MicroRNA及其在昆虫学中的研究进展

MicroRNA(miRNA)是真核生物中对转录后调控起着重要作用的一类非编码单链RNA分子,参与调控胚胎发育、干细胞分化、神经发生及细胞凋亡等几乎所有的生物过程。本文简要总结了miRNA的生物合成、命名、表达及功能等方面的研究进展,同时从昆虫miRNA的鉴定、表达及功能、miRNA的代谢等方面对miRNA在昆虫学研究中的最新进展做了综述。     

赤拟谷盗的磷化氢敏感和抗性品系体内羧酸酯酶的活性比较

本文比较测定了赤拟谷盗Tribolium castaneum(Herbst)的磷化氢抗性(Rf=327)和敏感品系害虫的羧酸酯酶活性,研究了该害虫同一品系不同个体间羧酸酯酶的活性差异,比较了两品系害虫在系列磷化氢浓度下熏蒸24h和6.94×10-2mg/L磷化氢浓度下熏蒸不同时间的羧酸酯酶活性。主要结果为:未熏蒸的抗性害虫幼虫和蛹体内的羧酸酯酶活性分别高于敏感品系的1.37和1.16倍;敏感和抗性害虫同品系内不同个体间羧酸酯酶活性分布频率都存在明显差异,抗性害虫中酶活性大的个体数量占的比例较大;磷化氢浓度分别为0.69×10-2、2.78×10-2、5.56×10-2、8.33×10-2和11.11×10-2mg/L时都可导致敏感害虫羧酸酯酶的活性降低,但活性受抑制的程度不因浓度高低呈相应的增减。浓度分别为5.56×10-2、11.11×10-2、13.89×10-2、20.83×10-2和27.78×10-2mg/L的熏蒸中抗性害虫体内酶活性增加,且活性增高的程度与浓度增减也不呈对应变化。在6.94×10-2mg/L磷化氢浓度下熏蒸不同时间的结果中,敏感害虫的酶活性随时间延长而下降,抗性害虫的活性则随时间延长而增大。研究表明赤拟谷盗对磷化氢的抗性可能与羧酸酯酶的活性增加有关。     

我国草地贪夜蛾田间种群有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂靶标基因ace-1的基因型和突变频率

【目的】对入侵我国的草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂靶标基因ace-1的基因型进行分子检测,明确抗性基因频率,进而指导田间科学用药。【方法】采集中国12省份的草地贪夜蛾田间种群幼虫样本,提取单头样本的基因组DNA,利用特异性引物进行PCR扩增,获得ace-1基因片段。根据碱基、氨基酸序列比对和测序峰图分析,明确与有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂抗性相关的3个氨基酸突变位点A201S, G227A和F290V的基因型和抗性基因频率。【结果】通过DNA检测分析中国12省份草地贪夜蛾田间种群589头个体ace-1基因的基因型和突变频率发现,在A201S位点检测到137头个体为抗性杂合基因型,抗性基因频率为11.6%,未发现抗性纯合基因型个体;G227A位点589头个体均为敏感纯合基因型;F290V位点的抗性基因频率最高,达到57.1%,携带抗性基因的个体数量达到523头(占样本总数的88.8%)。【结论】结果表明入侵我国的草地贪夜蛾种群携带高频率的对有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂抗性基因。田间防治建议不用或少用有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂,同时进一步加强田间抗性监测工作。     

