RNAi技术在昆虫功能基因研究中的应用进展

RNA干扰（RNA interference,RNAi）是指外源或内源的双链RNA（dsRNA）特异性地引起基因表达沉默的现象,它作为一种有效的工具用来产生转录后沉默,从而抑制特定基因的表达,成为基因功能研究的一种新方法,除了在模式昆虫如果蝇Drosophila中广泛应用之外,也在非模式昆虫中得到成功应用。近年来,RNAi技术在导入方法和基因功能分析方面都取得了飞速发展,且与转基因技术相结合成功应用于害虫防治领域。本文综述了RNAi技术在导入方法、昆虫功能基因组功能分析及害虫防治等领域新近的研究成果,并展望了该技术的应用前景。     

SRAP技术研究烟粉虱遗传多样性

采用AFLP、SRAP2种标记方法分别对2个烟粉虱Bemisia tabaci Gennadius种群(一品红、甘蓝)的多态性进行分析。结果表明,(1)2种方法平均每对引物组合产生的条带数分别为29.4和21.8。(2)AFLP法每对引物组合产生10～23条多态性带,平均17.20条,多态性带的比例平均为57.93%。SRAP法每对引物组合产生5～18条多态性带,平均13.3条,多态性带的比例平均为60.59%。(3)前者的基因多样性范围为0.1503～0.2838,平均为0.2297;后者的基因多样性范围为0.0977～0.2911,平均为0.2332。证明利用SRAP技术和AFLP技术研究烟粉虱的遗传多样性是有效的。     

利用RNAi技术沉默小菜蛾类钙粘蛋白基因

RNA干扰（RNA interference, RNAi）是一种调控基因表达的方法, 其通过体外合成一段与内源靶基因同源的双链RNA（dsRNA）或siRNA, 导入生物体内, 使内源靶基因中同源mRNA降解, 从而达到阻抑基因表达的目的。类钙粘蛋白（cadherin-like protein）是位于昆虫中肠刷状缘膜囊(brush border membrane vesicles, BBMV)上与钙粘蛋白(cadherin)结构相似的物质, 是多种昆虫体内Bt杀虫蛋白的受体。本研究利用基因特异引物通过RT-PCR扩增了小菜蛾类钙粘蛋白基因的2个片段（CAD1和CAD2）, 合成相对应的双链RNA（double-stranded RNA, dsRNA）; 并将dsRNA通过显微注射导入小菜蛾3龄幼虫体内, 测定了不同靶位点、不同剂量、不同检测时间对目的基因mRNA表达量的影响。结果表明: 将70 nL CAD1对应的dsRNA注射到幼虫体内48 h后, 基因表达量显著下降, 72 h后恢复。免疫印迹检测结果表明, 类钙粘蛋白在注射dsRNA 48 h后幼虫BBMV中的含量明显下降。本实验成功实现了小菜蛾类钙粘蛋白基因的沉默, 该体系的成功建立为利用RNAi技术分析小菜蛾及其他鳞翅目昆虫基因的功能提供了参考。     

北京地区西花蓟马田间种群的抗药性监测

采用叶管药膜法在室内测定了2009—2010年北京海淀地区和昌平地区西花蓟马Frankliniella occidentalis(Pergande)田间种群对12种杀虫剂敏感性的年度变化。结果表明,北京昌平和海淀地区的西花蓟马对多数的药剂仍处于敏感状态,但对氯氟氰菊酯已产生近40倍的抗性,昌平种群对多杀菌素具有产生低水平抗性的趋势(抗性倍数为4倍)。推荐药剂包括多杀菌素、阿维菌素、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(甲维盐)、毒死蜱和溴虫腈,应注意与其它药剂的轮换使用,灭多威对西花蓟马的毒力水平最低,不推荐使用。     

昆虫几丁质酶及其在植物保护中的应用

本文从生理学、生物化学和分子生物学３个方面综述了昆虫几丁质酶的研究进展,并概述了它在害虫防治、主要是在抗虫育种中作为重要的基因源中的应用。e     

表皮穿透和GABAA受体不敏感性在小菜蛾对阿维菌素抗性中的作用

用氚标记阿维菌素点滴处理阿维菌素敏感（ABM-S）和抗性（ABM-R）种群小菜蛾幼虫,结果显示,在5～360 min内的7个不同处理时间,ABM-R种群的平均表皮穿透量比ABM-S种群少1.5倍,处理24 h后,ABM-R种群仍有45.9%的3H-阿维菌素滞留于体表,而ABM-S种群却有98.4%的药剂穿透表皮。放射配体结合分析表明,GABAA受体结合性质的改变是小菜蛾对阿维菌素的另一抗性机制,ABM-S种群（K_d=10.9368±0.4374 nmol/L）和ABM-R种群（K_d=9.8328±0.3933　nmol/L）的受体亲和力无显著差异,但抗性种群的最大结合量（B_max=71.2842±4.9910　fmol/mg 蛋白）比敏感种群（B_max=112.0255±7.8418　fmol/mg 蛋白）降低63.6%,即抗性是受体数目的减少而非结构上的改变。     

