结合SSR标记和STS标记对家蚕无鳞毛翅基因的定位

家蚕突变表型无鳞毛翅(non-lepis wing, nlw)由隐性基因nlw控制。由于家蚕雌性不发生交换, 文章采用有鳞毛翅品系P50和无鳞毛翅品系U06两个品系组配F1代及BC₁回交群体, (U06×P50)×U06和U06×(U06×P50)分别记作BC₁F和BC₁M, 根据已经构建的家蚕SSR分子标记连锁图谱及已经发表的有关序列对nlw基因进行了连锁及定位分析。得到8个与nlw基因连锁的SSR(Simple sequence repeat)标记和1个STS(Sequence-tagged sites)标记。BC₁F群中的所有正常翅个体均表现出与(U06×P50)F₁相同的杂合带型; 而所有无鳞毛个体带型与亲本U06一致, 为纯合型。利用BC₁M群体构建了关于nlw基因的遗传连锁图, 连锁图的遗传距离为125.7 cM, 与nlw基因最近的引物为STS标记cash2p, 图距为11.4 cM。     

家蚕黄血抑制基因的SSR定位

家蚕黄茧性状主要由3个基因控制, 分别是黄血基因(Yellow blood, Y), 黄血抑制基因(Yellow inhibitor, I)和黄茧基因(Out-layer yellow cocoon, C)。I基因阻止类胡萝卜素从中肠上皮细胞到血淋巴的转运, 是天然黄茧形成过程中的重要控制基因。利用家蚕雌性不发生交换的特点, 采用黄血黄茧品系KY和白血白茧品系巴格达特(Ba)组配正反交群体(Ba×KY)×KY和KY×(Ba×KY), 分别记作BC1F和BC1M, 根据已经构建的家蚕SSR分子标记连锁图谱对I基因进行了定位及连锁分析。筛选出3个与I基因连锁的SSR标记。BC1F群中的所有白血个体均表现出与(Ba×KY) F1相同的杂合型带型; 而所有黄血个体带型与亲本KY一致, 为纯合型。利用另一个群体BC1M构建了关于I基因的遗传连锁图, 连锁图的遗传距离为38.4 cM, 与I基因最近的引物为S0904, 图距为7.4 cM。     

水稻抗白叶枯病基因Xa12区间连锁图的构建

利用SSR标记对143株Java14/珍珠矮F₂随机群体进行分析,构建了水稻第4染色体上抗白叶枯病基因Xa12高饱和度的SSR标记区间连锁图。该分子图谱整合了SSR标记RM349、RM348、RM255、MRG4611,为进一步利用SSR标记在Java14/珍珠矮F₂群体中精细定位Xa12以及克隆该基因奠定了基础。     

我国新疆和湖南棉铃虫种群的遗传学研究

采自湖南衡阳(HY)和新疆哈密(HM)的棉铃虫Helicoverpa armigera(Hubner)种群被室内杂交和回交,杂交F₁代和回交F₂代雌成虫的产卵量、卵孵化率和产卵时间等繁殖力参数均无明显的变化。在22℃下,HM、HY、HM♀×HY♂、HY♀×HM♂和(HY♀×HM♂)×HY♂后代蛹滞育的临界光周期分别为13h 35 min,11 h,11 h 45 min,11 h 43min和11 h9min。在一15℃下,HM、HY、HM♀×HY♂、HY♀×HM♂、HY♀×(HY♀×HM♂)♂和(HY♀×HM♂)♀×HM♂后代滞育蛹的致死中时间(LT”)分别是159.7h、34.27h、100.65 h、116.75h、90.78h和135.58h,亲本F₁代显性度D(HM♀×HY♂)和D(HY♀XHM♂)分别为0.3998和0.5926。遗传分析表明棉铃虫滞育蛹的抗寒性由多个不完全显性的基因控制。     

