抑咽侧体素基因在大猿叶虫生殖滞育准备中的功能分析

[目的]本研究旨在明确大猿叶虫Colaphellus bowringi促咽侧体素(allatotropin,AT)和抑咽侧体素(allatostatin,AST)基因的分子特征,分析其在该虫生殖和滞育过程中的表达差异,并探究其在大猿叶虫生殖滞育准备中的功能.[方法]利用前期建立的大猿叶虫转录组数据库,鉴定大猿叶虫CbA...     

小麦吸浆虫保幼激素酯酶和保幼激素环氧水解酶基因的克隆及在滞育和变态发育过程中的表达动态

【目的】保幼激素(juvenile hormone, JH)在小麦吸浆虫Sitodiplosis mosellana滞育诱导及滞育后静息状态的维持中发挥着重要作用。保幼激素酯酶(hormone esterase, JHE)和保幼激素环氧水解酶(juvenile hormone epoxide hydrolase, JHEH)是调控JH滴度的重要降解酶。本研究旨在探讨JHE和JHEH在小麦吸浆虫滞育和变态发育中潜在功能。【方法】通过RT-PCR和RACE技术从小麦吸浆虫滞育前幼虫克隆JHE和JHEH全长cDNA序列;利用生物信息学软件分析其核苷酸及编码蛋白特性;采用qPCR技术分析其在小麦吸浆虫滞育不同时期(滞育前、滞育期、滞育后静息期和滞育后发育)3龄幼虫及1龄幼虫到成虫不同发育阶段(1-2龄幼虫、预蛹、初蛹、中蛹、后蛹、雌成虫和雄成虫)中的表达水平。【结果】克隆获得了cDNA全长分别为3 102和1 980 bp的小麦吸浆虫SmJHE和SmJHEH基因(GenBank登录号分别为MG876768和MG876769),其开放阅读框分别长1 740和1 371 bp,分别编码579和456个氨基酸,预测蛋白分子量分别为65.67和51.65 kD。SmJHE蛋白含有5个JHE家族特有的保守模块,SmJHEH含有催化三联体Asp228, Asp404和His431及组成阴氧离子洞的两个Tyr(Tyr299和Tyr374)和HGWP花样结构。序列比对和进化分析表明,SmJHE和SmJHEH均与双翅目(Diptera)长角亚目(Nematocera)昆虫同源蛋白氨基酸序列一致性较高,亲缘关系最近。不同滞育时期的表达模式表明,SmJHE和SmJHEH在滞育前期(1龄到滞育前的3龄幼虫早期)表达量变化不明显,进入滞育后表达量基本维持恒定,但均在滞育后静息阶段的当年12月至翌年1月最低。发育表达模式表明,幼虫恢复发育后SmJHE表达量逐渐升高,预蛹期达到最高,在雌成虫中的表达量显著低于雄成虫中的;SmJHEH表达量则在预蛹期最低,在雌成虫中最高。【结论】SmJHE和SmJHEH参与小麦吸浆虫滞育调控,其表达量的降低与滞育后静息阶段JH的累积有关;SmJHE在发育过程中表达量的升高可能参与幼虫到蛹的变态,表达量的降低可能与生殖发育有关。     

麦红吸浆虫3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因SmHMGR的克隆及在滞育与发育变态过程中的表达动态

【目的】3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)是保幼激素(JH)合成途径的限速酶。麦红吸浆虫Sitodiplosis mosellana是一种典型的专性幼虫滞育昆虫。本研究旨在探讨HMGR基因在麦红吸浆虫滞育和发育变态过程中的作用。【方法】通过RT-PCR和RACE技术克隆麦红吸浆虫滞育前幼虫HMGR基因全长cDNA序列;利用生物信息学软件分析HMGR基因核苷酸和其编码的蛋白氨基酸序列特性;采用qPCR技术测定其在麦红吸浆虫滞育不同时期3龄幼虫及不同发育阶段(1-2龄幼虫、预蛹、初蛹、中蛹和后蛹以及雌雄成虫)中的mRNA表达水平。【结果】克隆获得一条麦红吸浆虫HMGR基因全长cDNA序列,命名为SmHMGR(GenBank登录号: MG876766)。该基因全长2 548 bp,其中开放阅读框长2 328 bp,编码775个氨基酸,预测的蛋白分子量为84.16 kD,理论等电点为8.29。序列分析发现该基因编码的蛋白具有HMGR蛋白家族典型的HMG-CoA-reductase-classⅠ催化功能域及其他保守功能基序;序列比对和系统发育分析表明,SmHMGR与达氏按蚊Anopheles darling等长角亚目(Nematocera)昆虫HMGR的相似性最高、亲缘关系最近。SmHMGR在麦红吸浆虫滞育前的3龄早期幼虫中表达量显著升高,进入滞育后一直维持较高水平,并在滞育后静息阶段的当年12月至翌年1月达到最高。SmHMGR在蛹期表达量低于幼虫期,预蛹期表达量最低;在雌成虫中表达量显著高于在蛹和雄成虫中的表达量。【结论】SmHMGR的表达与麦红吸浆虫发育密切相关,可能在滞育诱导、维持及滞育后静息状态的维持及生殖中发挥作用,其表达量的降低可能参与了幼虫到蛹的变态。     

