内共生菌Rickettsia对烟粉虱生物学特性的影响

【目的】阐明次生共生菌Rickettsia对烟粉虱生物学特性的影响。【方法】Rickettsia阳性(B~+)和阴性(B~–)的烟粉虱在Rickettsia阳性棉花(C~+)和阴性棉花(C~–)上取食15 d,调查不同处理组烟粉虱的单雌产卵量、发育历期、存活率、成虫寿命以及F_1代雌雄比。【结果】(1)Rickettsia与烟粉虱共生可显著缩短烟粉虱的发育历期,B~+C~+及B~+C~–两处理组烟粉虱卵-成虫的世代发育历期均短于B~–C~+及B~–C~–两处理组。(2)Rickettsia可以提高烟粉虱各龄期的存活率,B~+C~+、B~+C~–、B~–C~+、B~–C~–各处理组烟粉虱世代存活率依次呈下降趋势。(3)Rickettsia对烟粉虱种群的雌雄比也有重要的影响,B~–C~+和B~–C~–处理组中烟粉虱种群雌性比显著小于B~+C~+和B~+C~–烟粉虱处理组。(4)Rickettsia可以影响烟粉虱成虫的寿命及繁殖力,Rickettsia阳性烟粉虱处理组成虫寿命及平均单雌产卵量显著高于阴性处理组。【结论】Rickettsia与烟粉虱共生以及Rickettsia在棉花植株中的存留对烟粉虱的发育、存活以及成虫雌性比、寿命和繁殖力都有有利影响,且Rickettsia与烟粉虱共生时对烟粉虱的影响力度要明显强于Rickettsia存留于棉花植株中时对烟粉虱产生的影响。     

营养对褐飞虱生长和繁殖信号通路的影响

【目的】昆虫感知外界营养状态,在体内营养信号通过许多信号通路进行传递,进而调控昆虫的生长和繁殖。本研究旨在为营养调控褐飞虱Nilaparvata lugens生长和繁殖的分子机制作出初步探索。【方法】在不同营养条件［100%浓度饲料(全纯人工饲料D-97, 对照)、50%浓度人工饲料和25%浓度人工饲料］下饲喂褐飞虱3龄第2天若虫至成虫,统计体重、发育历期、存活率和每卵巢成熟卵量;利用荧光定量PCR检测羽化后第2天褐飞虱成虫不同组织(卵巢、脂肪体和其他组织)中IIS, TOR以及AMPK信号通路相关基因(InR1, InR2, AKT, FoxO, TOR, S6K, 4EBP, AMPKα,AMPKβ和AMPKγ)的表达量;利用Western blot方法检测羽化后第6天褐飞虱成虫卵巢和其他组织中Akt, FoxO和AMPK蛋白磷酸化水平;同时检测羽化后第6天褐飞虱成虫不同组织中的ROS水平以及不同龄期褐飞虱体内保幼激素(juvenile hormone, JH)和蜕皮激素(20-hydroxyecdysone, 20E)滴度。【结果】与饲喂100%浓度人工饲料的对照相比,用低浓度人工饲料饲喂褐飞虱至成虫导致5龄第2天至成虫体重显著降低,从3龄第2天若虫至成虫发育历期缩短,死亡率提高,每卵巢成熟卵量显著降低。取食低浓度人工饲料后,羽化后第2天成虫IIS, TOR以及AMPK信号通路相关基因InR2, TOR, 4EBP, AMPKα在卵巢、脂肪体和其他组织中, AKT, S6K和AMPKγ在脂肪体和其他组织中,以及InR1, FoxO和AMPKβ在其他组织中表达量较对照均显著下降,但卵巢中InR1, AKT, FoxO和AMPKγ的表达量相对稳定;羽化后第6天成虫卵巢和其他组织中AKT, FoxO以及AMPK的磷酸化水平显著增加。随着人工饲料饲喂浓度的降低,羽化后第6天褐飞虱成虫不同组织中的ROS水平显著增加。不同营养条件下褐飞虱4龄第2天若虫体内JH滴度无显著差异,低营养条件下5龄第2天若虫体内JH滴度较对照显著降低,而在羽化后第2天成虫体内JH滴度则较对照显著增加;低营养条件导致褐飞虱若虫以及成虫体内20E滴度均显著增加。【结论】褐飞虱在面临营养缺失的情况下,营养信号传导通路(IIS, TOR以及APMK通路)的关键基因表达均下降,而ROS水平显著上升,通过调节AKT, FoxO以及AMPK的磷酸化水平,进而影响JH以及20E的生物合成。     

