水稻施用硅肥对稻纵卷叶螟幼虫保护酶和解毒酶活性的影响

【目的】研究施硅水稻对稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis(Guenée)幼虫保护酶(过氧化氢酶CAT、过氧化物酶POD、超氧化物歧化酶SOD)和解毒酶(谷胱甘肽-S-转移酶GST、乙酰胆碱酯酶ACh E)活性的影响,为探明硅增强水稻抗稻纵卷叶螟的机理和稻纵卷叶螟的综合治理提供依据。【方法】采用感虫水稻品种TN1,设置2种施硅水平,即0.32 g Si/kg土壤(Si+)和不施硅(Si-),测定取食水稻24、48、72、96 h后3龄幼虫体内CAT、POD、SOD、GST、ACh E活性的动态变化。【结果】幼虫取食Si+水稻前期(24~48 h),CAT、POD、SOD活性呈上升趋势,并在48 h时达到最高值;取食后期(48~96 h),CAT、POD、SOD活性下降并在96 h时显著低于Si-处理。在Si-处理中,幼虫CAT和POD活性"先降低、再升高",SOD活性呈一直增大的趋势。取食Si+水稻幼虫GST活性始终显著高于Si-处理,而ACh E活性均低于Si-水稻,并在72 h和96 h时显著低于Si-水稻。处理间幼虫存活率存在显著差异,Si+水稻上1龄和3龄幼虫的存活率显著低于Si-水稻。这些结果说明,硅处理可能使稻纵卷叶螟幼虫产生应激反应引起保护酶活性在短时间内增大,但取食一段时间后保护酶活性下降。ACh E活性受到抑制,会引起昆虫神经传导的异常反应,造成昆虫死亡。【结论】硅可能通过参与植物的生理代谢过程,诱导植物增加次生代谢物的合成和积累,引起稻纵卷叶螟保护酶和解毒酶的活性变化,可能会影响稻纵卷叶螟的存活。     

稻纵卷叶螟肠道细菌群落结构与多样性分析

【目的】为明确水稻主要害虫稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis(Guenée)幼虫肠道细菌的群落结构和多样性。【方法】利用Illumina Mi Seq技术对稻纵卷叶螟4龄幼虫肠道细菌的16S r DNA V3-V4变异区序列进行测序,应用USEARCH和QIIME软件整理和统计样品序列数和操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)数量,分析4龄幼虫肠道细菌的物种组成、丰度和多样性。【结果】稻纵卷叶螟4个数量不同的4龄幼虫样本(1,2,3和5头)共得165 386条reads,在97%相似度下可将其聚类为604个OTUs。总共注释到22个门,43个纲,82个目,142个科,204个属,244个种。其中在门水平上,主要优势菌为变形菌门(Proteobacteria)(相对丰度26%~34%)和放线菌门(Actinobacteria)(23%~32%);在纲水平上,主要优势菌为放线菌纲(Actinobacteria)(相对丰度23%~32%)、酸杆菌纲(Acidobacteria)(9%~11%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)(10%~13%)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)(6%~8%)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)(6%~12%);在科水平上,共有优势菌为类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)、丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)、黄单胞菌科(Xanthomonadaceae)、鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)和芽单胞菌科(Gemmatimonadaceae)等。在属水平上,4个样本前5位优势属中,类诺卡氏属Nocardioides和鞘脂单胞菌Sphingomonas为共有优势属。稻纵卷叶螟肠道细菌Simpson指数、Shannon指数、Ace指数和Chao指数分别为0.16~0.65,0.94~3.22,212~488和210~490。【结论】稻纵卷叶螟幼虫肠道细菌多样性比较丰富,个体间微生物群落结构和多样性有差异。不同数量样本数据与总体数据有助于综合反映稻纵卷叶螟种群肠道微生物状况。本研究结果为进一步研究稻纵卷叶螟肠道微生物的功能及其在防治中的应用奠定了基础。     

