摘要: 【目的】室内抗螟性评价是转Bt基因抗虫玉米研发和安全性评价的重要环节。【方法】采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)测定了转cry1Ab/cry1Ac基因玉米ZZM030心叶中Cry1Ab/Cry1Ac融合杀虫蛋白的表达量;采用室内生测法测定了分别取食转基因玉米ZZM030和非转基因玉米X249心叶后亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis敏感品系ACB-BtS、Cry1Ab抗性品系ACB-AbR和Cry1Ac抗性品系ACB-AcR初孵幼虫的存活率。【结果】转基因抗虫玉米ZZM030 4叶期和8叶期心叶中Cry1Ab/Cry1Ac融合杀虫蛋白的表达量分别是10.62和2.94μg/g FW。敏感品系亚洲玉米螟初孵幼虫取食转基因玉米ZZM030心叶2 d的存活率仅为23.6%,4 d后存活率为0,而取食非转基因对照玉米X249心叶4 d的存活率高达93.1%。Cry1Ab抗性品系和Cry1Ac抗性品系初孵幼虫取食转基因玉米ZZM030心叶6 d后的存活率分别为11.1%和12.5%,而取食非转基因玉米X249心叶6 d后的存活率分别为81.9%和77.8%。【结论】转cry1Ab/cry1Ac基因玉米ZZM030心叶中高表达的Cry1Ab/Cry1Ac融合蛋白对亚洲玉米螟初孵幼虫具有极高的杀虫效果。

摘要: 【目的】本研究克隆亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis卵黄原蛋白(vitellogenin, Vg)基因,分析其表达模式,旨在探究UV-A胁迫对亚洲玉米螟Vg基因表达及生殖力的影响。【方法】采用RT-PCR和RACE技术克隆亚洲玉米螟Vg基因的全长,并用生物信息学方法分析其特征;利用RT-qPCR检测亚洲玉米螟不同发育阶段(卵、1-5龄幼虫、蛹和成虫)、雌成虫不同组织(头、足、表皮、卵巢、中肠和脂肪体)中和雌成虫在UV-A胁迫不同时间(0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5和4 h)下该基因的相对表达量。测定UV-A照射不同时长(0, 1, 2, 3和4 h/d)后亚洲玉米螟成虫的生殖及F_1代发育情况。【结果】克隆获得亚洲玉米螟Vg基因的序列,命名为OfVg(GenBank登录号:MK782978)。该基因全长5 760 bp,开放阅读框(ORF)长5 331 bp,编码1 776个氨基酸,蛋白相对分子量为202.10 kD,等电点为9.06。OfVg包含Vg-N, DUF 1943D和VWD 3个功能结构域,无跨膜区结构。系统发育分析表明,OfVg与鳞翅目其他昆虫的Vg的亲缘关系最近。发育表达谱表明,OfVg基因在雌成虫中表达量显著高于其他龄期的表达量,且在雌虫羽化24 h时OfVg表达量最高;组织表达谱表明,OfVg基因在雌成虫脂肪体中特异表达。UV-A照射能诱导雌成虫OfVg的表达,随着照射时间的延长,其表达量先下降再快速上升,在照射3.5 h时其表达量最高,然后骤降;UV-A处理1, 2和3 h/d雌成虫的产卵量显著增加,且F_1代幼虫发育历期显著延长。【结论】OfVg基因在亚洲玉米螟不同发育阶段、雌成虫不同组织中和UV-A照射不同时间的雌成虫中差异表达。本研究为深入研究UV-A胁迫对亚洲玉米螟发育和繁殖的影响奠定了基础。

摘要: 【目的】揭示日龄和交配对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis雄蛾内生殖器官的影响,以及亚洲玉米螟雄蛾的交配状态和性信息素诱捕之间的关系。【方法】采用行为学和生殖器解剖技术,研究不同日龄和交配状态亚洲玉米螟雄蛾内生殖器特征,并将其与田间性信息素诱捕雄蛾进行比较。【结果】除了精巢、输精管、储精囊、附腺、复射精管和单射精管外,亚洲玉米螟雄蛾内生殖系统还包含1对附腺囊,同时单射精管非角质化区分为5段(PS1-5),PS1又细分为5区(PS1Ⅰ-Ⅴ)。生殖器内含物可分为5级(0-4级),存在充满和未充满生殖器两种状态。1日龄雄蛾内生殖系统不同器官的内含物等级存在差异,但是日龄对雄蛾生殖系统内含物等级无明显影响。交配后0 h亚洲玉米螟雄蛾,除输精管、储精囊和附腺囊外,其余生殖器官内含物等级较未交配雄蛾的均发生显著变化。随着交配后时间的增加,雄蛾生殖器内含物等级逐渐恢复,各器官内含物等级恢复的速度存在差异,交配后60 h所有内含物等级均恢复到未交配状态。但是直到交配后228 h,交配雄蛾PS5内含物仍然表现出断裂等形态特征,和未交配雄蛾存在差异。性信息素引诱雄蛾中有60.9%的生殖系统表现出未交配雄蛾特征。【结论】利用PS5内含物的形态可以鉴别亚洲玉米螟雄蛾的交配状态,性信息素群集诱杀的亚洲玉米螟雄蛾大部分是未交配。本研究结果为亚洲玉米螟雄蛾交配状态的判定和蛾类害虫性信息素测报和防治的有效性提供了一定依据。

