高原春油菜田小菜蛾种群动态和抗药性的监测

【目的】为了准确掌握典型春油菜种植区小菜蛾Plutella xylostella(L.)种群变化动态和抗药性现状。【方法】诱捕法调查了青海高原小菜蛾成虫发生动态、室内用浸渍法测定了小菜蛾田间种群的抗性倍数,并进行了田间药效试验。【结果】青海省小菜蛾一般一年发生3代,但2 500 m以上的地区第3代成虫数量较第1代、第2代明显下降。在我省高原春油菜区,每日20:00至次日晨4:00是小菜蛾成虫发生主要的时间段。小菜蛾在青海省不能越冬。湟中点小菜蛾对溴虫腈产生低水平抗性;对多杀菌素、丁醚脲产生中等抗性水平;对Bt、高效氯氰菊酯、茚虫威产生高水平的抗性;对阿维菌素、啶虫隆、氯虫苯甲酰胺产生极高水平抗性。互助点小菜蛾对溴虫腈、丁醚脲产生低水平抗性;对多杀菌素、啶虫隆产生中等抗性水平;对Bt、氯虫苯甲酰胺、茚虫威产生高水平抗性;对阿维菌素产生极高水平抗性。小菜蛾的抗性监测结果与田间药效结果基本一致,溴虫腈的抗性倍数最低,田间防治效果好于其他参试药剂。【结论】青海省小菜蛾年发生代数较少,且不能越冬。春油菜田小菜蛾已对大部分农药产生了抗药性。     

小菜蛾触角结合蛋白PxylOBP31的鉴定与结合特性分析

【目的】触角结合蛋白(antennal binding proteins,ABPs)为昆虫气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)家族的一个亚类,是昆虫识别和响应外界环境中气味信号的载体之一,对昆虫的生存和繁衍有着重要的意义。明确触角结合蛋白在小菜蛾Plutella xylostella(L.)嗅觉识别中的作用,有助于揭示小菜蛾嗅觉识别分子机制。【方法】利用PCR技术克隆小菜蛾的一个触角结合蛋白基因;采用实时荧光定量PCR技术对该基因在小菜蛾不同发育阶段和成虫不同组织中的表达量进行分析;利用荧光竞争结合实验测试该触角结合蛋白与39种配基化合物的结合特性。【结果】成功克隆了一个小菜蛾触角结合蛋白基因,命名为Pxyl OBP31(Gen Bank登录号:KT156676)。序列分析结果显示,其开放阅读框全长411 bp,编码136个氨基酸,N端自起始位置开始21个氨基酸为信号肽,含有气味结合蛋白家族的6个保守半胱氨酸残基,预测分子量为14.74 k D,等电点为4.41。表达谱分析表明,Pxyl OBP31主要在雄蛾中表达,且交配后的雄蛾中表达量明显降低;该基因在小菜蛾触角中有较高表达,在雄蛾触角中的表达量比雌蛾触角中高近2倍。结合特性实验结果显示,Pxyl OBP31与醛、酮、萜品油烯以及邻苯二甲酸二异丁酯等物质的结合能力较强,与3种性信息素及其他烯烃与酯类结合能力弱。【结论】本研究明确了Pxyl OBP31的核苷酸序列以及发育和组织表达谱。根据qRT-PCR和荧光竞争结合实验结果,推测Pxyl OBP31蛋白可能与小菜蛾觅偶、定位寄主植物等行为有关。     