光周期和温度对大草蛉滞育解除及滞育后发育和繁殖的影响

【目的】大草蛉Chrysopa pallens(Rambur)是自然界重要的天敌昆虫,以预蛹兼性滞育越冬。本研究旨在明确光周期和温度对大草蛉滞育解除及滞育后发育和繁殖的影响。【方法】在室内观测了不同温度(22℃和25℃)和光周期(15L∶9D及9L∶15D)条件下大草蛉预蛹的滞育解除及滞育解除后的蛹期、蛹存活率、成虫鲜重、成虫寿命、产卵前期和单雌产卵量等生物学特性,以及5℃低温处理对预蛹滞育解除的作用,并分析了滞育持续时间对大草蛉滞育解除后发育和繁殖的影响。【结果】在光周期15L∶9D和9L∶15D下,25℃下大草蛉预蛹期(分别为50.09和49.47 d)显著短于22℃下(分别为80.80和82.20 d)。5℃低温处理极显著延长了大草蛉预蛹期(P0.01),且缩小了预蛹期的个体差异。22℃下,与非滞育预蛹相比,滞育后预蛹的存活率显著降低,蛹期和产卵前期显著延长,雌成虫寿命显著缩短,成虫鲜重和单雌产卵量显著下降。22℃,光周期15L∶9D下大草蛉的滞育持续时间为50~170 d,且能影响滞育后发育:随着滞育持续时间的延长,蛹期逐渐延长,雌、雄成虫的鲜重逐渐降低,雄成虫寿命呈先延长后缩短的趋势,蛹存活率、雌成虫寿命、产卵前期和单雌产卵量没有显著性差异。【结论】试验条件下,两种光周期对大草蛉滞育解除、滞育后发育和繁殖没有明显的影响,而温度是调节大草蛉滞育发育和繁殖的重要因子。较高温度能促进滞育的解除,低温处理能够同步种群的滞育发育。大草蛉的滞育存在生殖代价,滞育持续时间影响滞育解除后的部分生物学特性。     

昆虫蛹滞育的神经内分泌调控

从神经内分泌的角度,分别介绍了脑、前胸腺和咽侧体在昆虫蛹滞育中所起的作用。脑主要是通过对促前胸腺激素的合成和释放的控制来参与滞育调节的;而前胸腺的活性过低,分泌的蜕皮激素远远低于启动成虫发育所需要的量,是导致蛹滞育的最根本原因;咽侧体在某些虫种中对蛹滞育可能起到间接的调控作用。     