摘要: 【目的】昆虫交配行为与其日龄和生殖系统发育密切相关。本研究旨在明确亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis交配行为与其日龄、性比和雄蛾精巢大小的关系,为性信息素群集诱杀和交配干扰防控亚洲玉米螟提供理论依据。【方法】通过室内交配实验测定了不同配对晚数、日龄、性比亚洲玉米螟的交配率和交配次数,通过雄蛾精巢解剖分析了交配次数与精巢体积的关系。【结果】亚洲玉米螟的交配率随配对晚数增加而增加,但第1-5晚的增加速度大于第6-7晚的;1-4日龄蛾的交配率随日龄增加而增加,5日龄蛾的交配率显著降低;1-3日龄蛾配对1晚的交配率与新羽化蛾配对24晚的均无显著差异。亚洲玉米螟可以交配13次,但是交配3次的比例极低。雌性数量从1增为2时,雄蛾的交配率显著增加;从2增为3时,雄蛾的交配率显著降低、死亡率显著增加,交配1次的雄蛾进行二次交配的比例也增加,并且雄蛾更愿意与处女雌蛾进行第2次交配;交配1次雄蛾的精巢体积总是显著大于同期未交配雄蛾的,交配1次稍降低了雄蛾精巢的衰退速度,交配2次则明显增加雄蛾精巢的衰退速度。【结论】本研究明确了亚洲玉米螟交配与日龄、性比和雄蛾精巢体积之间的关系,从理论上证实了性信息素群集诱杀技术和交配干扰技术防治亚洲玉米螟的有效性。

摘要: 【目的】为了明确中国东北地区亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis不同地理种群、不同田间寄主种群间的遗传分化程度和基因流水平,了解不同种群间是否产生寄主专化性和遗传结构的差异。【方法】采用双向测序法测定了采自中国东北3种主要寄主植物(玉米Zea mays、高粱Sorghum bicolor和谷子Setaria italica)上的23个地理种群400头亚洲玉米螟个体的线粒体细胞色素氧化酶亚基I (COI)基因的1 034 bp序列;利用DnaSP 5. 0和Arlequin3. 5. 1. 2等软件对亚洲玉米螟不同寄主种群以及不同地理种群间的遗传多样性、基因流水平、系统进化发育和分子变异进行分析。【结果】共获得400条长度为1 034 bp的亚洲玉米螟线粒体COI基因序列,包含60个单倍型。亚洲玉米螟总群体的单倍型多样度(Hd)为0. 793±0. 01,不同地理种群间的单倍型多样度范围在00. 916±0. 041之间。总基因交流水平较高(Nm=2. 67),总的群体Fst为0. 1579,不同地理种群的Fst范围在-0. 0460. 627之间。总种群的Tajima’s D为-1. 73602,检验结果不显著,说明中国东北地区亚洲玉米螟未曾在近期经历种群扩张,群体大小稳定。AMOVA分子变异分析结果表明,不同地理种群间的遗传分化较大(Fst=0. 16236,P <0. 0001),83. 76%遗传变异主要来自种群内部,而种群间的遗传变异仅为16. 24%,不同寄主种群间的遗传分化(Fct=0. 01568,P> 0. 05)很小,遗传变异仅占1. 57%,说明亚洲玉米螟的遗传分化主要来自种群内部,而非其地理种群间或寄主种群间。各寄主种群的单倍型在系统发育树上和中介网络图上散布在不同种群中,缺乏明显的地理分布和寄主分布格局。【结论】亚洲玉米螟较强的迁飞能力(或随气流进行远距离传播),使各种群间的基因交流未受到地理距离的影响,遗传距离与地理距离之间没有显著相关性。虽其寄主范围较广,但取食不同寄主植物的亚洲玉米螟种群间基因交流频繁,以玉米、高粱和谷子为寄主的种群尚未产生寄主专化性和种群遗传结构的差异。