棉花抗虫工程菌对棉铃虫的离体及活体生物测定

棉花抗虫工程菌是以能在棉株体内定殖的优势内生细菌Bacillus cereus (Bc9102)为宿主菌,将Bt kurstaki的δ-内毒素基因cryIA©整合到其染色体上形成的内生工程菌。以棉铃虫Helicoverpa armigera为供试昆虫的离体生测结果表明：在同一剂量水平上,HE-1、HE-2、ME14-2、ME14-3、MK14-1等工程菌株对棉铃虫幼虫的毒力高于或等于Bt野生菌株HD-73,浓度最高时这几个工程菌处理的棉铃虫死亡率分别为96.7%、83.3%、93.3%、83.3%、80.0%,而HD-73为80.0%,死亡率与浓度呈正相关。在用上述工程菌接种棉花的活体生测中,注射处理和喷雾处理法杀虫效果均优于浸种处理法。以HE-1为例,注射、喷雾、浸种处理4周后棉铃虫校正死亡率分别达到90.0%、76.0%和23.3%。工程菌对棉铃虫的生长发育也有抑制作用。     

双价杀虫蛋白基因在荧光假单胞菌中的表达及增效

利用广宿主质粒载体pJMS6αlac将苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis)杀虫晶体蛋白基因cry1Ac和cry2Aa基因分别及一起进行克隆,将重组质粒导入能在多种作物上定殖、对植物病菌有良好抑菌和防治作用的荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)P303菌株,分别得到工程菌株IPP101、IPP201和IPP202。PCRRFLP和Southern blot检测均证明目的基因已经导入了工程菌。SDSPAGE电泳显示工程菌中存在明显的Cry1Ac蛋白带;透射电镜观察发现含cry1Ac基因的两个菌株IPP101和IPP202中杀虫蛋白形成了典型的菱形晶体和蛋白包含体,而在野生P303菌株中均无这些结构。这些结果说明,工程菌中cry1Ac基因得到了很好表达。室内杀虫试验表明：工程菌对棉铃虫初孵幼虫的致死中浓度(LC50),只含cry1Ac的IPP101为000812mL/g饲料,只含cry2Aa的IPP201为002604mL/g饲料,含双基因的IPP202为000186mL/g饲料;HD73为000170mL/g饲料。cry1Ac和cry2Aa双基因表达产物具有显著增效作用,共毒系数达3328。     

Bt杀虫蛋白对不同品系棉铃虫和中红侧沟茧蜂生长发育的影响

以棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)室内敏感品系和田间品系为寄主,研究了亚致死浓度的Bt杀虫蛋白对中红侧沟茧蜂Microplitis mediator (Haliday)生长发育的影响。结果表明： 当寄主一直取食,或者在被寄生前12小时开始取食含Bt杀虫蛋白浓度为0,0.5,1.0, 2.0,4.0,8.0 μg/g的饲料时,与对照相比,中红侧沟茧蜂的卵-幼虫历期延长,茧重和成虫体重降低,成虫寿命缩短,但对茧期没有明显影响。Bt杀虫蛋白能有效抑制两个棉铃虫品系幼虫的生长,显著降低棉铃虫蛹重;当Bt蛋白浓度为4.0 μg/g时,显著降低棉铃虫化蛹率。用转双基因抗虫棉SGK321（表达Cry1A+CpTI蛋白）饲喂两个棉铃虫品系初孵幼虫,室内品系的第2、3、4和5天校正死亡率分别为48.5%、87.8%、96.6%和 95.8%,显著高于田间品系（30.9%、59.6%、80.9%及86.1%）。本研究表明,不论是田间品系还是室内品系,棉铃虫取食含Bt杀虫蛋白的饲料后,对中红侧沟茧蜂的生长发育都具有显著的负面作用。     

酿酒酵母SRP40基因对细胞耐受性影响的研究

【目的】本论文研究酿酒酵母srp40³⁹突变基因对酵母细胞异丁醇耐受性的影响。【方法】首先,以酿酒酵母野生型W303-1A和突变株EMS39染色体DNA为模板克隆野生型SRP40基因和srp40³⁹突变基因;然后,将野生型SRP40基因和srp40³⁹突变基因分别连接到质粒YCplac22上,构建质粒YCplac22-SRP40和YCplac22-srp40³⁹。将质粒YCplac22-SRP40、YCplac22-srp40³⁹以及YCplac22空质粒分别转化入野生型酿酒酵母W303-1A中,分别得到W303-1A-SRP40工程菌、W303-1A-srp40³⁹工程菌和W303-1A-control工程菌。将3株工程菌分别置于含1.0%异丁醇、1.3%异丁醇、8.0%乙醇和0.5%异戊醇的CM培养基中进行发酵,测定细胞密度(OD₆₀₀)和生长情况,并计算2–10 h的比生长速率（μ）。将3株工程菌于55°C热激4 min后做稀释...     