多巴胺对昆虫生殖的调控

多巴胺(dopamine, DA)可以调节昆虫的生殖行为,促进昆虫生殖系统的成熟发育.雄性果蝇(Drosophila)性行为受脑后外侧多巴胺能神经元(PPL2ab)调节,这些神经元的DA合成能力影响雄虫之间以及雌雄之间的求偶行为.果蝇雄成虫脑内DA含量影响性取向, DA水平过高或过低都会诱发雄性果蝇之间的同性求偶行为. DA还参与昆虫生殖行为转变和交配后行为的调节. DA可以作为神经激素,调节昆虫的味觉和嗅觉感受,中枢神经系统内DA对昆虫生殖行为的调节涉及多巴胺/蜕皮激素受体(DopEcR)和蜕皮酮的协同作用,果蝇后脑P1神经元在雄虫求偶信息回路中发挥重要作用. DA可以促进卵成熟发育,调节社会性昆虫生殖状态.对卵成熟发育的促进与DA受体表达的发育阶段性差异有关,并涉及DA、章鱼胺(octopamine, OA)、保幼激素(juvenile hormone, JH)、蜕皮激素(molting hormone, MH)之间的相互作用.黑腹果蝇幼龄雌虫咽侧体(corpus allatum, CA)内多巴胺D2型受体(DD2R)表达水平远低于性成熟雌虫,多巴胺D1型受体(DopR)表达水平远高于成熟雌虫,而DD2R在性成熟雌虫咽侧体内的表达水平远高于幼龄雌虫. DopR, DD2R在脂肪体细胞中的表达情况与CA相反. DA, JH, MH, OA之间的互作通过对相关基因表达和代谢酶活性调节实现.上述激素间的互作还涉及类胰岛素(insulin-like peptides, ILPs)及其信号途径.蜜蜂工蜂的生殖状态受蜂王上颚信息素(queen’s mandibular gland pheromone, QMP)、幼虫信息素、卵巢D2型受体基因的调节. DA对昆虫生殖调控的研究,可以为新药剂开发以及人类脑科学和神经系统疾病机制研究提供参考.     

外源保幼激素对异色瓢虫卵巢发育及生殖相关基因转录水平的影响

【目的】本研究旨在明确外源保幼激素(juvenile hormone, JH)对异色瓢虫Harmonia axyridis成虫卵巢发育以及生殖信号通路中关键基因转录水平的影响。【方法】以萝卜蚜Lipaphis erysimi饲喂的异色瓢虫雌成虫为空白对照组,以点滴同体积丙酮的雌成虫为溶剂对照组,对人工饲料饲喂的羽化后第2天的雌成虫点滴不同剂量(80, 120和160 ng/头)JHⅢ1, 3, 5, 7和9 d后,解剖成虫卵巢,拍照并测量卵巢长度及其第一卵室的长度和宽度。利用qPCR分析在最适JHⅢ剂量(120 ng/头)处理后1, 5和9 d的异色瓢虫雌成虫生殖信号通路中关键基因JH受体methoprene-tolerant (Met)基因、krüppel homolog 1 (Kr-h1)基因、卵黄原蛋白(vitellogenin, Vg)基因(Vg1和Vg2)和卵黄原蛋白受体(vitellogenin receptor, VgR)基因表达水平。【结果】与溶剂对照组相比,点滴80和120 ng/头剂量JHⅢ可促进异色瓢虫成虫卵巢发育,其中120 ng/头剂量JHⅢ处理羽化后第2天雌...     

哈尔滨地区大猿叶虫发育历期与生物学特性

在哈尔滨对白菜上的大猿叶虫Colaphellus bowringi Baly的生活史和生物学习性进行观察研究。结果表明,大猿叶虫在哈尔滨地区绝大多数个体1年发生1代,少部分个体1年发生2代。主要以成虫入土在2～27cm土层中滞育越冬。越冬成虫翌年4月下旬开始出土活动。第1代发生在5上旬至7月上旬,第2代发生于6月中旬至7月中旬。所有成虫在7月下旬以后均滞育越冬。在25℃条件下,雌虫产卵期为6～55d,平均为30.95d,单雌平均产卵量为454.9粒。在25℃各虫态的发育历期为:卵(4.46±0.33)d,幼虫(8.22±0.26)d,蛹(4.17±0.22)d。各虫态发育起点温度卵为10.80℃,幼虫为10.95℃,蛹为9.79℃;有效积温卵为64.82日.度,幼虫为117.37日.度,蛹为64.36日.度。     