玉米隐性核不育突变体ms14的遗传分析与基因定位

玉米雄性不育材料是一种宝贵的种质资源,不育基因的遗传分析与定位研究对玉米分子育种和杂种优势利用具有重要价值。通过对从美国引进的玉米雄性不育突变体材料ms14进行雄花育性鉴定和花药I₂-KI染色,表明该突变体是无花粉型雄性不育;通过不育突变体ms14与正常自交系郑58、昌7-2杂交获得F₁,然后自交构建两个F₂遗传分离群体（ms14×郑58和ms14×昌7-2）,并进行雄花育性调查、数据统计和遗传分析,发现可育株数与不育株数的分离比是3∶1,表明该突变体由隐性单基因控制;通过SSR等分子标记与不育位点的连锁分析,将ms14基因定位在玉米第1染色体的SSR标记umc2025和umc1676之间,遗传距离分别是2.2cM和0.3cM。对玉米不育基因ms14的遗传分析和初步定位,为该基因的精细定位和克隆、不育机理的解析及其产业化应用奠定了基础。     

家蚕非滞育红卵突变体Re-nd突变基因的定位克隆

【目的】家蚕Bombyx mori非滞育红卵突变体Re-nd是唯一在非滞育状态下卵色呈现鲜红色的突变品种。本研究通过基因连锁分析和定位克隆的方法确定Re-nd的突变基因所在的染色体及紧密连锁位置,为后续Re-nd的功能研究及应用奠定基础。【方法】以家蚕卵色突变体Re-nd和野生型大造进行杂交,配制基因连锁分析群体材料和定位克隆群体材料;针对家蚕全染色体进行SNP标记开发,利用BC₁代群体材料进行基因连锁分析,确定Re-nd的突变基因所在的染色体;针对定位的Re nd的突变基因所在染色体进行SNP标记开发,利用BC₁群体材料对Re-nd的突变基因进行定位克隆。【结果】基因连锁分析结果显示Re-nd的突变表型与第6号染色体上的SNP标记完全连锁;初步定位克隆结果显示Re-nd的突变基因位于SNP标记SNP7和SNP17之间,物理距离4.04 Mb;以SNP7和SNP17之间筛选出的6个SNP标记和25个重组个体进行精细定位克隆,结果显示Re-nd的突变基因所在的区域位于SNP10和SNP12两个SNP标记之间的nscaf2853上,物理距离949.3 kb左右。【结论】将Re-nd的突变基因定位于第6号染色体的2个SNP标记SNP10和SNP12之间,物理距离约949.3 kb。本研究为后续Re-nd突变基因的精细定位及功能应用研究奠定了基础。     

家蚕油蚕oc突变体突变基因的精细定位

【目的】油蚕oc突变体是家蚕Bombyx mori油蚕突变体的一种,经典遗传学连锁图谱已经将oc突变基因定位在5号染色体40.8 c M座位。本研究旨在对oc突变体候选基因进行精细定位并克隆,探究oc性状形成的分子机制。【方法】以油蚕oc突变品系和野生型家蚕品系大造(Dz)为亲本,其杂交产生的F1代雄性个体与oc突变的雌性个体进行回交得到的1 397头BC_1代个体为定位材料,以家蚕已经报道的基因组序列为参考设计markers,通过亲本及F1代个体筛选多态性markers,并利用多态性markers和BC_1代个体对oc突变基因进行精细定位。通过半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR(q PCR)筛选oc紧密连锁区间内的候选基因,确定目标候选基因,继而克隆和测序该基因,分析油蚕oc突变的原因。【结果】利用1 397头BC_1代个体和11对有效的多态性markers将oc突变基因定位在M10与M11两个markers之间,物理图谱距离大约为234 kb。通过家蚕基因组数据库对oc连锁区域内的基因进行检索发现该区域有5个预测基因。对这5个预测基因在10个家蚕品系中进行的表达分析发现,只有BGIBMGA003572基因在oc突变个体体壁的表达量明显比正常个体中的低。通过基因的同源分析发现该基因编码的蛋白和人类单羧酸转运蛋白9(可能的尿酸转运蛋白)是同源蛋白,推测其为oc突变的候选基因。对BGIBMGA003572进行的克隆和测序结果显示其编码序列有5个氨基酸在oc突变体中发生了突变。【结论】通过定位克隆,本研究将oc突变基因定位在了234 kb的紧密连锁区间,其中编码单羧酸转运蛋白9的BGIBMGA003572可能和oc突变体的表型有关。     