昆虫细胞色素P450基因的多样性、进化及表达调控

细胞色素P450单加氧酶（cytochrome P450 monooxygenases, P450s）是由多个功能相关的亚铁血红素 硫醇盐蛋白基因组成的一个基因超家族, 在各种内源和外源物质的代谢中起着主要作用。目前GenBank中注册的昆虫P450基因序列已超过1 000个, 其中双翅目占序列总数的74%, 鳞翅目占序列总数的16%。而昆虫P450基因序列已克隆的全长序列中大部分属于CYP4和CYP6家族, 两个家族成员分别占总数的20%和45%。利用GenBank中现已注册的昆虫P450基因的cDNA全长序列进行比对并绘制进化树, 揭示不同种类昆虫P450的亲缘关系。结果显示基于P450基因的昆虫部分目的进化关系与大部分先前依据其他分子数据或形态分类学得到的昆虫系统进化关系基本吻合。现有研究表明, 细胞色素P450基因的表达可能受顺式作用元件(cis-acting element)、反式作用因子(trans-acting factor)或两者共同调控, 调控可能涉及转录增强的转录机制或mRNA稳定性增加的转录后机制。     

禾谷缢管蚜和麦长管蚜玻璃管药膜法敏感毒力基线的建立

【目的】建立禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi（Linnaeus）和麦长管蚜Sitobion avenae（Fabricius）对常用杀虫剂的相对敏感基线。【方法】从田间采集麦蚜在实验室内饲养30代以上,利用玻璃管药膜法测定其对杀虫剂的敏感度,每条毒力基线为2次以上独立测定数据合并后的计算结果。【结果】用玻璃管药膜法建立了包括新烟碱类、吡啶类、氨基甲酸酯类、有机磷类和拟除虫菊酯类共22个药剂品种对禾谷缢管蚜和麦长管蚜3 h的敏感毒力基线。禾谷缢管蚜对新烟碱类药剂吡虫啉和啶虫脒的LC₅₀值分别为0.02和0.007 μg/cm²;对吡啶类药剂吡蚜酮的LC₅₀值为0.124 μg/cm²;对氨基甲酸酯类药剂丁硫克百威、硫双灭多威、灭多威、抗蚜威、西维因的LC₅₀值为0.0026~0.70 μg/cm²;对有机磷类药剂三唑磷、丙溴磷、氧乐果、乐果、马拉硫磷、辛硫磷、敌敌畏、毒死蜱的LC₅₀值为0.005~0.065 μg/cm²;对拟除虫菊酯类药剂三氟氯氰菊酯、高效氯氰菊酯、溴氰菊酯、联苯菊酯、氰戊菊酯、氯氰菊酯的LC₅₀值为0.033~0.240 μg/cm²。麦长管蚜对新烟碱类药剂吡虫啉和啶虫脒的LC₅₀值分别为0.15和0.12 μg/cm²;对吡啶类药剂吡蚜酮的LC₅₀值为0.41 μg/cm²;对氨基甲酸酯类药剂丁硫克百威、硫双灭多威、灭多威、抗蚜威、西维因的LC50值为0.005~0.76 μg/cm²;对有机磷类药剂三唑磷、丙溴磷、氧乐果、乐果、马拉硫磷、辛硫磷、敌敌畏、毒死蜱的LC₅₀值为0.018~0.36 μg/cm²;对拟除虫菊酯类药剂三氟氯氰菊酯、高效氯氰菊酯、溴氰菊酯、联苯菊酯、氰戊菊酯、氯氰菊酯的LC50值为0.20~2.94 μg/cm²。【结论】建立的两种麦蚜对22种杀虫药剂的相对敏感基线,包括当前所有可能用于防治麦蚜的药剂,可以用于以后麦蚜抗药性监测或其他相关研究的参照;禾谷缢管蚜对药剂的敏感度高于麦长管蚜。     

昆虫对Bt抗性的适合度代价及其与抗性治理策略的关系

由于昆虫对Bt毒素抗性的发展,不利于Bt制剂和Bl转基因作物的长期有效使用.但是昆虫对Bt抗性的产生常伴有适合度代价,这种代价能够延缓或阻碍抗性等位基因的发展.许多研究已经证明,有分属鳞翅目、鞘翅目以及双翅目的昆虫Bt抗性品系存在适合度代价.适合度代价往往会受生态因素的影响.而且,昆虫适合度代价的产生与其抗性机制密切相关.庇护所策略延缓抗性发展的能力不仅与敏感种群与抗性种群能否自由交配有关,还与适合度代价的大小及抗性基因的显隐性等因素有关.适合度代价的研究对探讨抗性发展规律以及完善抗性治理策略是非常重要的.本文从适合度代价与抗性发展、抗性机制和抗性治理的关系等方面的进行综述,为发展Bt抗性治理策略提供参考依据.     