盐土生古菌属（Haloterrigena）分类研究进展

盐土生古菌属(Haloterrigena)是一类生长在含有1.7～5.5 mol/L NaCl、17～60℃温度范围内的极端嗜盐古菌。自该属1999年被建立以来,目前已有10个种被有效发表。但是在基于16S rRNA或rpoB'基因的系统进化树上,盐土生古菌属物种常与碱线菌属(Natrinema)和嗜盐碱红菌属(Natronorubrum)的成员交叉聚类在一起;而且盐土生古菌属内各成员间的特征也不尽相同,如多数盐土生古菌属菌株生长pH范围6.0～9.0,最适pH 7.0～7.5,然而大庆盐土生古菌(Haloterrigena daqingensis)为该属的唯一嗜碱成员,生长pH在8.0～10.5,最适为pH 10.0;在化学分类特征方面,该属的多数菌株含有糖脂类型为双硫化二糖基二醚(disulfated diglycosyl diether,S2-DGD-1),然而伊斯帕尼亚盐土生古菌(Haloterrigena hispanica)菌株FP1含有S-DGD硫酸化二糖基二醚(sulfated diglycosyl diether)。鉴于该属存在的这些特殊特征,以及与碱线菌属和嗜盐碱红菌属在系统进化上的特殊关系,结合前期发表的该属的新种和相关文献资料,系统综述了盐土生古菌属的建立、分类学特征、生态分布、基因组信息等方面的研究进展,以期为盐土生古菌属已知种分类地位的确定、该属其他新分离菌株的分类鉴定、功能基因资源的挖掘与开发提供借鉴。     

抗虫和感虫大豆混播对产量及害虫种群发生和昆虫群落多样性影响

[目的]利用大豆高抗虫和高感虫品种混播,明确有效控害保产的最优比例,以实现大豆生产中有效的害虫生态防控和提高大豆产量.[方法]本研究选取高抗(Lamar;R)和与高感(JLNMH;S)斜纹夜蛾Spodoptera litura的大豆品种,进行不同比例的种子混播种植(即R、S单作,90％R和10％S(9R1S)、80％R和20％S(8R2S)、70％R和30％S(7R3S)、50％R和50％S(5R5S)混播),探究对大豆产量和主要害虫种群发生及昆虫群落多样性的影响.[结果]不同比例混播处理间斜纹夜蛾和筛豆龟蝽Megacopta cribraria的百株虫量无显著差异,但均显著低于S单作.混播处理8R2S和9R 1S以及R单作下昆虫群落多样性指数(H)和均匀度指数(E)显著高于其他试验处理,而优势度指数(C)显著低于其他试验处理.此外,昆虫群落丰富度指数(D)随着高感虫大豆混播比例的增加而降低;其中,混播处理8R2S和9R1S,以及R单作都显著高于S单作.对于大豆产量,混播处理显著影响大豆百株籽粒重,但对千粒重的影响不明显.其中,R单作和9R1S混播方式下大豆百株籽粒重最高,且有随着高抗虫品种(R)混播比例的增加而提高的趋势.[结论]高抗虫和高感虫品种混播可有效降低大豆主要害虫发生,且R混播比例≥80％能有效提高昆虫群落多样性、均匀度和丰富度,并对大豆产量提高有利.大豆生产中,建议采用80％以上的高抗虫品种与高感虫品种混播以实现大豆控害保产的生态防控效果.     

蓝光对保护地蔬菜烟粉虱的控制作用

[目的]研究蓝光开灯时段、蓝光光强对烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius)的驱避作用,以及蓝光照射对保护地辣椒和黄瓜上烟粉虱的控制作用,为利用驱虫灯实施对蔬菜烟粉虱的绿色防控提供科学依据.[方法]在蔬菜上用蓝光(波长为470 nm)照射,设置照射时间段17:00-18:00、18:00-19:00、19:00-20:00、20:00-21:00和21:00-22:005个处理、光照强度1、2、6、8、10、20、30、70、1501x9个处理,分别研究不同开灯时段和光强对烟粉虱的驱避作用,以不用蓝光处理为对照;分别在保护地黄瓜和辣椒上放置蓝色灯带,每天18:00-20:00开灯,每3d一次,分别调查黄瓜和辣椒上烟粉虱的虫量.[结果]18:00-19:00时间段蓝光照射对蔬菜烟粉虱的驱避作用最强,虫口减退率占试验总时段的50.94％;17:00-18:00次之,占22.29％;烟粉虱的虫口减退率与光照强度呈正相关(P＜0.05),其回归方程为)y=3.0297x+ 12.508 (R2=0.981).蓝光对保护地辣椒和黄瓜上烟粉虱有较好的驱避作用,辣椒上蓝光处理10d后烟粉虱的虫口减退率达到85.73％,上部叶片和中部叶片上虫口减退率之间没有显著差异(P＞0.05);蓝光处理黄瓜12d后烟粉虱的虫口减退率达90.33％,在光照的前期上部叶片的虫口减退率高于中部叶片,处理9d后上部叶片和中部叶片上虫口减退率之间没有显著差异(P＞0.05).[结论]蓝光对蔬菜烟粉虱具有较强的驱避作用,在18:00-19:00使用蓝光对保护地蔬菜上的烟粉虱的控制效果较好.     

