Stage-dependent plasticity in biomass allocation and allometry in response to population density in Abutilon theophrasti: a step forward to understanding the nature of phenotypic plasticity

Plant Ecology - How plants respond to density via modular plasticity is obscure, probably because relevant studies using covariance analysis (ANCOVA) and allometric analysis rarely focus on...     

土壤氮磷添加下豆科草本植物生物固氮与磷获取策略的权衡机制

豆科草本植物固氮是陆地生态系统重要的自然氮输入方式, 影响着草地生产的经济性和可持续性。为探讨氮磷交互作用影响豆科草本植物生物固氮率的潜在生理生态机制, 该研究选取8种豆科草本植物分别种植在对照、氮肥添加、磷肥添加和氮磷耦合添加处理的土壤中, 进行野外盆栽实验。测定了初花期植物生物量和营养含量、根部碳水化合物含量、根际pH、根际柠檬酸含量、根际有效磷含量、植物根瘤生物量、磷含量及其生物固氮率。主要结果: 依赖于豆科物种, 氮添加显著促进了豆科草本植物根际磷的活化, 降低了根生物量分配以及根系非结构性碳水化合物含量。在两种磷添加处理下, 氮添加导致8种豆科草本植物根瘤生物量平均下降27%-36%, 生物固氮率平均下降20%-33%。磷添加降低了根际的磷活化, 但促进了豆科草本植物根系发育和非结构性碳水化合物的积累。在施氮和不施氮条件下, 磷添加分别使8种豆科草本植物的生物固氮率提高了45%-69%和0-47%。氮添加降低豆科草本植物生物固氮率, 其原因是氮添加提高了植物磷需求, 为活化更多磷, 豆科草本植物降低根系生物量和根系非结构性碳水化合物的含量, 导致根瘤发育受到限制。在氮添加的同时进行磷添加, 能够改善土壤氮磷平衡, 促进根系生长和非结构性碳水化合物积累, 缓解了增氮对生物固氮的抑制作用。     

昆虫几丁质酶基因家族功能研究进展

昆虫几丁质酶的研究历史很长,研究内容也非常广泛;但仅局限于传统的方法研究某个昆虫单个基因的功能及应用。近年来,随着生物信息学和RNAi技术在生命科学研究工作中的广泛应用,在昆虫几丁质酶的研究方面也取得了较大进展。本文主要以生物信息学在几丁质酶家族基因鉴定和分类研究过程中的应用,以及利用RNAi技术分析几丁质酶不同家族成员在赤拟谷盗和褐飞虱两种昆虫生长发育中的功能比较分析,对全面认识昆虫几丁质酶基因家族功能和作用机理,并利用几丁质酶基因防治害虫奠定良好的基础。     