北京地区韭菜迟眼蕈蚊种群动态及越夏越冬场所调查研究

【目的】为明确北京地区不同栽培管理模式下韭菜田全年韭菜迟眼蕈蚊Bradysia odoriphaga种群动态的发生规律及其越夏越冬场所。【方法】分别在2014—2015年通过黄色板对露地和温室韭菜田块的韭菜迟眼蕈蚊成虫进行了监测,并通过挖根和网捕的方式调查韭菜迟眼蕈蚊的越夏越冬场所及虫态。【结果】北京地区,露地韭菜田块韭菜迟眼蕈蚊每年发生3~4代,温室内可全年发生,主要为害高峰期在春秋两季;韭菜迟眼蕈蚊幼虫主要分布在0~5 cm的土壤深处;夏季韭菜迟眼蕈蚊虫口基数偏低,但主要在本地韭菜田块越夏;冬季韭菜迟眼蕈蚊主要以4龄老熟幼虫在鳞茎内或鳞茎附近的土壤中越冬。【结论】本研究阐明了北京地区不同栽培管理模式下,韭菜迟眼蕈蚊周年发生的种群动态规律及越夏越冬生物学特性,为韭菜迟眼蕈蚊的预测测报和综合防治提供理论参考依据。     

小菜蛾对定虫隆抗性种群的选育及交互抗性研究

用昆虫生长调节剂(insect growth regulator,简称IGR)定虫隆(chlorfluazuron)对源自深圳田间的小菜蛾(SZ-S)Plutella xylostella(L.)在室内进行抗性种群选育,经过8代饲养和6次药剂汰选,获得抗性种群(CH-R),与相对敏感种群Sz—S比较,抗性指数(R1)为23.78倍。CH-R种群在去除选择压力条件下饲养5代,抗性逐渐下降。抗性汰选前后分别测定了10种药剂的剂量—死亡毒力回归线,发现CH—R抗性种群对三氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、辛硫磷、喹硫磷、灭多威、磺胺脲类衍生物—杀螨隆、微生物杀虫剂Bt和齐墩螨素无明显交互抗性,抗性倍数为0.4-1.7;对两种沙蚕毒素类杀虫剂杀螟丹和杀虫丹的敏感性却有所上升,有负交互抗性趋势。活体增效剂试验表明,增效醚(PBO)和三苯基磷酸酯(TPP)对定虫隆均有一定的增效活性,PBO的增效比最高为29倍,能够完全抑制对定虫隆的抗性,说明多功能氧化酶可能是主导抗性机制之一。     

Bt杀虫晶体蛋白受体分子的结构与功能

苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis, Bt)杀虫蛋白与昆虫中肠细胞膜上受体的结合是Bt毒素作用的关键环节和决定Bt杀虫蛋白选择性的关键因素。受体与Bt杀虫蛋白结合能力的改变可能是昆虫对Bt产生抗性的主要原因,也因此成为近年来国际上的研究热点和焦点,并取得了突破性的进展。该文就昆虫体内Bt毒素的４种受体：氨肽酶N、类钙粘蛋白、碱性磷酸酶以及最近报道的糖脂类受体的结构、功能、受体与毒素的结合特性、受体基因在离体细胞中的表达特性以及受体基因的突变与害虫对Bt毒素的抗性等方面进行了综述。     

二斑叶螨对联苯菊酯抗药性的PASA快速检测技术建立与应用

【目的】二斑叶螨Tetranychus urticae Koch是世界性的重要农业害螨,其抗药性发展严重阻碍了对该螨的科学防控。为了实现田间二斑叶螨对菊酯类杀虫剂抗药性的早期快速检测,本研究拟建立二斑叶螨对联苯菊酯的特异性等位基因PCR(PCR amplification of specific alleles,PASA)检测技术。【方法】玻片浸渍法测定了联苯菊酯对二斑叶螨不同种群的毒力,克隆了二斑叶螨钠离子通道结构域IIIS6的DNA片段,基于该片段中包含的抗性和敏感种群中的点突变,建立了PASA检测技术,并应用于二斑叶螨不同种群中抗性基因F1538I点突变频率的检测。【结果】与室内相对敏感种群相比,二斑叶螨北京通县和海南三亚种群均对联苯菊酯产生了抗药性,LC50分别为1 982.6 mg/L和2 767.4 mg/L,抗性倍数分别为6.0倍和8.4倍;PASA检测结果表明二斑叶螨室内相对敏感种群中存在杂合子个体,F1538I点突变频率为10.0%,而北京通县和海南三亚种群中该突变频率则分别达50.0%和53.3%。【结论】建立的PASA技术可以快速检测二斑叶螨田间种群是否存在与击倒抗性相关的基因点突变,从而判断其对菊酯类杀虫剂的抗药性发展。