冷藏温度对日本刀角瓢虫存活及生长发育的影响

【目的】本研究旨在调查不同冷藏温度下日本刀角瓢虫Serangium japanicum成虫生物学特性及F₁代的生长发育,明确日本刀角瓢虫成虫最适冷藏温度。【方法】将日本刀角瓢虫成虫置于不同低温(7,10,13和16℃),贮藏10 d时测定其存活率、单雌产卵量、寿命和对烟粉虱Bemisia tabaci 4龄若虫的日捕食量,以及日本刀角瓢虫F₁代存活率和发育历期;qRT-PCR测定日本刀角瓢虫成虫体内热激蛋白基因Hsp70和Hsp90的相对表达量。【结果】日本刀角瓢虫成虫在16℃低温贮藏10 d时,其存活率、雌雄成虫寿命、单雌产卵量和日捕食量以及F₁代存活率均与贮藏在26℃的对照无显著差异(存活率：99%vs 100%;雌成虫寿命：110.65 d vs 106.87 d;雄成虫寿命：123.12 d vs 108.79 d;单雌产卵量：399.19粒vs 422.63粒;日捕食量：34.70头vs 31.95头;F₁代存活率：80.39%vs 94.12%);但其F₁代发育历期...     

球孢白僵菌对管氏肿腿蜂致死和寄生的次代效应

【目的】基于自然微栖境中两种寄生性天敌球孢白僵菌Beauveria bassiana-管氏肿腿蜂Sclerodermus guani之间存在竞争和寄生的复杂关系,探究球孢白僵菌胁迫下寄生蜂的适应性生殖策略,并综合评价寄生蜂亲代携带球孢白僵菌(简称“携菌”)后对自身及其子代的致死和寄生效应。【方法】采用浸虫法用不同浓度(1×10⁴, 1×10⁵和1×10⁶孢子/mL)球孢白僵菌孢悬液(简称“菌液”)处理亲代(F₄₈代)管氏肿腿蜂雌成蜂后接入装有寄主松墨天牛Monochamus alternatus幼虫的试管中,测定亲代(F₄₈代)雌成蜂及其子代(F₄₉代)雌成蜂的死亡率、累计死亡率和校正死亡率、产卵前期、产卵期、总产卵量及单雌产卵量;子代(F₄₉代)和子二代(F₅₀代)的平均发育历期、存活率、单雌体重及性比(雄性占比),结合时间-剂量-死亡率模型(time-dose-mortality model, TDM)测定球...     

转录因子ZnF-706在鳞翅目昆虫中的进化格局及在家蚕中的功能

【目的】探讨家蚕Bombyx mori的潜在驯化基因——转录因子ZnF-706在鳞翅目(Lepidoptera)昆虫进化过程及家蚕驯化过程中的分子进化格局;并基于CRISPR/Cas9家蚕基因组编辑平台,探讨ZnF-706基因在家蚕中的功能。【方法】首先分析了家蚕ZnF-706序列特征,并利用已发表芯片数据调研该基因在家蚕幼虫组织中的表达格局;利用Phylogenetic Analysis byMaximum Likelihood (PAML)分支检验方法,分析该基因在鳞翅目不同类群中的分子进化格局。基于已发表的家蚕-野桑蚕Bombyx mandarina群体基因组多态性数据,对ZnF-706进行基因区域人工选择信号分析;对ZnF-706基因上游2 kb的调控区域进行单核苷酸多态性位点频率检测,发掘在家蚕群体中固定下来的突变位点;针对突变位点所在区域进行转录因子结合活性预测。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除ZnF-706基因,获得纯和突变体;以野生型家蚕为对照,检测突变体的茧重及蛹重变化。【结果】家蚕ZnF-706的编码蛋白具有典型的锌指蛋白结构域。ZnF-706在家蚕5龄第3天幼虫各组织中广泛表达,尤其表皮、脂肪体和生殖腺中有很高的表达量;该基因在鳞翅目、蚕蛾总科(Bombycoidea)及天蚕Antherea yamamai 3个分支中均呈现快速进化信号,在家蚕中有强烈的人工选择信号。该基因所在基因组区域的家蚕-野桑蚕种群分歧度参数Fst明显升高,家蚕群体中的群体多样性π明显降低,表明它位于一个选择扫荡区域内;该基因在家蚕-野桑蚕中的9个SNP位点存在于上游调控区,并位于转录因子结合活性区域内。该基因的纯合家蚕突变体ΔZn F-706生存力减弱,并且茧重以及蛹重与野生型家蚕相比都显著降低。但与黑腹果蝇Drosophila melanogaster中不同的是,家蚕中该基因的突变并不致死。【结论】ZnF-706可能在鳞翅目尤其是泌丝昆虫中进化,并在家蚕驯化过程中受到选择压力,提示其对于特征性状茧丝的变异可能发挥作用。该基因可能通过对丝蛋白基因的直接调控,或通过影响家蚕的生长发育而间接地影响茧丝性状。本研究不仅为探究家养动物人工选择机制提供了来自昆虫类材料的独有证据,也为后续深入开展家蚕重要经济性状的转录调控研究提供线索。     

