摘要: 【目的】蛾类昆虫的趋光性与复眼明暗适应状态的转化有着直接的关系,本研究旨在阐明光照与草地贪夜蛾Spodotera frugiperda复眼明暗适应状态转化的关系。【方法】在光、暗适应条件和不同光照强度黄光照射下,在不同时间段,用相机迅速拍照,观察统计草地贪夜蛾成虫复眼的明暗适应状态及明、暗适应状态转化率。【结果】在明适应状态下,草地贪夜蛾成虫经黄光照射1 h后,随光照强度的增加,复眼明适应状态保持率逐步升高:雄成虫复眼在0.10.5 lx时明适应状态保持率为67.77%(有32.23%的转化为暗适应状态与中间状态),46 lx时明适应状态保持率达到100%;雌成虫复眼在710 lx时,明适应状态保持率达98.90%。在明适应状态下,经黄光照射3 h后,草地贪夜蛾成虫复眼明适应状态保持率亦随着光照强度的增加逐步升高,在0.10.5 lx时雄成虫复眼明适应状态保持率为50.00%,雌成虫为32.23%;在光照强度710 lx时,雌雄成虫复眼明适应状态保持率分别为90.00%和100%。在暗适应状态下,草地贪夜蛾成虫经不同光照强度的黄光照射30 min后,成虫复眼向明适应状态逐渐转化:在0.10.5 lx光照强度时雌、雄成虫复眼明适应状态转化率均为93.33%;当光照强度达到0.60.9 lx时雌成虫复眼的明适应状态转化率达到100%,雄成虫复眼则在12 lx时达到100%。【结论】结果说明,草地贪夜蛾成虫有较强的光敏感性,且雌虫对黄光的光敏感性略强于雄虫。

摘要: 【目的】本研究旨在明确甜菜夜蛾Spodoptera exigua半胱天冬酶(caspase)在细胞凋亡诱导剂诱导和病原微生物胁迫下的表达模式,为丰富鳞翅目昆虫细胞凋亡机制研究奠定基础。【方法】利用RT-PCR技术从甜菜夜蛾3龄幼虫体内扩增两个半胱天冬酶基因(SeCasp-3和SeCasp-4)编码区的全长;利用qPCR技术分别检测两个半胱天冬酶基因在细胞凋亡诱导剂过氧化氢(hydrogen peroxide, H_2O_2)(100μmol/L)、放线菌素D(actinomycin D, ActD)(10μg/mL)和地塞米松(dexamethasone, DEX)(50μg/mL)诱导后甜菜夜蛾脂肪体细胞中及病原菌苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis kurstaki(Btk)(108个细菌/mL)、大肠杆菌TG1菌株Escherichia coli TG1 (E.coli TG1)(108个细菌/mL)、烟芽夜蛾囊泡病毒3h株(Heliothis virescens ascovirus 3h, HvAV-3h)(1.16×10(11)个基因组拷贝/mL)和苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒(Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus, AcMNPV)(5 000 OBs/μL)感染后甜菜夜蛾3龄幼虫体内的表达模式。【结果】SeCasp-3(GenBank登录号:MW183334)的编码区长942 bp,共编码313个氨基酸;SeCasp-4(GenBank登录号:MW183335)的编码区长843 bp,共编码280个氨基酸。SeCasp-3和SeCasp-4的假定蛋白序列与家蚕Bombyx mori Dronc的氨基酸序列一致性分别为45.54%和58.46%,且SeCasp-3和SeCasp-4之间具有较高的同源性。SeCasp-3和SeCasp-4在不同化学物质诱导下的甜菜夜蛾脂肪体细胞中的表达模式存在明显差异,在100μmol/L H_2O_2和10μg/mL ActD处理后24和48 h,脂肪体细胞中SeCasp-3和SeCasp-4的相对表达量均显著升高;50μg/mL DEX处理后24和48 h,SeCasp-3的相对表达量未见显著变化,但SeCasp-4的相对表达量升高了数千倍。在不同病原微生物感染后的甜菜夜蛾3龄幼虫体内,SeCasp-3和SeCasp-4的表达模式基本相同。一般线性模型的分析结果表明,Btk和E.coli TG1的感染不造成SeCasp-3和SeCasp-4相对表达量的显著变化,而HvAV-3h和AcMNPV的感染则显著抑制了这两个基因的表达。【结论】本研究鉴定了两个甜菜夜蛾半胱天冬酶基因,并分析了其对细胞凋亡诱导剂和病原微生物感染的表达响应,为进一步探究半胱天冬酶功能和昆虫细胞凋亡过程提供了重要的理论基础。