杀虫剂轮用和混用对害虫种群抗性演化的影响

杀虫剂轮用和混用是当前害虫抗药性治理中最常采用的两种用药策略。该文用抗性模型和室内试验对轮用和混用延缓害虫抗性演化的效果及轮用最佳间隔期问题作了研究。模型模拟结果表明,在延缓害虫抗性演化方面轮用和混用对抗性演化的影响主要取决于杀虫剂作用强度、抗性基因型个体的适合度大小和杀虫剂混用后的毒理效应类型。两种杀虫剂轮用时,轮用间隔期以1(即两种杀虫剂隔次施用)为佳。以模型昆虫小菜蛾Plutella xylostella在室内试验结果表明,氰戊菊酯单用(I)及与杀虫单轮用(II)和混用(1∶1)(III)连续处理8代后,抗性个体频率为0.01的小菜蛾种群其3龄幼虫对氰戊菊酯的抗性分别上升了75.87(I)、28.67(II)和58.72(III)倍,与模型模拟结果表现出较好的一致性。据此,作者认为抗性模型可用于预测害虫抗性演化和评价抗性治理策略。     

球孢白僵菌对四种十字花科蔬菜害虫的兼控潜力评价

研究了分离自小猿叶甲的一株球孢白僵菌(Beauveria bassiana(SCAU-BB01D))对十字花科蔬菜4种非目标害虫烟粉虱Bemisia tabaci、小菜蛾Plutella xylostella、黄曲条跳甲Phyllotreta striolata和菜缢管蚜Lipaphis erysimi的致病能力。结果表明,在实验室条件下,该菌株对以上4种害虫均有不同程度的侵染力。1×108孢子/mL的白僵菌悬浮液对1,2,3,4龄烟粉虱若虫的侵染率分别为84.88,86.81,55.94和38.78%;对小菜蛾2,3和4龄幼虫的侵染率为67,59和44%;对黄曲条跳甲幼虫和成虫分别为63%和60%;对菜缢管蚜成蚜和若蚜的侵染率分别为44%和35%。通过机率值分析,得出该菌株对烟粉虱1~4龄若虫的LT50分别为4.14,3.78,6.24和7.59 d;对小菜蛾2~4龄幼虫的LT50分别为7.29,8.16和9.82d;对黄曲条跳甲成虫和幼虫的LT50分别为11.22和8.11 d;对菜缢管蚜成蚜和若蚜的LT50分别为11.01和12.15 d。说明该球孢白僵菌菌株对烟粉虱、小菜蛾和黄曲条跳甲3种非目标害虫具有一定的兼控作用,在蔬菜害虫的生物防治中具一定的应用潜力。     

菜蛾盘绒茧蜂主要寄生因子导致的寄主小菜蛾幼虫脂肪体结构的变化

在不同的寄生状态下,菜蛾盘绒茧蜂Cotesia plutellae不同的寄生因子可引起寄主小菜蛾Plutella xylostella幼虫脂肪体结构发生相应的改变。显微和亚显微形态结构显示： 假寄生后多分DNA病毒和毒液对脂肪体结构的完整性没有显著影响,但细胞内脂质体变得小而密集,线粒体和内质网丰富,并有糖原积累; 正常寄生后,脂肪体结构被破坏,多数线粒体内嵴紊乱,脂质体也变得不规则,特别是当幼蜂完成在寄主体内发育时,寄主体内几乎无完整脂肪体存在。与此同时,同批未被寄生的小菜蛾幼虫发育到4龄末期时,体内脂肪体细胞发育正常,已开始向蛹期细胞形态转化,细胞内脂质体很大,细胞器数量较多、糖原积累丰富, 而且部分细胞已成为游离态细胞。由此证明,寄生蜂携带的寄生因子,如多分DNA病毒、毒液、畸形细胞和幼蜂等,均对寄主脂肪体结构的改变产生影响,但程度明显不同。     