棉铃虫HaKettin1基因的全长cDNA克隆、序列分析和表达谱

【目的】为了克隆棉铃虫Helicoverpa armigera编码肌肉蛋白Kettin基因的全长cDNA序列以及鉴定该基因在棉铃虫发育周期内的表达模式。【方法】利用兼并引物,通过分段RT-PCR和5′-和3′-RACE的方法克隆全长cDNA序列。利用半定量RT-PCR进行表达谱分析。【结果】编码棉铃虫Kettin蛋白的基因HaKettin1全长cDNA序列为13 805 bp,包含一个13 365 bp的开放阅读框,编码4 454个氨基酸,蛋白分子量约为504.3 kD。组织表达结果显示HaKettin1基因在棉铃虫的整个生育周期都有表达,幼虫期的表达尤为显著。【结论】HaKettin1与家蚕的Kettin蛋白具有90％的同源性,表明鳞翅目昆虫的Kettin蛋白之间具有很高的保守性。表达谱结果显示HaKettin1基因在棉铃虫的整个发育过程中都发挥重要作用。     

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基因CYP9A17v2核心启动子区缺失分析

CYP9A17v2的过量表达与棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性相关。为了研究CYP9A17v2表达调控机制, 对CYP9A17v2核心启动子区域的功能进行了分析;构建了含荧光素酶报告基因和CYP9A17v2启动子不同长度缺失片段(-1 095~+43)的重组质粒, 转染Sf9细胞瞬时表达后用双荧光素酶报告基因检测系统检测启动子活性。功能分析结果表明: 所有的7个缺失片段均具有启动子活性, -197~+43启动子区域的转录活性最高。在CYP9A17v2基因5′-调控区-197~-113区域内可能存在转录增强因子的结合位点, 而在-1 095~-197区域内可能存在转录抑制因子的结合位点。本研究为探索棉铃虫CYP9A17v2过量表达的转录调控机理奠定了重要基础。     

CYP9A17v2组成型过量表达参与棉铃虫对拟除虫菊酯的抗性

微粒体细胞色素P450氧化酶介导的解毒代谢增强是棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性的主要原因。作者前期的研究表明, CYP9A12和CYP9A14组成型过量表达与棉铃虫YGF品系对拟除虫菊酯的高水平抗性相关, CYP9A12和CYP9A14的功能表达研究结果为其参与对拟除虫菊酯抗性提供了直接证据。本研究通过对棉铃虫CYP9A17v2的克隆、mRNA表达水平和功能表达的研究, 以期明确该基因是否参与棉铃虫对拟除虫菊酯的抗性。结果表明: CYP9A17v2与CYP9A12的氨基酸序列具有很高的相似性（94%）。与棉铃虫对照品系（YG）相比, CYP9A17v2在YGF抗性品系末龄幼虫脂肪体中具有10.9倍的组成型过量表达, 而在中肠中未发现过量表达。用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae异源表达的CYP9A17v2能够代谢多种拟除虫菊酯（顺式氰戊菊酯、溴氰菊酯和氟氯氰菊酯）。据此认为CYP9A17v2组成型过量表达参与了棉铃虫对拟除虫菊酯的抗性。至此, CYP9A亚家族中已有3个P450基因（CYP9A12, CYP9A14 和 CYP9A17v2）被证实参与了棉铃虫对拟除虫菊酯的氧化解毒代谢。     

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。     

β-甘露聚糖酶基因在野生酵母菌中的整合诱导型表达

目的:实现β-甘露聚糖酶基因在野生酵母菌中的整合诱导型表达。方法:克隆猪肠道野生酵母菌JSY4的25S rDNA片段;并与YIP5经EcoRⅠ与BamHⅠ双酶切连接,构建载体YIP5-rDNA。BamHⅠ与SalⅠ双酶切YIP5-rDNA,EcoRⅠ与SalⅠ双酶切pGEM-ManⅠ得到ManⅠ基因,BglⅡ与EcoRⅠ双酶切pPIC9K得到AOX1启动子,将三个片段连接,构建高拷贝整合诱导型表达载体YIP5-rDNA-AOX1-ManⅠ。提取DNA用SalⅠ单酶切线性化与pAX15按3∶1的比例共转化JSY4,在含300μg/mlG418的YEPD平板上筛选工程菌转化子,PCR方法鉴定。用2%甲醇诱导共转化工程菌以实现表达。结果:成功表达出β-甘露聚糖酶,其比活力为0.90IU/ml。而且传代10次后仍能检测到ManⅠ基因的表达产物β-甘露聚糖酶。结论:实现了β-甘露聚糖酶基因随共转化工程菌染色体稳定遗传及表达的目的。     