稻纵卷叶螟海藻糖酶基因的克隆、分子特性和表达分析

【目的】海藻糖酶(trehalase,Tre)是昆虫体内海藻糖代谢的一个关键酶,包括可溶型(Tre1)和膜结合型(Tre2)两种类型,在昆虫发育和能量调节中具有重要作用。本研究旨在克隆稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis海藻糖酶基因(Cm Tre),解析其在稻纵卷叶螟不同发育阶段和不同组织中的表达模式,分析该基因及酶蛋白的分子特征。【方法】通过稻纵卷叶螟转录组数据结合RACE技术,克隆稻纵卷叶螟Cm Tre的全长c DNA序列,并对该基因进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR(RT-q PCR)解析Cm Tre在稻纵卷叶螟不同发育阶段及成虫不同组织部位的m RNA表达模式。【结果】获得两种类型的稻纵卷叶螟Cm Tre基因,即可溶型海藻糖酶基因Cm Tre1和膜结合型海藻糖酶基因Cm Tre2。Cm Tre1的全长c DNA长度为2 364 bp,开放阅读框长1 704 bp,编码567个氨基酸;Cm Tre2的全长c DNA长度为2 079 bp,开放阅读框长1 923 bp,编码640个氨基酸。生物信息学分析表明,Cm Tre前端有一个信号肽,Cm Tre1无跨膜结构,Cm Tre2有一个跨膜结构。同源性和聚类分析表明,Cm Tre1和Cm Tre2的氨基酸序列与竹蠹螟Omphisa fuscidentalis海藻糖酶Tre1和Tre2氨基酸序列的一致性最高,分别为74%和79%。同源建模预测结果显示,Cm Tre1的三维分子结构包含19个α螺旋和2个β折叠片;Cm Tre2的三维分子结构含有23个α螺旋,没有β折叠片。RT-q PCR结果显示,Cm Tre在稻纵卷叶螟整个发育历期都有表达,在成虫期表达水平最高,在整个幼虫期都有相对稳定的表达;Cm Tre1在蛹期表达水平最低,Cm Tre2在5龄幼虫时期表达水平最低。Cm Tre在所检测的成虫组织(中肠、体壁、马氏管、头、卵巢、脂肪体、肌肉和精巢)中均有表达;Cm Tre1在中肠和体壁中的表达水平较高,Cm Tre2在肌肉和中肠中的表达水平较高。【结论】本研究克隆了稻纵卷叶螟两种类型的海藻糖酶基因,分析了其基因特征和表达模式。研究结果为阐明海藻糖酶基因的功能进而以海藻糖酶基因为靶标防治害虫奠定了基础。     

基于ISSR分子标记技术的稻水象甲遗传多样性研究

稻水象甲Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel是一种世界性的水稻害虫,已侵入我国23个省市区,发生面积近千万亩。为弄清我国不同地区稻水象甲的遗传多样性水平、居群间的遗传分化及可能的扩散路线,本研究采用ISSR分子标记技术分析了我国13个省28个地区稻水象甲样本的遗传多样性。利用15条ISSR引物共扩增得到258条带,其中247条为多态性条带。在物种水平上,稻水象甲的多态位点百分率(PPB)为95.73%,Nei's基因多样性(H)为0.3578,Shannon信息多样性指数(I)为0.5330;在居群水平上,以上3项指标的平均值分别为46.28%、0.1768、0.2620。Nei's基因分化系数Gst为0.5059,表明有50.59%的遗传变异存在于居群间,49.41%的遗传变异存在于居群内,居群间表现出较高水平的遗传分化。通过UPGMA聚类可将稻水象甲28个居群分成2大支系:安徽池州、安徽合肥、云南嵩明、云南曲靖、江西南昌、四川盐亭、辽宁盘锦、辽宁东港、山西太原、山东东营、天津蓟县、陕西城固、河北唐山、云南寻甸等14个居群聚成第一个分支;贵州、贵州开阳、贵州龙里、贵州贵阳、贵州修文、四川隆昌、四川泸州、湖北武当山、湖北荆门、湖北利川、湖南宁乡、湖南双峰、湖南邵阳、天津宝坻等聚成第二个分支。     

