小菜蛾对定虫隆的抗性生化机制初探

以定虫隆汰选的抗性指数为23.78倍抗性种群(CH-R),并以上海田间种群(SH-R,对定虫隆的抗性指数为9.16倍)作为参比种群,研究小菜蛾Plutella xylostlla(L.)对定虫隆的抗性机制,结果表明：CH—R种群多功能氧化酶O-脱甲基活力比相对敏感种群(SZ-S)提高1倍,而SH-R种群多功能氧化酶O-脱甲基活力虽有所提高,但与SZ-S种群相比差异并不显著;CH-R和SH-R种群羧酸酯酶比活力均明显高于Sz-S种群,分别为SZ-S种群的4.61和2.18倍,且CH-R种群的Km仅为SZ-S种群的1/20;酸性磷酸酯酶和碱性磷酸酯酶比活力种群间无明显差异;CH-R种群的几丁质酶活力降低48%,酚氧化酶活力降低60%。说明小菜蛾对定虫隆的抗性机制具有多因子性,多功能氧化酶解毒代谢能力的提高可能是主导抗性机制之一,羧酸酯酶、几丁质酶和酚氧化酶也参与了小菜蛾对定虫隆的抗性。     

Triterpenoid saponins with antifeedant activities from stem bark of Catunaregam spinosa (Rubiaceae) against Plutella xylostella (Plutellidae)

Seven triterpenoid saponins, including four new compounds, catunarosides A–D (1–4), and three known compounds, swartziatrioside (5), aralia-saponin V (6), araliasaponin IV (7) were isolated from the stem bark of Catunaregam spinosa, a Chinese mangrove associate. Their structures were elucidated on the basis of their spectral data and hydrolysis experiments. The antifeedant activities of compounds 1–7 against Plutella xylostella were also evaluated.     

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。     

小菜蛾羧酸酯酶基因的克隆及其序列分析

利用CODEHOP设计简并引物,通过反转录多聚酶链式反应(RTPCR)克隆小菜蛾Plutellaxylostella抗性种群中抗性相关的羧酸酯酶基因,随机挑取测序5个阳性克隆进行测序,测序结果经过blastx比较,发现所获得的大约420bp的基因片断均为羧酸酯酶基因,与双翅目昆虫蚊子的氨基酸序列同源性达85%以上 。     

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。     

不同地理种群小菜蛾的遗传多样性分析

采用水平切片淀粉凝胶电泳方法,分析了北京、河北、云南和武汉4个不同地理种群的小菜蛾的等位酶,得到了3个酶系统（甘油醛磷酸脱氢酶（GPD）、苹果酸酶（ME）和苹果酸脱氢酶（MDH-1,MDH-2和MDH-3）5个基因位点的资料。用Biosys2.0软件计算了不同地理种群的遗传变异指标（N、A、P、H0和He）,结果表明小菜蛾各种群内的基因多样性大于各种种群间的基因多样性（约15倍）,武汉种群小菜蛾的遗传性最大。并计算了遗传距离D和相似性系数,并由此得出聚类图,分析了小菜蛾不同地理种群间的遗传关系。     

湖南不同地区小菜蛾对药剂敏感性比较

采用浸叶法在室内测定了湖南长沙和怀化地区小菜蛾Plutella xylostella(L.)田间种群对10种药剂的敏感性。结果表明:湖南长沙和怀化地区田间小菜蛾除对丁醚脲和BT制剂仍处于敏感(抗性倍数<3)状态外,对其它8种药剂产生了不同程度的抗药性,其中以长沙地区小菜蛾田间种群对高效氯氰菊酯抗性倍数最高(抗性倍数为33.58)。长沙和怀化种群对药剂的相对毒力倍数以巴丹最低(1.20)而以多杀菌素最高(2.59)。     

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。     

小菜蛾烟碱型乙酰胆碱受体α亚基cDNA的克隆、序列分析与不同发育阶段表达分析

烟碱型乙酰胆碱受体(nAChR)介导昆虫中枢神经系统中胆碱能突触兴奋性神经递质的快速传递,也是新烟碱类杀虫剂和多杀菌素的作用靶标。本研究利用RT-PCR和RACE技术,克隆了小菜蛾Plutella xylostella nAChR α亚基的一个新基因(Pxα8)的全长cDNA(GenBank登录号为EU914853)。Pxα8的cDNA序列全长1 744 bp,开放阅读框为1 602 bp,编码534个氨基酸,具有nAChR α亚基的典型特征,与其他昆虫nAChR α8亚基具有77%～96%的相似性,与果蝇nAChR β2亚基具有76%的相似性。Pxα8的开放阅读框存在单核苷酸多态性位点,导致多个位点氨基酸的替换。雌性4龄幼虫的多态性位点多于雄性4龄幼虫,而且雌、雄4龄幼虫的多态性位点均不相同。半定量RT-PCR研究结果表明,Pxα8 mRNA在成虫期表达量高于蛹期和4龄幼虫期。本研究结果为进一步研究小菜蛾nAChR 亚基的多样性和对多杀菌素的靶标抗性机制提供重要基础。     

Plant defense in response to chewing insects: proteome analysis of Arabidopsis thaliana damaged by Plutella xylostella

The interactions between Arabidopsis thaliana and Plutella xylostella have been considered as a model system to unravel the responses of plants to herbivorous insects. Here, we use a 2-DE proteome approach to detect protein expression changes in the leaves of Arabidopsis plants exposed to P. xylostella larval infestation at 27°C within 8?h. Approximately 450 protein spots were reproducibly detected on gels. Of these, comparing healthy and infested leaves, we identified 18 differentially expressed protein spots. Thirteen proteins were successfully identified by MALDI-TOF/MS and LC-ESI-MS/MS. Functional classification analysis indicated that the differentially identified proteins were associated with amino acid, carbohydrate, energy, lipid metabolism, and photosynthesis. In addition, their relative abundances were assessed according to larval pest feeding on Arabidopsis leaves. These data provide valuable new insights for further works in plant-biotic and environmental stress interaction.