海藻糖酶基因TRE2-like和TRE2在异色瓢虫羽化过程中的表达与功能

【目的】异色瓢虫Harmonia axyridis是一种重要的捕食性天敌昆虫,海藻糖在异色瓢虫的变态发育、羽化等整个生命过程都起着重要的作用。本研究以前期获得的类似膜结合型海藻糖酶(TRE2-like)与膜结合型海藻糖酶(TRE2)基因为基础,探讨在异色瓢虫羽化阶段这两个海藻糖酶的潜在功能,为阐明异色瓢虫从蛹发育到成虫时海藻糖代谢机制提供参考。【方法】根据TRE2-like和TRE2基因序列设计双链RNA(dsRNA)区域片段并合成对应的dsRNA,通过RNAi将其注射到异色瓢虫2日龄蛹中。采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测RNAi处理后羽化第1天的异色瓢虫成虫糖代谢相关基因的表达;同时采用蒽酮比色法、酶标法等分别测定RNAi处理后羽化第1天的异色瓢虫成虫主要糖类物质含量及TRE活性变化,并观察异色瓢虫羽化后的表型变化。【结果】结果表明,与对照组(dsGFP注射组)相比,异色瓢虫2日龄蛹被注射TRE2-like或TRE2 dsRNA后,其新羽化成虫体内TRE2-like和TRE2表达量均极显著下调,且少数个体出现了蜕皮与翅形成困难等畸形表型。可溶性海藻糖酶活性在注射dsTRE2-like后显著降低,膜结合型海藻糖酶活性在注射dsTRE2后显著降低;注射dsTRE2后糖原含量显著下降,注射dsTRE2-like后糖原和海藻糖含量显著下降,注射dsTRE2-like+dsTRE2后糖原和葡萄糖含量显著下降,且海藻糖含量极显著下降。注射dsTRE2-like, dsTRE2和dsTRE2-like+dsTRE2后可溶性海藻糖酶基因TRE1-1和TRE1-2表达下降或显著下降,而TRE1-5表达上升或显著上升,海藻糖合成酶(trealose-6-phosphate synthase, TPS)、糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase, GP)、糖原合成酶(glycogen synthase, GS)基因的表达均显著下调。【结论】TRE2-like和TRE2基因表达被抑制后,异色瓢虫海藻糖等代谢受到影响。研究结果为探究异色瓢虫体内膜结合型海藻糖酶的潜在功能和调控机制奠定了基础。     

New substitute name for the genus Poliocoris Slater, 1994 (Hemiptera,Heteroptera, Rhyparochromidae)

Neopoliocoris nom. n., a new substitute name is proposed for Poliocoris Slater, 1994 (Hemiptera: Heteroptera: Rhyparochromidae), preoccupied by Poliocoris Kirkaldy, 1910 (Hemiptera: Heteroptera: Pentatomidae). A new combination, Neopoliocoris umbrosus (Slater, 1994), comb. n. is proposed for Poliocoris umbrosus Slater, 1994.     

林窗对格氏栲天然林更新层物种多样性和稳定性的影响

采用物种多样性指数和改进的M.Godron稳定性法研究林窗干扰对格氏栲(Castanopsis kawakamii)自然保护区天然林更新层物种多样性和稳定性的影响.结果表明:林窗干扰改善了微环境,表现在林窗和林下乔灌层树种重要值和多样性存在差异.林窗乔木层中丰富度指数R、优势度指数D、Shannon-Wiener指数H、均优多指数Z均高于林下,均匀度指数Js和群落优势度指数C低于林下;灌木层中R、D、H、Js、Z指数均高于林下,群落优势度指数C低于林下,林窗物种多样性更为丰富,生态优势种不明显,群落向复杂化和均匀化方向发展.林窗与林下乔木层Jaccard相似性系数Cj、Sorenson相似性系数CS、Bray-Curtis指数CN相对较低,Morista-Horn指数CmH较高,林窗对树种更新具有促进作用;灌木层相似性系数Cj、Cs、CN、CmH均较高,物种组成基本一致.根据M.Godron稳定性原理拟合出稳定性模型,林窗和林下乔木层分别为对数模型与二次函数模型,林窗和林下灌木层最佳拟合模型均为对数模型.林窗乔木层植物处于稳定状态,林下乔木层植物不稳定;林窗和林下灌木层植物均处于稳定状态.林窗和林下乔木层树种中以桂北木姜子(Litsea subcoriacea)重要值最高,说明其在森林更新中占有重要地位,可能对格氏栲种群更新产生较大影响.林下乔木层中格氏栲重要值较低,格氏栲更新存在困难,而林窗干扰促进了格氏栲的向上生长和重要值的提升,可有效实现格氏栲种群的更新和恢复.     