柑橘大实蝇滞育和非滞育蛹体内海藻糖含量的调控

【目的】通过比较柑橘大实蝇Bactrocera minax蛹滞育期与滞育前和滞育后以及滞育蛹与非滞育蛹体内海藻糖和葡萄糖含量的变化、海藻糖合成代谢途径中关键酶的活力变化以及关键酶基因的表达量变化,明确蛹滞育期间海藻糖合成代谢途径中关键酶对海藻糖含量的调控。【方法】利用分光光度法检测柑橘大实蝇滞育前(1日龄蛹)、滞育期(30,60和90日龄蛹)以及滞育后(120和150日龄蛹)蛹体内海藻糖与葡萄糖含量的变化,以及海藻糖合成代谢途径中的海藻糖-6-磷酸合成酶(TPS)、海藻糖-6-磷酸磷酸酯酶(TPP)和海藻糖酶(Tre)活力的变化;利用实时定量荧光PCR(qPCR)检测TPS,TPPB,TPPC-1,TPPC-2和Tre-1基因表达量的变化。向1日龄蛹体内注射20-羟基蜕皮酮(20E)作为处理(以注射10%乙醇为对照),分别于注射后1和30 d比较处理组与对照组蛹体内海藻糖与葡萄糖含量、关键酶活力以及上述基因表达量的差异。【结果】柑橘大实蝇蛹进入滞育后,海藻糖含量显著升高,葡萄糖含量无显著变化; TPS和TPP的酶活力以及TPS,TPPC-1和TPPC-2表达量在化蛹后逐渐升高,于滞育期达到最高水平,维持至羽化前显著下降;TPPB表达量在整个蛹期无显著差异; Tre酶活力以及Tre-1表达量在化蛹后逐渐升高,于滞育早期达到最高水平,随后显著下降,羽化前再次显著上升。注射20E后1 d,与对照组相比,处理组蛹体内海藻糖与葡萄糖含量、关键酶(TPS,TPP和Tre)活力以及TPS,TPPC-2和Tre-1表达量无显著变化,TPPB表达量显著下降,TPPC-1表达量显著上升;注射后30 d,与对照组滞育蛹相比,处理组非滞育蛹海藻糖含量显著上升,葡萄糖含量、TPS和Tre酶活力、TPS和Tre-1表达量显著下降,TPP酶活力以及TPPB和TPPC-2表达量无显著差异。【结论】柑橘大实蝇蛹体内海藻糖的含量在合成代谢途径中关键酶的调控下,随着滞育状态发生变化,表明海藻糖与滞育之间存在密切的关系,但其作用机理仍待进一步研究。     

沙葱萤叶甲海藻糖酶基因GdTre1的克隆、分子特性和表达分析

【目的】海藻糖酶(trehalase,Tre)作为昆虫体内海藻糖代谢的关键性酶,在昆虫能量调节和生长发育中具有重要作用。本研究旨在克隆获得沙葱萤叶甲Galeruca daurica海藻糖酶基因,并对其表达模式进行定量分析,以期探究海藻糖酶在沙葱萤叶甲生长发育和成虫夏滞育中的作用。【方法】根据沙葱萤叶甲转录组数据,采用RACE技术,克隆得到Tre基因的c DNA全长,并进行生物信息学分析;应用实时荧光定量PCR(RT-q PCR)技术检测其在沙葱萤叶甲不同发育阶段[卵、1-3龄幼虫、预蛹、蛹、成虫(羽化后3,7,10,15,25,40,60,80和100 d)]、成虫不同组织(头、胸和腹)以及3日龄成虫在不同温度(15,20,25,30,35和40℃)胁迫下的表达水平;采用3,5-二硝基水杨酸法测定不同日龄成虫体内海藻糖酶活性。【结果】克隆获得了沙葱萤叶甲可溶性海藻糖酶基因,并命名为Gd Tre1(Gen Bank登录号:KY697913),该基因全长1 933 bp,开放阅读框1 704bp,编码567个氨基酸;蛋白预测分子量为66.56 k D,等电点为6.62;编码蛋白具有海藻糖酶超基因家族典型的功能结构域,包含1条信号肽,不具有跨膜结构。同源序列比对和系统发育分析表明,Gd Tre1与马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata Tre1b的同源性最高,氨基酸序列一致性达70.25%。RT-q PCR检测结果表明,Gd Tre1在沙葱萤叶甲各发育阶段均有表达,其中在卵期和成虫滞育期间高表达,而在幼虫、预蛹、蛹及成虫滞育前低表达;在成虫不同组织中,通常在腹部中表达量最高,其次为胸部,最低为头部;Gd Tre1表达量随着温度升高而上升,30℃达最高值,而后随温度升高略有下降。沙葱萤叶甲不同日龄成虫体内Gd Tre1表达量及Tre活性存在显著差异,且Gd Tre1表达量与Tre活性变化趋势一致。【结论】海藻糖酶与沙葱萤叶甲生长发育和成虫夏滞育有密切的关系。该结果为进一步揭示该虫的夏滞育分子机理提供了必要的基础。     