昆明山海棠的杀虫活性及有效成分

【目的】从天然产物尤其是植物中寻找杀虫活性物质是杀虫剂创制的重要途径。【方法】采用生物活性追踪、分离等方法,研究了昆明山海棠Tripterygium hypoglaucum (Levl.) Hutch对6种鳞翅目昆虫的杀虫活性及有效成分。【结果】昆明山海棠根皮石油醚提取物、甲醇提取物和乙酸乙酯提取物对粘虫3龄幼虫均具有拒食活性,24 h的拒食毒力AFC₅₀值分别为1 165.7 μg/mL、104.3 μg/mL和 47.3 μg/mL。昆明山海棠根皮甲醇提取物对粘虫4龄幼虫具有触杀活性,其LD₅₀值为100.4 μg/头。从昆明山海棠根皮甲醇提取物中分离出雷公藤春碱、雷公藤吉碱、雷公藤定碱和雷公藤榕碱 4个杀虫活性化合物,雷公藤春碱和雷公藤吉碱对粘虫具有胃毒麻醉活性,对粘虫3龄幼虫8 h的麻醉中量（ND₅₀）分别是18.1 μg/头和7.4 μg/头。雷公藤定碱和雷公藤榕碱对粘虫具有触杀麻醉活性,对粘虫4龄幼虫24 h的ND₅₀分别是0.33 μg/头和0.06 μg/头;对3龄小地老虎具有胃毒麻醉活性,24 h的麻醉中量ND₅₀分别是5.62 μg/头和1.24 μg/头。【结论】昆明山海棠对所测试的6种鳞翅目昆虫均有一定的杀虫活性,其主要杀虫活性成分为雷公藤春碱、雷公藤吉碱、雷公藤定碱和雷公藤榕碱4个化合物。     

番荔枝内酯化合物布拉它辛对斜纹夜蛾的杀虫活性及对SL细胞的致凋亡作用

为了明确番荔枝内酯化合物布拉它辛的杀虫活性和探索杀虫作用机理,本研究采用浸叶法测定该化合物对斜纹夜蛾Spodoptera litura幼虫的生物活性,采用MTT检测法和流式细胞术,研究该化合物对斜纹夜蛾离体培养卵巢细胞（SL细胞）的细胞毒力和致细胞凋亡作用,以及对SL细胞线粒体膜电位的影响。结果表明: 布拉它辛不仅对斜纹夜蛾幼虫具有良好的拒食活性,处理后24 h,对2龄和3龄幼虫的AFC₅₀值分别为60.25 μg/mL和86.73 μg/mL,还对幼虫生长有良好的抑制作用。布拉它辛处理SL细胞后24 h和48 h,IC50值分别为22.32 μg/mL和10.03 μg/mL。流式细胞仪检测结果表明,布拉它辛对SL细胞具有明显的致凋亡作用,可导致SL细胞线粒体膜电位显著下降。本研究表明布拉它辛对斜纹夜蛾幼虫具有良好的拒食活性与生长抑制作用, 并且该化合物能明显抑制SL细胞的增殖,诱导细胞凋亡,降低线粒体膜电位。因此,布拉他辛具有广阔的研究应用前景。     

岩木瓜化学成分的分离、结构鉴定与杀虫活性

为明确岩木瓜Ficus tsiangii Merr. ex Corner的杀虫活性成分及杀虫活性,利用活性跟踪分离技术,通过硅胶柱层析、薄层层析及葡聚糖凝胶等手段对岩木瓜茎和根皮的化学成分进行了分离、纯化,结合化合物理化性质和波谱数据对其结构进行了鉴定.结果表明,从岩木瓜中分离得到4个生物活性化合物,分别为β-香树脂醇乙酸酯、蒲公英赛酮、柯依利素及齐墩果酸.利用胃毒法测定了这些化合物（500μg/g糖）对家蝇Musca domestica成虫的生物活性,其中蒲公英赛酮处理试虫48 h后的校正死亡率达到83.33%,表现出较强杀虫活性,并进一步测定了其对试虫的毒力.结果表明,蒲公英赛酮处理家蝇成虫48 h后表现出较强毒力,其LC₅₀值为89.82μg/g糖,略低于对照药剂鱼藤酮毒力（LC₅₀值为67.58μg/g糖）.因此,蒲公英赛酮值得进一步深入研究.     