cycle基因对噻嗪酮、噻虫嗪防治白背飞虱效果影响探索研究

白背飞虱Sogatella furcifera是我国重要的迁飞性水稻害虫,长期以来,其防治手段主要是化学防治。大量使用化学农药易导致环境污染及害虫抗药性增加等,因此需要探索高效的农药使用方法。本研究在1 d内不同时间点用0.27 g/L噻虫嗪、5 mL/L噻嗪酮对白背飞虱的致死率进行检测,结果发现,7∶00时噻虫嗪、噻嗪酮浸染72 h后的校正死亡率均最低,分别为54%、13.9%;16∶00时噻虫嗪、噻嗪酮浸染72 h后的校正死亡率均最高,分别为89.8%、44.9%。定量结果表明节律基因Sfcycle在白背飞虱雌虫或雄虫的中肠表达量最高,4龄和5龄若虫期在蜕皮前表达量比蜕皮后高,成虫期表达量相对稳定。RNAi研究结果发现Sfcycle能够影响白背飞虱P450基因SfCYP4DE1和SfCYP353D1v2的表达,用农药处理干涉后的白背飞虱死亡率都在7∶00、16∶00两个时间点都增高,且没有显著性差异,表明Sfcycle基因能够影响噻虫嗪、噻嗪酮对白背飞虱的防治效率。     

赤拟谷盗TRE基因家族特性及RNAi抑制表达效果分析

分析赤拟谷盗海藻糖酶基因(Trehalase,简称TRE)家族的特性及RNAi介导的TRE基因沉默后的相互作用效果。采用生物信息学和相关软件分析5个海藻糖酶基因序列特征以及二级结构等分子特性并推测其生理功能,用MEGA 6.0软件构建TRE与其它昆虫TRE的系统进化树;采用注射RNAi技术,分别干扰赤拟谷盗海藻糖酶基因mRNA的表达;采用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)技术检测单个海藻糖酶基因表达抑制后对其它TRE基因mRNA表达的影响。赤拟谷盗4个可溶性海藻糖酶TRE1蛋白相似性高,具有类似的二级结构,即含有相似比例的α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲,膜结合型海藻糖酶TRE2与TRE1在蛋白质的二级结构上差异较大;系统进化树分析表明赤拟谷盗的可溶性海藻糖酶与其它昆虫的TRE1聚集在一起,膜结合型海藻糖酶与其它昆虫的TRE2聚集在一起;RNAi实验结果表明单独干扰某个TRE1基因的mRNA表达后,其它3个TRE1基因的表达有的上升,有的下降,而TRE2基因表达都为显著下降;单独干扰TRE2基因表达,则其它4个TRE1基因的表达一致显著下降。赤拟谷盗可溶性TRE1和膜结合型TRE2的二级结构差异较大,单个TRE基因表达被抑制后,其他TRE基因存在连锁抑制或者互补功能。     

异色瓢虫酪氨酸羟化酶基因不同发育历期表达及RNAi抑制黑化效果分析

酪氨酸代谢在昆虫黑色素形成中具有重要的调控作用。本研究为探讨酪氨酸代谢调控异色瓢虫黑色素代谢平衡及其发育的影响,先检测异色瓢虫不同发育阶段酪氨酸羟化酶(Tyrosine hydroxylase,TH)基因表达情况,采用RNAi技术对4龄幼虫注射dsTH RNA抑制酪氨酸羟化酶mRNA表达,探索其在蛹期和成虫羽化阶段黑色素形成中的潜在功能。研究结果表明,TH基因在4龄幼虫体内的表达量最高,而在预蛹阶段和羽化后第2天开始表达量显著性下降。其次,dsTH RNA注射后能够显著降低TH本基因的表达,且异色瓢虫4龄幼虫发育缩短,与注射dsGFP RNA组相比较,提前化蛹。最后,dsTH RNA注射后异色瓢虫蛹的重量略有增加,且发育出现异常,即蛹的颜色变化不加深,与对照组相比较,无黑色斑点出现。这些结果表明成虫是在蛹期开始形成黑色素的,及酪氨酸羟化酶能够通过调控酪氨酸代谢途径而影响异色瓢虫化蛹阶段的发育和表皮颜色的变化。相关研究结果有助于丰富酪氨酸代谢调控异色瓢虫表型的内容,为将来保护异色瓢虫,并将其用于害虫生物防治提供理论基础。     

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...