丝带凤蝶滞育与非滞育蛹及其成虫的形态学观察

丝带凤蝶Sericinus montelus是一种有开发价值的观赏昆虫,以蛹滞育越冬,成虫存在多型现象。本研究从体色、个体大小和蛹腹部刺突长度等方面比较了丝带凤蝶滞育与非滞育蛹及其成虫的形态差异。与非滞育蛹相比,滞育蛹体色较深,触角末端的淡黄色与体色差异明显,3日龄滞育蛹腹部第9节刺突长度是3日龄非滞育蛹的4倍左右,这些差异可以用于该虫蛹滞育早期判别。滞育蛹羽化成虫的翅展和尾突长度显著小于非滞育蛹羽化成虫,且腹部及翅面斑纹也存在明显的差异,这些差异与丝带凤蝶春型、夏型成虫的描述相一致,表明丝带凤蝶成虫季节多型是与滞育相关联的。     

枯叶蛱蝶越冬雌成虫的生殖休眠特征研究

【目的】为了开展枯叶蛱蝶Kallimainachus(Doyére,1840)野生种群保育、人工繁育与利用,研究了近自然实验种群越冬雌成虫生殖休眠的性质、自然休眠期及其进展过程。【方法】根据卵母细胞的成熟度,划分繁殖季直接发育雌成虫的生殖发育进度等级;主要根据越冬早期雌成虫是否即时响应适宜条件恢复发育,判定其休眠性质为滞育或静息;通过定期检查放养在近自然条件下的越冬雌成虫的生殖发育进度,阐明其自然休眠期;通过定期将越冬成虫转至25℃、光照L︰D=15︰9和RH70%条件下保育不同天数后解剖检查其生殖细胞的发育情况,判断其滞育期和后滞育静息期。【结果】(1)繁殖季雌成虫在2日龄即开始卵黄沉积,至14日龄均已发育出成熟卵母细胞,其生殖发育被划分为4个等级,日龄与发育等级呈显著线性相关。(2)将羽化于10月上旬、放养在近自然条件下的越冬雌成虫从其11日龄开始,保育在25℃条件下12 d,其生殖发育仍无启动迹象。(3)羽化于9月8日、放养于近自然条件下的雌成虫,在其10日龄时,绝大多数处于休眠状态,少量个体继续发育;羽化于10月1日的雌成虫,从10月中旬至12月下旬,几乎所有个体均处于休眠状态;次年1月上旬,部分个体的卵母细胞发育开始启动。(4)12月上旬,所有检查的近自然实验种群雌成虫均不能在25℃条件下迅速恢复生殖发育;12月下旬,大部分个体在25℃条件下恢复发育。但仍有少量个体未显示发育恢复迹象,体现了个体间存在滞育强度的差异。【结论】枯叶蛱蝶的越冬生殖休眠为典型的滞育;近自然条件下,绝大多数雌成虫从9月中旬到1月下旬处于休眠状态,部分个体在次年1月初开始生殖发育;越冬雌成虫在12月上旬前处于滞育维持阶段,自12月下旬开始逐渐进入后滞育静息期。     

昆虫保幼激素生物合成的调节与测定

<正> 保幼激素(JH)是由昆虫的咽侧体(CA)产生。它调节着发育和生殖。从昆虫中已分离出3种具有JH活性的化合物,分别称为JH1、JH2、JH3。它们的生理活性大不相同。JH3是大部分成虫的主要激素,可促进卵巢的发育,所以是一种促性腺激素。JH1和JH2主要在鳞翅目幼虫和蜚蠊若虫内,它们在变态开始就参与这一过程的调节作用,称为变态激素。     