洛氏脊漠甲抗冻蛋白基因的克隆、表达和功能检测

为了研究抗冻蛋白基因是否在新疆荒漠昆虫洛氏脊漠甲 Pterocoma loczyi 中存在,利用 RT-PCR 技术克隆获得了洛氏脊漠甲抗冻蛋白的 cDNA 片段,命名为 Plafp743。测序结果表明洛氏脊漠甲 Plafp743 所编码的蛋白质由 94 个氨基酸组成,蛋白序列呈现规则结构 CTX₁X₂X₃X₄CX₅X₆X₇X₈X ₉。利用原核表达载体构建重组质粒 pGEX-4T-1-Plafp743,转化 Escherichia coli BL21 进行融合蛋白表达,SDS-PAGE 结果表明抗冻蛋白PLAFP基因以可溶性融合蛋白形式表达,相对分子质量 36 kD。用 Glutathione Sepharose 4B 亲和柱对表达蛋白进行纯化后,通过赤翅甲 Dendroides canadensis 抗冻蛋白的小鼠抗血清进行 Western blot 分析,结果表明纯化的 GST-PLAFP 融合蛋白与赤翅甲抗血清能够发生特异性的免疫反应。大肠杆菌的低温抗冻保护实验结果证明,30 μg/mL 的 GST-PLAFP 在-6℃ 对细菌具有显著的保护作用,且随着抗冻蛋白浓度的增加,抗冻保护作用的效 果也随之增加。本研究首次报道了从荒漠昆虫洛氏脊漠甲扩增得到抗冻蛋白基因,提示抗冻蛋白可能是荒漠昆虫普遍采取的过冬生存策略,为进一步开发利用昆虫抗冻蛋白奠定了基础。     

豆薯种子中的杀虫成分及其毒力测定

为明确豆薯Pachyrrhizus erosus (L.) Urban种子中的杀虫成分及其杀虫毒力,以白纹伊蚊Aedes albopictus 4龄幼虫为目标昆虫,在活性跟踪的基础上,通过多种色谱技术和核磁共振技术分离鉴定其化学成分结构,并通过浸渍法、点滴、夹毒叶碟法等测定各化合物对白纹伊蚊幼虫、棉蚜Aphis gossypii无翅成蚜、甘薯天蛾Herse convolvuli幼虫和小菜蛾Plutella xylostella幼虫的杀虫活性和作用方式。结果表明,从豆薯种子中共分离、鉴定了14个化合物,即12a-hydoxyrotenone,pachyrrhizine,12a-hydoxypachyrrhizone,12α-dehydropachyrrizone,α-naphthoflavone,7-methoxyflavanone,12α-hydroxydolineone,6-methoxyflavone,4′-hydoxyflavanone,quercetin dihydate,5-methoxyflavone,7-hydroxyflavone,3′-hydoxyflavanone和3-hydroxyflavone。上述化合物中的前7个化合物对白纹伊蚊4龄幼虫具有毒杀活性, 处理24 h的LC₅₀分别是25.0,51.1,196.2,48.4,98.9,107.2 和15.6 mg/L;前6个化合物对棉蚜成虫24 h 的毒力分别为1.5,10.9,80.7,8,32.1和112.8 mg/L;前5个化合物以及12α-hydroxydolineone对甘薯天蛾3龄幼虫有毒杀活性;12α-hydoxyrotenone对3龄小菜蛾幼虫24 h的胃毒毒力LD₅₀为17.3 μg/头,7-methoxyflavanone对该虫仅表现出较弱的生长发育抑制活性。首次从豆薯种子中分离得9个化合物,即6-methoxyflavone,4′-hydoxyflavanone,quercetin dihydate,α-naphthoflavone,7-methoxyflavanone,5-methoxyflavone,7-hydroxyflavone,3′-hydoxyflavanone和3-hydroxyflavone;豆薯种子含有7个活性成分,其作用方式因目标昆虫不同而不同,其主要杀虫成分不是鱼藤酮而是12α-羟基鱼藤酮。     

