦长管蚜接种到感蚜小麦(北京837),蚜虫在短时期内出现大量死亡现象,第6天和第8天存活率分别为44.4%和35.6%,低于对照组并达到极显著水平。【结论】C002基因在麦长管蚜的取食行为中发挥着重要作用,可以作为麦长管蚜防治的潜在RNAi靶标基因。     

麦长管蚜有翅成蚜母代饥饿对其后代发育和繁殖的影响

【目的】分析麦长管蚜Sitobion avenae有翅成蚜饥饿胁迫下的母性效应,为迁飞性有翅蚜在新栖息地的成功定殖和种群延续研究提供依据。【方法】以正常取食个体为对照,观察麦长管蚜有翅成蚜饥饿24, 48, 72, 96, 120和144 h后的存活率以及恢复取食后24 h之内初产后代数、个体大小和随后生长发育与繁殖情况,评价母代饥饿胁迫对后代的潜在影响。【结果】在同一处理时间,饥饿组麦长管蚜有翅成蚜的存活率均低于正常取食对照,且在饥饿胁迫期间很少产仔,但恢复取食后24 h之内初产后代数高于正常取食对照。随母代饥饿时间延长,恢复取食后24 h之内初产后代的个体大小随饥饿时间延长而减小,当饥饿时间≥96 h,有翅成蚜初产后代的个体大小显著小于同一时间取食个体的初产后代。将恢复取食后24 h之内的初产后代在正常取食条件下单头饲养,发现随母代饥饿胁迫时间延长,其后代的若虫历期显著延长,其中母代经120 h和144 h饥饿胁迫后,相比于同一时间取食有翅成蚜的后代若虫历期,分别延长了15.1%和15.8%,差异达显著水平。但母代饥饿时间并不影响恢复取食后24 h之内所产后代的若虫存活率、无翅蚜率以及成虫寿命和产仔量。【结论】麦长管蚜有翅成蚜母代饥饿可使其存活率降低,但恢复取食后24 h之内初产后代数高于同一时间正常取食个体;母代饥饿时间延长,恢复取食后24 h之内初产后代的个体大小减小,若虫历期延长,而对恢复取食后24 h之内所产后代的若虫存活率、无翅蚜率以及成虫寿命和产仔量并无影响,这种适应性反应可能是迁飞性有翅蚜在新栖息地成功定殖的重要因素之一。     

禾谷缢管蚜复眼外部形态的扫描电镜观察

【目的】通过比较禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi两种生活史(全周期型和不全周期型)及5种蚜型(有翅孤雌蚜、无翅孤雌蚜、雄蚜、雌性蚜和产雌性母)成蚜复眼外部形态,分析了其视觉能力差异,为进一步探索禾谷缢管蚜生殖转换及寄主搜寻机制提供参考。【方法】利用扫描电镜技术,观察全周期型和不全周期型禾谷缢管蚜无翅孤雌蚜及其低温短日照(12℃, 光周期8L∶16D)诱导条件下全周期型所产5种蚜型成蚜的复眼外部形态。【结果】禾谷缢管蚜成蚜复眼着生于头部触角基部,呈卵圆形,小眼间无感觉毛。全周期型和不全周期型禾谷缢管蚜无翅孤雌蚜的复眼大小(长轴直径及短轴直径)、复眼弧高、小眼数量和小眼直径均没有显著差异。而这5个复眼指标在低温短日照诱导全周期型禾谷缢管蚜产生的5种蚜型的成蚜中均存在显著性差异,其中,雄蚜、有翅孤雌蚜和产雌性母的复眼区域较大,小眼数量较多;雌性蚜的复眼区域最小,小眼数量也最少。【结论】综合以上指标结果,推测5种蚜型的视觉能力由大到小是：雄蚜＞有翅孤雌蚜＞产雌性母＞无翅孤雌蚜＞雌性蚜。复眼和小眼的这些差异可能与禾谷缢管蚜生殖转换及寄主搜寻存在一定的联系。     

萝卜蚜反-β-法尼烯结合蛋白基因的时空表达模式分析（英文）

【目的】气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)有助于提高昆虫嗅觉系统的敏感性,并且在蚜虫报警信息素反-β-法尼烯[(E)-β-farnesene EBF]的通信过程中起重要作用。萝卜蚜Lipaphis erysimi是十字花科作物的主要害虫,为了减少蔬菜田间的农药使用,EBF对蚜虫防治具有很大的潜力。然而,目前萝卜蚜对EBF反应的研究甚少。【方法】本研究利用PCR和RACE技术克隆并鉴定了2种公认的在萝卜蚜中对EBF具有高度亲和力的气味结合蛋白的基因LeryOBP3和LeryOBP7;利用RT-qPCR检测了它们在萝卜蚜不同发育阶段和无翅成蚜不同组织中的表达谱。【结果】克隆获得的萝卜蚜2个基因序列LeryOBP3(Gen Bank登录号:KJ703012)和LeryOBP7(Gen Bank登录号:KJ703013)分别与豌豆蚜Acyrthosiphum pisum ApisO BP3和ApisO BP7序列对比有较高的氨基酸序列一致性(分别为94%和88%),基因序列符合气味结合蛋白基因的典型特征。LeryOBP3和LeryOBP7开放阅读框全长分别为357和468 bp,分别编码118和155个氨基酸。发育表达谱表明,LeryOBP3和LeryOBP7的表达量高峰出现于成虫期;组织表达谱表明,LeryOBP3在成蚜足中表达量较高,而LeryOBP7主要表达于成蚜触角组织中。【结论】在萝卜蚜成虫触角中的LeryOBP7结合蛋白可能与其对EBF的响应有关。     