大猿叶虫滞育进程中成虫内生殖系统的形态特征

大猿叶虫Colaphellus bowringi Baly是十字花科蔬菜的一种重要害虫,以成虫在土壤中滞育越冬和越夏。本研究通过解剖大猿叶虫非滞育成虫,观察描述了雌雄成虫内生殖系统的结构特点,并绘制了雌雄成虫内生殖系统模式图。对滞育初期、滞育期间、滞育解除后未取食和滞育解除后取食成虫解剖显示,滞育初期,雌雄成虫内生殖系统几乎与羽化初期成虫一致。滞育期间雄成虫的附腺和射精管亦不发达,滞育解除后未取食雄成虫的附腺膨大且粗于输精管,射精管略膨大,取食雄成虫的射精管呈不透明淡桔黄色。滞育期间雌成虫的卵巢小,略大于滞育初期卵巢,少数卵巢小管的基部可见具卵黄原沉淀的卵粒。滞育解除后未供食雌成虫卵巢明显膨大可见大量成形卵粒,部分卵粒可见卵黄原沉淀;取食雌成虫的卵巢膨大,可见大量成熟卵粒,侧输卵管和总输卵管中可见待产的卵。作者认为,大猿叶虫成虫在滞育期间能够缓慢发育,部分滞育前积累的代谢物质被用于滞育后发育,但只有经过取食,成虫才能正常交配和产卵。     

本期重点推介

正昆虫体内海藻糖含量及海藻糖酶活力变化与昆虫滞育和滞育的解除有密切关系。为了探讨柞蚕Antheraea pernyi蛹滞育过程中海藻糖酶基因的作用,沈阳农业大学生物科学技术学院王德意、王勇和秦利等利用RT-PCR技术从柞蚕蛹中克隆获得3个海藻糖酶基因,再分别采用半定量RT-PCR和qPCR方法检测了这些基因在柞蚕滞育和发育蛹不同组织中的表达谱及长光照(17L∶7D)处理蛹滞育解除过程中脂肪     

早熟素Ⅱ处理粘虫蛾对两性吸引的影响

本文首次报道早熟素Ⅱ对鳞翅目重要害虫粘虫Mythimna separata Walker的作用。试验证明羽化24小时以内未交配的粘虫蛾(雌雄比为1:1)与10微克/平方厘米的早熟素接触24小时后即明显地降低两性吸引的能力;雌雄比为2:1时,处理组的交配率比对照组降低60—70%。不同的配对(正常雄×正常雌、正常雄×处理雌、正常雌×处理雄、处理雌×处理雄)证明早熟素Ⅱ对雄、雌蛾均有影响,但对雄蛾的影响更大。已知昆虫咽侧体(CA)分泌的保幼激素(JH)对某些昆虫成虫的两性吸引有调控作用(Barth,1961;1962),本文对此进行了探讨,对早熟素处理后的雌、雄蛾咽侧体逐日进行了测量,它们都比对照小,雄蛾差异更大。雄蛾CA的组织切片也表现出明显的异常:细胞核变形,染色体颗粒凝聚、出现大量空斑,腺体腔内分泌物较少等。同位素标记甲硫氨酸测定离体CA合成JH的结果表明:早熟素处理的雄蛾CA合成JH能力下降,在正常情况下出现高峰的第四天左右差异更为明显,雌蛾也有降低的趋势。     

意大利蝗卵发育过程保幼激素和蜕皮激素含量的变化及其代谢相关基因的表达谱

【目的】鉴于保幼激素(juvenile hormone, JH)与蜕皮激素(ecdysone, Ecd)在昆虫生长发育中的重要作用,本研究旨在明确这两种激素及其代谢相关基因对意大利蝗Calliptamus italicus卵发育过程的调控机制。【方法】采用ELISA技术检测意大利蝗卵发育过程中JH与Ecd含量的变化;采用qRT-PCR技术检测JH与Ecd代谢通路的重要基因(JHE,JHEH,DIB和EcR)在意大利蝗卵发育过程的表达模式。【结果】意大利蝗卵滞育阶段(阶段Ⅳ-Ⅵ)的JH含量显著高于早期发育阶段(阶段Ⅰ-Ⅲ)的,滞育后发育阶段(阶段Ⅶ-Ⅸ) JH含量显著下降;Ecd含量于滞育早期(阶段Ⅳ)显著上升,而后显著下降,滞育后发育阶段再次上升。JHE的表达量在意大利蝗卵早期发育阶段和滞育后发育阶段均呈先升后降的趋势,滞育阶段JHE的表达量较低;JHEH表达量在意大利蝗卵早期发育阶段也先升后降,滞育阶段变化不显著,滞育后发育阶段显著升高;DIB表达量在意大利蝗卵滞育阶段高于早期发育阶段的,在滞育后发育阶段下降;EcR表达量在意大利蝗卵早期发育阶段及滞育阶段均无显著变化,滞育后发育阶段...     