黄荆中β-石竹烯对棉蚜的毒力和作用机理

为明确泰山野生黄荆Vitex negundo种子中的有效杀虫活性成分、杀虫作用及其毒理机制,本研究采用硅胶柱层析,GC-MS技术和生物活性追踪方法,测定了泰山黄荆种子中的杀虫活性成分;采用生物测定和生化分析法,研究了黄荆中的β-石竹烯和α-蒎烯对棉蚜Aphis gossypii的毒力及作用机制。结果表明：通过三级柱层析从黄荆中分离得到对棉蚜毒力高的馏分β-石竹烯和α-蒎烯,其含量分别达7.68%和5.45%。β-石竹烯和α-蒎烯对棉蚜的触杀毒力都较高,并以β-石竹烯的毒力最高,LD₅₀为0.65×10^-1 μg/头。β-石竹烯和α-蒎烯对棉蚜均具有强烈的忌避作用,处理棉蚜24 h的AFC₅₀分别为0.80×10³和0.89×10³ mg/L,其中也以β-石竹烯的忌避毒力最大。β-石竹烯和α-蒎烯以亚致死剂量处理棉蚜,对其繁殖力、排蜜频率和排蜜量均有显著不利影响。β-石竹烯和α-蒎烯处理棉蚜或离体酶,对乙酰胆碱酯酶、多酚氧化酶、羧酸酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶都有明显抑制作用。结果显示β-石竹烯和α-蒎烯是黄荆种子提取物中的重要杀虫活性成分,并且其致毒机制存在多样性,开发应用价值大。     

脱氧鬼臼毒素对美洲大蠊的毒力及几种酶系的影响

采用药膜法测试了脱氧鬼臼毒素对美洲大蠊Periplaneta americana初孵若虫的触杀活性,并测定了其对成虫中枢神经系统乙酰胆碱酯酶（AChE）和腺苷三磷酸酶(ATPase)离体活性的影响。结果表明：脱氧鬼臼毒素对美洲大蠊初孵若虫具有较强的毒杀活性,在接触时间24、48、72和96 h 的LC₅₀分别为26.26、4.68、1.51和0.62 μg/cm²;其对AChE没有明显影响; 对Na⁺ -K⁺ -ATPase有明显抑制作用,并存在浓度 效应关系,IC₅₀为44.9 μmol/L; 对Ca²⁺-Mg²⁺-ATPase表现出低剂量激活,高剂量抑制的现象。结果提示美洲大蠊的AChE不是脱氧鬼臼毒素靶标,而ATPase可能是脱氧鬼臼毒素的重要靶标之一。     

不同杀虫剂选育对家蝇抗药性水平及kdr基因频率的影响

采用杀虫剂（溴氰菊酯和甲基嘧啶磷）筛选及不接触药物自然衰退的方法,研究了家蝇Musca domestica氯氟氰菊酯高抗品系(Cyh-R)对杀虫剂的抗性变化,探讨蝇类抗药性治理的方法。用点滴法测定氯氟氰菊酯对不同家蝇品系的毒力,比较抗药性的变化,结合特异性等位基因PCR扩增（PASA）技术检测了不同家蝇品系的kdr基因频率,探讨kdr基因频率与抗性水平之间的关系。结果表明:甲基嘧啶磷筛选后,氯氟氰菊酯对第2~8代Cyh-R品系的LD₅₀呈递减趋势,从F₀的2.8434 μg/蝇降为F₈的0.4404 μg/蝇,但第8~18代Cyh-R品系的LD₅₀呈逐代递增趋势;溴氰菊酯筛选后,氯氟氰菊酯对Cyh-R品系第2~16代的LD₅₀呈上升趋势,从F₀的2.8434 μg/蝇升至F₁₆的24.3249 μg/蝇;表明了施用有机磷杀虫剂可降低其对氯氟氰菊酯的抗药性,而施用拟除虫菊酯药剂则有助于其对氯氟氰菊酯抗药性的增长;不使用任何杀虫剂也能降低其对氯氟氰菊酯的抗药性,但下降速率低于甲基嘧啶磷。PASA技术检测表明Cyh-R品系的kdr抗性基因频率为88.8%,不经过任何药剂筛选其kdr抗性基因频率下降程度最大,达到69.7%;甲基嘧啶磷筛选后其结果降为78.8%,而经溴氰菊酯筛选后kdr抗性基因频率则明显升高,达到98.9%。通过对kdr抗性基因频率和抗性水平进行相关和回归分析表明kdr抗性基因频率与家蝇对氯氟氰菊酯的LD₅₀呈对数关系,即LD₅₀值高的品系其kdr抗性基因频率相应的也较高。建议在家蝇防治中考虑轮换用药。