烟粉虱内共生菌Rickettsia在植物体内的形态及动态变化

[目的]通过研究烟粉虱Bemisia tabaci取食传入植物体内的昆虫内共生菌种类,探明其在不同植物中的分布形态及时空动态.[方法]以B型烟粉虱、棉花、番茄、豇豆为实验材料,利用常规PCR检测烟粉虱取食后传入植物体内的共生菌种类;利用透射电镜(Transmission electron microscope,TEM)检测Rickettsia传入植物后的分布及形态;利用q-PCR技术检测豇豆叶片中Rickettsia含量的动态变化.[结果]B型烟粉虱体内含有原生共生菌P0rtiera、次生共生菌Ricfettsia,Hamiltonella和Hemipteriphilus,但只检测到Rickettsia可经烟粉虱传入棉花、番茄、豇豆植物体内,并可在植物体内存活、转移.在3种植物体内Rickettsia均分布于叶片韧皮部的筛管细胞中.烟粉虱、棉花、番茄组织内的Rickettsia形态基本一致,但豇豆中Rickettsia在形态上较小而钝圆.相同数量的烟粉虱取食,在豇豆体内最先检测到Rickettsia.随着烟粉虱取食时间的增加,豇豆体内的Rickettsia含量先增加后下降;而当无烟粉虱持续取食时,一定时间段内豇豆体内的Rickettsia先下降再小幅度上升,并可以在一定时间内保持不变.基于16S rDNA序列的系统发育分析表明,传入棉花、番茄、豇豆叶片中的Rickettsia与B型烟粉虱体内的Rickettsia高度同源.[结论]Rickettsia可经烟粉虱取食传入植物体内,分布并存活于韧皮部的筛管细胞中,并可在植物不同叶片之间转移;在不同植物宿主中,Rickettsia的形态会发生轻微变化;烟粉虱对Rickettsia的传播效率受到植物种类的影响.     

分离自安徽土壤金龟子绿僵菌种群的遗传异质性研究

金龟子绿僵菌是昆虫种群自然控制和害虫生物防治中重要的虫生真菌,已被作为化学农药的替代品广泛应用于农林害虫的防治。其寄主范围和地理分布极广,因此种群结构也十分复杂。为明确安徽省土栖金龟子绿僵菌的种群遗传结构,采用ISSR分子标记技术对采集自安徽省不同地区土壤中的116株金龟子绿僵菌进行遗传异质性分析。分子数据显示,筛选出的8个引物共获得79个位点,其中多态位点比率为100%。不同地区种群的Nei’s基因多样性(H)为0.2796,Shannon信息指数(I)为0.4425,种群间存在一定程度的基因流(Nm=4.4282)和遗传分化(Gst=0.1015),种群内的基因多样度占总居群的89.85%,种群间占10.15%,表明安徽土栖金龟子绿僵菌的遗传变异主要来源于种群内,且种群内表现出较大的遗传变异。并采用UPGMA对所有供试材料进行聚类分析,得到7大类种群。结果表明,安徽土栖金龟子绿僵菌之间的亲缘关系与地理来源不存在相关性。     

灰飞虱中IKK相关基因的鉴定及其在水稻条纹病毒侵染中的功能

【目的】本研究旨在鉴定灰飞虱Laodelphax striatellus中的IκB激酶(IκB kinase,IKK)相关基因,并调查其在灰飞虱抗病毒中的作用,以进一步深入理解传毒介体应对植物病毒的先天免疫机制。【方法】通过生物信息学鉴定了灰飞虱基因组中IKK相关基因;以无毒及水稻条纹病毒(rice stripe virus,RSV)侵染的灰飞虱为材料,利用RT-PCR方法检测IKK相关基因在无毒灰飞虱各个龄期(卵、1-5龄若虫、雄成虫和雌成虫)及成虫不同组织(肠道、唾液腺、血淋巴、脂肪体、卵巢和精巢)中的表达量;利用qRT-PCR方法检测无毒以及RSV侵染后的灰飞虱IKK相关基因在各个龄期及成虫不同组织中的表达量;通过对3龄若虫注射IKK基因dsRNA进行RNA干扰后,利用qRT-PCR检测带毒灰飞虱中表示病毒含量的RSV外壳蛋白(CP)基因转录水平。【结果】在灰飞虱基因组中鉴定到了两个IKK相关基因即IKKα(GenBank登录号:MK903504)和TANK结合激酶1(TANK-binding kinase1)基因TBK 1(GenBank登录号:MN124506)。IKKα开放阅读框长2379 bp,编码792个氨基酸;TBK 1开放阅读框长1551 bp,编码516个氨基酸。两个基因编码的蛋白都具有1个保守的丝氨酸/苏氨酸激酶结构域和1个泛素折叠结构域。RT-PCR结果表明,IKKα和TBK 1在无毒灰飞虱各个龄期及成虫不同组织中均有表达。qRT-PCR分析结果表明,IKKα和TBK 1在RSV侵染后的灰飞虱各个龄期及成虫不同组织中的表达水平与其在无毒灰飞虱中的表达量之间存在明显差异。进一步将RSV侵染后的灰飞虱3龄若虫中的IKKα和TBK 1干扰后,带毒灰飞虱中的RSV含量显著上升。【结论】本研究结果表明,NF-κB信号途径中的两个重要基因IKKα和TBK 1在灰飞虱中广泛表达,且在灰飞虱抵御RSV的侵入过程中可能具有重要功能。这些结果为今后进一步深入研究NF-κB免疫通路在灰飞虱抗病毒中的功能提供了丰富的基础信息。