寄主龄期、过寄生和寄主饥饿处理对菜蛾盘绒茧蜂幼蜂及畸形细胞发育的影响

过寄生、寄生时寄主龄期和寄生后寄主饥饿处理影响菜蛾盘绒茧蜂Cotesia plutellae（Kurdj.）幼蜂及畸形细胞的发育。显微解剖和观察表明,4龄小菜蛾Plutella xylostella L.幼虫被寄生后,其体内菜蛾盘绒茧蜂幼蜂发育不整齐、假寄生比例增高。过寄生后,每头被寄生的寄主血腔中畸形细胞数量明显增多,但直径变小;随着过寄生程度的加剧,幼蜂发育严重受阻。寄主营养显著影响体内幼蜂及畸形细胞的发育,被寄生的小菜蛾经饥饿处理62 h后,体内畸形细胞的数量、活性明显降低,与此同时,幼蜂的发育也受到明显抑制,寄主发育与寄生蜂和畸形细胞的发育呈正相关性。由此可见,寄主不同龄期、过寄生及寄主营养状况均对寄主体内幼蜂和畸形细胞发育产生影响。     

辣椒碱对小菜蛾的驱避活性及其体内谷胱甘肽-S-转移酶和Na+，K+-ATP酶活性的影响

采用常规生测方法和酶活力测定方法,初步研究了辣椒碱对小菜蛾Plutella xylostella L.的产卵忌避和拒食作用,及其对小菜蛾体内谷胱甘肽-S-转移酶、Na⁺,K⁺-ATP酶活性的影响,以期阐明辣椒碱对害虫的作用机制。结果表明,辣椒碱对小菜蛾表现出较强的产卵忌避活性和拒食活性。在6.25×10⁴ mg/L浓度下,处理24 h辣椒碱对小菜蛾的非选择性产卵忌避率达96.55%,选择性产卵忌避率为84.30%;在相同浓度下,处理48 h辣椒碱对小菜蛾的非选择性拒食率达81.47%,选择性拒食率为69.69%。 另外,经1.25×10⁵ mg/L辣椒碱不同时间处理后,小菜蛾体内的谷胱甘肽-S-转移酶酶活力和Na⁺,K⁺-ATP酶活力与对照相比均产生了波动,处理18 h时小菜蛾体内GSTs活力最高,为152.01 U·mg^-1pro·min^-1,处理1 h时小菜蛾体内Na⁺,K⁺-ATP酶活力最高,为19.99 U·mg^-1pro·min^-1。结果说明辣椒碱能够影响小菜蛾产卵和取食行为,并且对其体内的酶系也产生了影响。     

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。     

小菜蛾热休克蛋白基因的鉴定及其表达模式分析

热休克蛋白(heat shock protein, HSP)在昆虫应对外界胁迫刺激时起着重要作用。为了系统研究小菜蛾Plutella xylostella HSP基因家族, 根据家蚕的HSP蛋白序列, 采用本地Blast程序对小菜蛾全基因组数据库进行同源序列检索, 从小菜蛾基因组数据库中鉴定了25个HSP基因, 包括2个HSP90、 8个HSP70和15个sHSP（small heat shock protein, sHSP）基因。小菜蛾、 家蚕Bombyx mori、 黑腹果蝇Drosophila melanogaster和赤拟谷盗Tribolium castaneum的HSP系统进化分析显示, 昆虫的小分子量热休克蛋白sHSP具有很强的种属特异性, HSP70家族的保守性比sHSP强。小菜蛾HSP基因表达模式分析显示, 与敏感品系对比, 抗性品系（抗毒死蜱和抗氟虫氰品系）中HSP基因具有不同的表达模式。小菜蛾1, 2和3龄幼虫HSP基因表达模式较为接近, 而与4龄幼虫中的表达模式相差较大; 4龄幼虫和蛹中的表达模式相近; 雌成虫和雄成虫中的表达模式显著不同, 与果蝇精子形成有关的两个热休克蛋白HSP23和HSP27基因［分别为CCG003980.1 (Px23.5)和CCG005412.2 (Px27.5)］, 在小菜蛾雄成虫中的表达量显著高于雌成虫。研究结果表明小菜蛾HSP基因不仅在杀虫剂抗性、 发育分化, 甚至在生殖上均可能起着重要的作用。本研究为深入研究小菜蛾HSP与生长发育、 抗逆行为的相互关系奠定了基础。