甜菜夜蛾烟碱型乙酰胆碱受体β1亚基基因的克隆与序列分析

烟碱型乙酰胆碱受体是昆虫体内重要的神经受体,同时也是杀虫剂作用靶标.从甜菜夜蛾Spodoptera exigua3龄幼虫体内提取总的RNA,经过反转录,利用RT-PCR获得了烟碱型乙酰胆碱受体6个α和1个β亚基基因的cD-NA序列片段,并利用cDNA末端快速扩增技术(RACE)获得了β亚基基因的cDNA序列全长.该基因命名为SenAChRβl,其长度为2231个碱基,含有一个1575个碱基的开放读码框,开放读码框编码524个氨基酸残基,预测的分子量为60 kDa.推导得到的氨基酸序列与其它昆虫特别是鳞翅目昆虫的烟碱型乙酰胆碱受体β亚基具有高度的同源性,并具有典型的烟碱型乙酰胆碱受体β亚基特征化位点.     

槲皮素对B型烟粉虱羧酸酯酶和谷胱甘肽S-转移酶活性的影响

采用人工饲料添加法,研究植物防御性次生物质槲皮素对B型烟粉虱Bemisiatabaci(Gennadius)成虫主要解毒酶系羧酸酯酶(CarE)和谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)影响的剂量效应和时间效应。用低剂量槲皮素(0.01%,wv)处理B型烟粉虱成虫24h后,其羧酸酯酶(CarE)和谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)比活力分别为51.09mOD(min·头)和2.249OD(mgpro.min),是对照的1.233倍和2.20倍;而高剂量的槲皮素对2种解毒酶没有诱导增加作用,甚至还有抑制作用。低剂量的槲皮素短时间处理烟粉虱后,可诱导2种酶活性增加,谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)在0.005%的槲皮素处理30min后,比活力值达到8.454OD(mgpro·min),为对照的8.30倍。     

正交试验法确定测定意大利蜜蜂头部乙酰胆碱酯酶反应的最佳条件

用正交试验法研究了酶浓度、底物浓度、反应体系的pH值、反应温度和反应时间5个因素对测定意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica Spinola头部乙酰胆碱酯酶(AChE)活性的影响, 并从试验组合中选出最佳条件。蜜蜂AChE活性的测定采用Gorun(1978)改进的Ellman方法, 以碘化硫代乙酰胆碱(ATCI)为底物, 5, 5' 二硫双硝基苯甲酸(DTNB)为显色剂, 测定反应物在412 nm波长下的光密度值, 用考马斯亮蓝G-250法测定蛋白质含量, 经计算得到蜜蜂头部AChE的比活力。对正交试验结果进行极差分析和方差分析, 结果表明各因素对实验结果影响的大小顺序为：温度＞pH值＞时间＞酶浓度＞底物浓度。并得出测定蜜蜂头部AChE活性的最佳条件是：酶终浓度0.2头/mL、底物终浓度0.8 mmol/L、pH值7.5、温度40℃及反应时间5 min。     

昆虫取食诱导的植物防御反应

植物被昆虫取食后可产生直接防御或间接防御。直接防御通过增加有毒的次生代谢产物或防御蛋白对昆虫生理代谢产生不利的影响,但对植物的消耗较大。间接防御通过释放挥发性化合物吸引天敌昆虫,并以此控制植食性昆虫。特异性的昆虫激发子(insect specific elicitors)能够诱导挥发性化合物的释放。多种信号途径参与昆虫取食诱导的植物防御反应,它们之间的相互作用协同或拮抗。了解昆虫取食诱导的植物防御反应,对于害虫综合治理策略的完善具有重要的意义。