乐果对家蚕生殖腺及氧化应激反应的影响

【目的】农药施加不当导致环境污染严重,已成为蚕桑业发展面临的紧迫问题。本研究旨在评估大田喷洒有机磷农药乐果污染间作桑园可能导致对家蚕Bombyx mori正常发育的影响,以分析乐果对家蚕生殖腺的毒理损伤影响。【方法】以文献报道的乐果对家蚕幼虫的LD₅₀为400 mg/L作为参考依据,给家蚕5龄幼虫添食不同浓度（0, 50, 100, 200和400 mg/L）乐果溶液浸叶处理的桑叶,测定乐果处理后5龄幼虫茧质和体重,雌、雄幼虫生殖腺中乐果残留含量和H2O2含量,抗氧化酶（SOD和CAT）活性及其mRNA表达。【结果】结果显示,乐果处理后家蚕5龄幼虫茧质和体重以及雌、雄幼虫生殖腺中乐果残留含量均具有浓度 效应关系。100~200 mg/L乐果浓度添食下,雌雄幼虫生殖腺中H₂O₂含量与对照（清水）相比均显著上升。随着添食浓度的增加,SOD和CAT活性都出现先降低后升高的趋势,但均低于对照组。sod和cat的mRNA表达水平与相应的酶活性具有正相关性。通过HE染色以及生精囊的体外培养,观察到在乐果处理后雌、雄幼虫生殖腺的形态结构发生变化,表现为形态畸形,细胞内空泡增大,生殖细胞数目相对减少,且随浓度的增加,生殖腺损伤越严重。【结论】本研究结果说明,采用乐果对家蚕的LD₅₀以下浓度溶液浸叶添食于5龄幼虫,对家蚕生殖腺发育有毒理损伤的影响,这为从蚕业生产角度全面禁止大田使用乐果和加强农业生产区划管理提供了依据。     

贝氏小奥林螨连续饲养的草栖钝绥螨生命表参数和捕食能力

【目的】替代食物是饲养扩繁生物防治剂的重要组成部分,但连续单一食物可能会对天敌的存活、繁殖和捕食能力产生影响。本研究旨在明确以贝氏小奥林螨Oulenziella bakeri饲养的草栖钝绥螨Amblyseius herbicolus生长发育状况、繁殖和捕食能力。【方法】利用年龄-龄期两性生命表和捕食功能反应分别测定以贝氏小奥林螨为替代猎物的F₂, F₄和F₆代草栖钝绥螨生命表参数和对二斑叶螨Tetranychus urticae的捕食能力。【结果】在F₂, F₄和F₆代,草栖钝绥螨幼螨期随着饲养代数的增加逐渐延长,而雌成螨和雄成螨的寿命逐渐缩短,但卵、第1若螨和第2若螨的发育历期在各代之间无显著差异。在F₂, F₄和F₆代之间,草栖钝绥螨的存活率和种群参数无显著变化;种群参数中,不同饲养代数的内禀增长率(r)和周限增长率(λ)分别为0.19~0.20和1.21~1.22/d。F₂, F₄和F₆代草栖钝绥螨雌成螨对二斑叶螨若螨和雌成螨的捕食量无显著差异,其捕食功能反应均符合HollingⅡ型。【结论】以贝氏小奥林螨为替代猎物时,草栖钝绥螨能正常发育和繁殖,其种群数量呈增长趋势。本研究表明贝氏小奥林螨可以作为草栖钝绥螨人工饲养的潜在替代猎物。     