番茄潜叶蛾卵黄原蛋白受体基因TaVgR在生殖发育调控中的作用

【目的】本研究旨在明确卵黄原蛋白受体(vitellogenin receptor, VgR)在番茄潜叶蛾Tutaabsoluta生殖发育过程中的功能,为潜叶类害虫的绿色防控提供候选靶标。【方法】基于番茄潜叶蛾转录组数据,采用RT-PCR扩增TaVgR基因cDNA全序列,并进行生物信息分析;通过RT-qPCR分析TaVgR在番茄潜叶蛾不同发育阶段(1-4龄幼虫、1-7日龄雌蛹和雌成虫)和雌成虫不同组织(头、体壁、前肠、中肠、后肠、卵巢、脂肪体和马氏管)中的表达模式;进一步利用RNAi抑制番茄潜叶蛾雌蛹体内TaVgR的表达,并观测沉默TaVgR基因后番茄潜叶蛾卵巢发育及繁殖力的变化。【结果】克隆获得番茄潜叶蛾TaVgRcDNA(GenBank登录号: MZ682118)序列,其开放阅读框序列长5 496 bp,编码1 831个氨基酸,推测的蛋白分子量约为206 kD,等电点为5.17,信号肽包含N-端前18个氨基酸残基,并具有典型LDLR家族蛋白保守功能域。RT-qPCR结果显示,TaVgR转录水平随着番茄潜叶蛾龄期的增加逐渐上升,雌成虫羽化后达到最高水平;TaVgR在番茄潜叶蛾雌成虫的卵巢中表达量最高。TaVgR RNAi对初期雌蛹中TaVgR的表达抑制率为62.04%~72.55%,导致卵黄蛋白在卵巢中的沉积受阻,卵巢管和卵粒长度缩短,成虫10日单雌总产卵量及后代卵孵化率降低,最终引起番茄潜叶蛾繁殖力下降。【结论】TaVgR基因在番茄潜叶蛾雌成虫和卵巢中高表达,且沉默该基因严重阻碍其卵巢发育和降低繁殖力。本研究为开发以VgR基因作为靶标的鳞翅目害虫防治新技术奠定了理论基础。     

七星瓢虫雌成虫卵巢发育不同阶段体内保幼激素的含量

本文以大蜡螟Galleria mellonella(L.)为生测昆虫,应用蜡测定法(Wax test)测定了取食天然食物及人工饲料的七星瓢虫雌成虫在不同卵巢发育阶段体内保幼激素(JH)的含量。取食蚜虫者羽化后8日左右(卵巢管内出现第三卵母细胞,卵黄大量沉积即将排卵),雅虫JH含量达到高峰(593.3G.U.),但一经开始排卵(羽化后约10日左右)保幼激素的含量猛然下降。直至持续产卵达10次的雌虫(羽化后约25日)JH含量仍保持在比较平稳的状态。取食人工饲料者卵巢发育缓慢,羽化30日后不产卵个体的JH水平仍很低,仅及取食蚜虫组高峰的1/6。这一结果证实了JH对七星瓢虫雌成虫卵巢发育及排卵的调控,也指出了取食人工饲料的雌虫产卵率及产卵量明显偏低的重要原因。 在应用蜡测法的过程中肯定了JH浓度与大蜡螟蛾中胸背板保持的部分蛹皮面积之部的关系。     

保幼激素对昆虫变态发育调控的分子机制

近年来随着保幼激素(juvenile hormone,JH)核受体Methoprene tolerant(Met)被鉴定,JH对昆虫变态发育调控的分子机制的研究取得了极大的进展。本文在介绍Met的鉴定以及分子伴侣Hsp83和核孔蛋白Nup358对Met亚细胞定位调控的基础上,重点阐述了JH-Met-Kr-h1-Br信号通路在完全变态昆虫幼虫至蛹变态过程中的作用以及JH-Met-Kr-h1-E93信号通路在不完全变态昆虫和完全变态昆虫成虫羽化过程中的作用。此外,Met与蜕皮激素(20-hydroxyecdysone,20E)受体复合物EcR/USP的结合、Tai/SRC/FISC分别与Met和EcR/USP结合形成JH功能受体和20E功能受体复合物、JH对20E下游基因E75A的诱导以及USP与JH的结合等分子间的相互作用在JH与20E的互作中所产生的影响也将逐一进行论述。本文还对JH通过膜受体激活PKC和PLC等下游信号通路而发挥生理功能的研究进展进行了概述。