一种适合稻水象甲双向电泳的蛋白质提取方法

【背景】蛋白样品制备是2-DE蛋白组学研究的关键步骤,无杂质、高纯度的蛋白样品是获得良好的2-DE结果的基础。选择合适于昆虫蛋白组学研究的常规蛋白提取方法是2-DE研究的前提。【方法】通过饱和酚法和TCA-丙酮法提取稻水象甲成虫总蛋白,比较2种方法的优缺点,以回避昆虫组织蛋白提取时可能出现的问题。【结果】TCA-丙酮法的蛋白质产率(14.55μg·mg-1)显著高于饱和酚法(9.30μg·mg-1),2种方法获得的SDS-PAGE条带结果相近,且高丰度表达蛋白在TCA-丙酮中更高表达;饱和酚的2-DE图谱蛋白点清晰,TCA-丙酮法2-DE图谱蛋白点规则但背景模糊,出现多条横纹。【结论与意义】饱和酚法适合稻水象甲成虫蛋白组学的研究。这2种方法也能适用于其他昆虫,但不同的昆虫体内有不同的干扰组分来干扰蛋白质的提取,所以获得的蛋白纯度及提取得率可能并不一样。试验结果说明了2种蛋白提取方法对2-DE研究的影响,并为稻水象甲成虫的蛋白组学研究提供了一定的参考依据。     

水稻基因文库的构建

本文以λ系列EMBL4DNA作载体,在国内条件下建成了水稻(Oryza sativa)“Mudgo”褐稻虱抗性品种(λMBL4／OSM(Bam-Sau3A)]和“南粳15”水稻白叶枯病抗性品种[λ—EMBL4/OSNG15(Bam-Sau3A]的两个基因文库。所得重组子值分别为1．6×10⁶pfu和9．6×10⁶pfu,均超过了建库要求的理论值。     

黄杆菌属的一个新种

自水稻根际分离得到M Sm-1612和St-Sm-9021号的两株细菌,其细胞为革兰氏阴性,杆状,以周生鞭毛运动,有荚膜,细胞内有异染粒和聚卢‘羟基丁酸盐的颗粒。产生β-葫萝卜素类的色素,在土豆块培养基上黄色素更明显。氧化性菌,好氧生长,氧化酶阴性。不液化明胶,石蕊牛奶胨化、还原和凝固。在12—37℃中生长,最适生长温度为30℃。用乙炔还原法测定有固氮酶活性。DNA中G+C含量为63．4一63．66克分子％。经鉴定认为这两株菌应属于黄杆菌属的一个新种。定名为稻黄杆菌(Flavobacterium oryzae sp. Nov. Zhou et Wang)。     

稻胚中几种植物凝集素的内源受体

用4种不同的植物凝集素制成亲和吸附剂从成熟的稻胚中分离相应内源受体,发现“双丰1号”成熟稻胚中不合与麦胚凝集素(WGA)结合的物质,但含有少量与自身凝集素(S-RGL)和“寒丰”稻胚凝集素(K-RGL)结合的物质(0.1～0.2 mg/g胚),并含有较大量的与伴刀豆球蛋白(conA)结合的物质(1.0～1.5 mg/g胚)。用凝胶电泳分析受体组成,在低pH-不连续PAGE图谱中,conA受体有2条带,S-KGL和H-RGL受体均只有1条迁移率相同的带。SDS-IPAGE图谱显示,conA受体有7条多肽,S-RGL和H-RGL受体具有迁移率相同的8条多肽。说明两种受体的分子性质相同。     

江苏櫓稻核型的初步分析

本文研究了江苏穭稻——一种草型栽培稻(Orysa sativa L.)的核型与染色体带型。结果表明,穭稻的核型有6对中位染色体(K_1,K_3,K_6,K,K(?)和K_(11)),4对亚中位染色体(K_2,K(?)K_0和K(?)),1对亚端位染色体(K_4)和1对随体染色体(K_(10)),在K_3染色体的长臂上有一次缢痕。Giemsa分带处理表明,穭稻染色体带型比较丰富,各条染色体的带型特征明显。本文还讨论了江苏穭稻与普通野生稻和栽培稻在核型及染色体带型上的异同。