高温和啶虫脒处理西花蓟马对其F1 代生命表参数的联合作用

【目的】西花蓟马 Frankliniella occidentalis (Pergande) (缨翅目: 蓟马科）是一种危险的入侵害虫,其生长发育受温度影响显著。我们的前期研究表明,高温热激对西花蓟马的杀灭效果并不理想,但高温热激可以改变西花蓟马的药剂敏感性。为了探究高温热激后再进行杀虫剂减量处理能否提高高温对西花蓟马的防治效果,本实验测定了45℃高温热激 2 h后恢复不同时间（8 h 和24 h）啶虫脒对西花蓟马F₁代生命表参数的影响,从控制种群发展的角度探究高温和啶虫脒防治西花蓟马最佳结合方式。【方法】应用特定年龄 龄期及两性生命表的方法,研究45℃高温热激和啶虫脒处理西花蓟马后其F₁代种群的生命表参数。【结果】45℃热激2 h后恢复不同时间用啶虫脒处理西花蓟马亲代,其F₁代卵、1龄幼虫和蛹的平均发育历期均显著长于对照（仅45℃热激2 h）的西花蓟马F₁代（P<0.01）;而且其F₁代雌成虫的寿命和产卵量均显著少于对照（P<0.01）。热激恢复8 h后啶虫脒处理西花蓟马亲代,其F₁代发育历期和雌成虫的寿命虽然与热激恢复24 h的F₁代不存在显著性差异,但是其F₁代的平均产卵前期（adult pre-oviposition period, APOP）和平均总产卵前期（total pre-oviposition period, TPOP）显著长于恢复24 h的F₁代（P<0.01）,单雌平均产卵量显著小于恢复24 h的F₁代（P<0.01）。【结论】相比单一高温防治,高温和杀虫剂综合使用对西花蓟马有更好的防控效果。相比热激后恢复24 h,热激后恢复8 h再进行杀虫剂处理对西花蓟马有更好的防控效果。     

利用CRISPR/Cas9双元转基因体系探究家蚕配子生成素结合蛋白基因Bmggnbp2的功能

[目的]配子生成素结合蛋白2(gametogenetin binding protein 2,ggnbp2)在哺乳动物配子发生等生殖相关过程中发挥重要作用.本研究以家蚕Bombyx mori为模型,探究驯化基因ggnbp2的生物学功能,为鳞翅目昆虫中该基因的深入研究提供线索.[方法]在NCBI GenBank数据库通过...     

韭菜养根期干旱处理对韭菜迟眼蕈蚊种群动态的影响

【目的】本研究旨在明确韭菜养根期干旱处理对韭菜迟眼蕈蚊Bradysia odoriphaga种群动态的影响。【方法】通过控制浇水调控土壤含水量,调查15, 20, 25和30 d干旱胁迫下砂土和壤土栽培的韭菜中韭菜迟眼蕈蚊F1代成虫的发生量,并通过两性生命表方法分析干旱胁迫30 d对韭菜迟眼蕈蚊F₁代种群参数的影响。【结果】研究结果表明,不论砂土还是壤土,干旱胁迫均抑制了韭菜迟眼蕈蚊F1代成虫的发生: 随干旱胁迫时间的增加,韭菜迟眼蕈蚊成虫的数量显著下降;其中干旱胁迫30 d时,韭菜迟眼蕈蚊成虫的发生量最低,壤土或砂土中的F₁代成虫羽化量仅为1头,与其他干旱胁迫时间(15, 20和25 d)相比发生量差异显著。经历30 d干旱胁迫的韭菜迟眼蕈蚊F₁代1, 2, 3和4龄幼虫发育历期、未成熟期、雌成虫产卵前期和总产卵前期较对照组显著延长,分别延长0.82, 253, 2.82, 0.68, 6.32, 1.36和8.69 d,而净生殖率(R₀)、内禀增长率(r_m)以及周限增长率(λ)则显著低于对照组,分别较对照组下降32.38%, 37.50%和5.13%。【结论】在韭菜养根期进行干旱处理可有效抑制韭菜迟眼蕈蚊的发生。     