荻草谷网蚜唾液蛋白基因Sm13498的克隆及功能分析

【目的】荻草谷网蚜Sitobion miscanthi为我国小麦Triticum aestivum主产区麦蚜优势种;Sm13498蛋白是在荻草谷网蚜唾液腺中特异表达的唾液蛋白。本研究旨在探析荻草谷网蚜功能未知的Sm13498在调节植物防御反应中的潜在作用。【方法】基于荻草谷网蚜唾液腺转录组测序数据,PCR克隆Sm13498的cDNA全长序列,并进行生物信息学分析;采用RT-qPCR测定Sm13498在取食小麦叶片不同时间的荻草谷网蚜无翅成蚜中的表达动态;通过酵母分泌系统验证Sm13498蛋白信号肽的分泌功能;利用根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导在本氏烟Nicotiana benthamiana中瞬时表达技术鉴定Sm13498蛋白功能及亚细胞定位。【结果】克隆获得了荻草谷网蚜Sm13498 cDNA全长序列(GenBank登录号：MW346655),开放阅读框(ORF)全长783 bp,编码260个氨基酸,预测蛋白分子量28.01 kD,第1-22位氨基酸为N端信号肽。系统进化树显示,Sm13498与豌豆蚜Acyrthosiphon pisum的功能未知蛋白LOC100159087precursor(GenBank登录号: NP_001313548.1)亲缘关系最近(氨基酸序列一致性为71.7%)。RT-qPCR结果表明,Sm13498在荻草谷网蚜无翅成蚜取食小麦叶片12 h时表达水平达到最高。含有Sm13498信号肽片段的酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae YTK12可在YPRAA培养基正常生长,并可将无色2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)还原为不可溶的暗红色的氯化三苯基四氮唑(TTF),证实其信号肽具有分泌活性。经根癌农杆菌介导在本氏烟瞬时表达Sm13498蛋白可抑制Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2-associated X protein, BAX)及病原菌激发子INF1诱导的程序性细胞死亡。亚细胞定位结果表明,Sm13498-GFP融合蛋白定位于本氏烟叶片细胞膜。【结论】结果说明荻草谷网蚜唾液蛋白Sm13498可抑制植物防御反应。本研究为发掘荻草谷网蚜唾液中效应子, 深入解析麦蚜对小麦品种强适应性奠定了基础。     

绿豆象触角转录组及嗅觉相关基因的分析

【目的】建立绿豆象Callosobruchus chinensis触角转录组数据库,挖掘绿豆象的基因数据。【方法】采用高通量测序平台(Illumina Hiseq)对绿豆象成虫触角进行转录组测序、序列组装及生物信息学分析。【结果】共获得51.10 Gb的clean data(NCBI SRA数据库登录号:SRP119884)及83 535条unigenes,长度在1 kb以上的unigenes有15 075条,unigenes的N50为1 492 bp。使用BLAST软件将绿豆象触角Unigene序列与公共数据库比对,共注释到22 148条unigenes,其中NR数据库注释的unigenes最多,为18 744条,且与赤拟谷盗Tribolium castaneum的相似基因最多,达39.57%。通过GO数据库注释,将unigenes功能分为细胞组分、分子功能与生物学过程三大类54个分支,其中参与代谢进程以及结合与催化活性的unigenes比例较大。KEGG代谢途径分析表明,9 084条unigenes形成289条代谢通路,其中核糖体代谢通路所含unigene最多,为516条。进一步基因注释分析筛选到140个嗅觉相关基因,包括12个气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)基因,4个化学感受蛋白(chemosensory protein,CSP)基因,116个气味受体(odorant receptor,Or)基因,1个离子型受体(ionotropic receptor,IR)基因和7个感觉神经元膜蛋白(sensory neuron membrane protein,SNMP)基因,并用FPKM值对基因表达量进行评估。【结论】本研究获得了绿豆象触角转录组数据,为进一步研究绿豆象的基因功能分析及嗅觉感受机制奠定分子基础。     

中华大仰蝽转录组学研究及SSR新标记开发

【目的】中华大仰蝽Notonecta chinensis为中国和日本冲绳分布的重要水生天敌昆虫,可用于蚊虫的生物防治。本研究旨在建立中华大仰蝽转录组数据库,挖掘其基因信息。【方法】采用高通量测序平台Illumina NextSeq500对中华大仰蝽进行转录组测序、de novo组装及生物信息学分析;利用MISA软件基于转录组unigenes数据进行SSR新分子标记筛选。毛细管电泳检测SSR多态性。【结果】总计获得34782282条clean reads(NCBI SRA数据库登录号:SRR13259254),组装成37801条unigenes,N50为913 bp。将unigenes与已知数据库比对进行基因功能注释,分别有36474,32470,27781,35079和5638条序列注释到nr,Swiss-Prot,GO,eggNOG和KEGG数据库。通过GO数据库注释,unigenes的功能可分为生物学过程、细胞组分和分子功能三大类,其中参与细胞、细胞部分及结合功能的unigenes比例较大。eggNOG数据库注释结果显示,37801条unigenes归到25个基因家族,注释到未知功能的最多。KEGG代谢通路富集分析显示,5638条unigenes注释到245个代谢通路,注释到核糖体的数目最多。此外,用MISA软件在转录组测序数据中的37801条unigenes中搜索到3124个SSR位点(占总unigenes的8.26%),发生频率为7.07%。通过PCR筛选出16个SSR位点。7个中华大仰蝽地理种群3个位点NcCF/NcCR,NcKF/NcKR和NcLF/NcLR的多态信息含量(PIC)分别为0.870,0.902和0.857,具高度多态性。【结论】本研究成功获得了中华大仰蝽转录组数据,为其基因功能分析提供了分子理论基础;SSR新标记的开发为中华大仰蝽遗传多样性分析、隐存种鉴定及基因图谱构建提供了更丰富的候选分子标记。