细菌感染对家蚕DNA甲基化与组蛋白乙酰化相关基因表达的影响

【目的】探讨DNA甲基化及组蛋白乙酰化是否参与家蚕 Bombyx mori 免疫反应的调控。【方法】对家蚕与其他生物的DNA甲基转移酶 (DNMT)、组蛋白去乙酰化酶（HDAC）与组蛋白乙酰转移酶（HAT）的蛋白序列进行系统进化分析;利用定量PCR检测家蚕5龄第3天幼虫感染病原菌绿脓杆菌 Pseudomonas aeruginosa 和金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureus 后 BmDNMT 1, BmHDACI-1, BmHDACI-2和 BmHAT 1在家蚕脂肪体组织中的表达变化;给家蚕5龄第2天幼虫注射DNMT, HDAC和HAT抑制剂,观察它们对家蚕感染细菌后的存活率的影响。【结果】系统进化分析显示,BmDNMT1在进化上呈现特殊性,独立于其他昆虫DNMT1的进化,而BmHDACs和BmHAT在进化上相对保守。定量PCR检测表明,在两种细菌感染后,BmDNMT1, BmHDACs 和 BmHAT1 在家蚕幼虫脂肪体中的表达水平均有不同程度的上升。然而,DNMT, HDAC和HAT抑制剂对家蚕幼虫感染细菌后的存活率并无明显影响。【结论】本研究发现感染绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌后,家蚕幼虫脂肪体中 BmDNMT1, BmHDACs 和 BmHAT1 的表达水平有不同程度的上调,推测DNA甲基化和组蛋白乙酰化/去乙酰化可能参与家蚕免疫反应的调控。     

乙基多杀菌素多代胁迫对西花蓟马解毒酶活性、发育和繁殖的影响

【目的】乙基多杀菌素是防治蔬菜上西花蓟马Frankliniella occidentalis的首选药剂之一。本研究旨在明确乙基多杀菌素多代胁迫对西花蓟马的影响。【方法】采用浸叶法以LC₂₅浓度的乙基多杀菌素对西花蓟马2龄若虫连续汰选6代后,测定其抗药性和解毒酶活性的变化,并用年龄-阶段两性生命表分析LC₂₅浓度乙基多杀菌素对西花蓟马后代(F₇)生命表参数的影响。【结果】LC₂₅浓度的乙基多杀菌素对西花蓟马2龄若虫连续汰选6代后,与用清水处理的对照相比,抗性倍数达到了6.4倍;F₆代2龄第2天若虫体内羧酸酯酶(CarE)和谷胱甘肽-S转移酶(GSTs)被激活,活性分别增加至对照的1.26和1.21倍;而多功能氧化酶(MFOs)和细胞色素P450酶(P450s)受到明显的抑制,活性分别只有对照的54.00%和51.78%。LC₂₅浓度的乙基多杀菌素胁迫6代不仅造成西花蓟马雌成虫寿命(19.33 d)和单雌产卵量(69.80粒)较对照(分别为21.60 d和83.17粒)显著下降,且后代(F₇)的雌成虫寿命(16.82 d)和雄成虫寿命(8.29 d)较对照(分别为20.28 d和10.86 d)极显著缩短,单雌产卵量(59.23粒)较对照(76.96粒)极显著降低,但雌雄比(2.28)较对照(1.03)显著提高,种群生命参数净增殖率(R₀)、内禀增长率(r)和周限增长率(λ)则无明显变化。【结论】在LC₂₅浓度乙基多杀菌素连续汰选6代内西花蓟马对该药剂的抗性缓慢增长;药剂胁迫不仅对西花蓟马解毒酶活性有不同程度的影响,还对其发育和繁殖具有一定的抑制作用。