摘要: 【目的】线粒体通透性转换孔(MPTP)的开放可以导致线粒体膜通透性改变,与细胞凋亡关系密切。本研究旨在探索MPTP在喜树碱诱导的昆虫细胞凋亡中的作用,以进一步揭示喜树碱(CPT)诱导昆虫细胞凋亡的机制。【方法】环孢菌素A(CsA)为MPTP开放抑制剂,通过预加入20μmol/L CsA,应用流式细胞仪测定其对CPT和羟基喜树碱(HCPT)诱导的甜菜夜蛾Spodoptera exigua细胞(IOZCAS-SPEX-Ⅱ)凋亡作用的影响,包括细胞内Ca(2+)浓度变化,线粒体膜电位变化以及活性氧簇(ROS)变化,从而分析MPTP在CPT和HCPT诱导细胞凋亡的作用。【结果】结果显示,10μmol/LCPT和HCPT处理IOZCAS-SPEX-Ⅱ细胞6 h和12 h时,与0.1%DMSO对照组相比,甜菜夜蛾细胞发生凋亡,胞质Ca(2+)浓度增大,线粒体膜电位降低或丧失,ROS增加,即CPT和HCPT诱导甜菜夜蛾细胞发生凋亡,为线粒体内途径。但经过20μmol/L CsA预处理2 h后再加入CPT和HCPT处理6 h,与0.1%DMSO组相比,细胞凋亡率、胞质Ca(2+)浓度、线粒体膜电位及ROS产生均无显著差异(P>0.05),即CsA抑制了MPTP的开放,从而抑制了CPT和HCPT诱导的甜菜夜蛾细胞凋亡;而加入CPT和HCPT处理12 h时,CsA对MPTP开放的抑制作用显著降低,与单CPT和HCPT处理组相比,细胞凋亡率、胞质Ca(2+)浓度、线粒体膜电位及ROS差异不显著,即CPT和HCPT诱导的细胞凋亡如常发生。【结论】本研究证实喜树碱和羟基喜树碱诱导甜菜夜蛾细胞凋亡线粒体途径具有MPTP开放依赖性,且首次明确这种依赖性具有时间性。

摘要: 【目的】斜纹夜蛾Spodoptera litura(Fabricius)是一种重要农业害虫,因药物、外界环境等选择压力的不同,造成其生长发育有所差异。噻虫啉是第二代氯代烟碱类杀虫剂,对昆虫烟碱型乙酰胆碱受体有很强的激动作用。本实验旨在探讨噻虫啉对斜纹夜蛾的亚致死效应,为斜纹夜蛾的综合防治和噻虫啉的合理使用提供理论依据。【方法】采用饲料混毒法,测定噻虫啉对斜纹夜蛾3龄幼虫的毒力,确定其亚致死剂量LC25和LC50。通过离体酶活性测定,分析噻虫啉亚致死剂量对斜纹夜蛾体内羧酸酯酶、谷胱甘肽-S转移酶和多功能氧化酶3种代谢解毒酶活性的影响。记录各个年龄阶段的生长发育、繁殖力以及种群增长等数据,应用特征年龄-龄期及两性生命表方法分析LC25和LC50剂量处理和对照的斜纹夜蛾子代(F1)两性生命表参数的差异。【结果】以LC25和LC50剂量处理斜纹夜蛾3龄幼虫48 h,羧酸酯酶活性均受到明显诱导,分别升高了14.2%和45.1%;谷胱甘肽-S转移酶活性受到明显的抑制,分别降低了9.8%和37.1%;而多功能氧化酶活性均低于对照,其抑制作用与浓度成正比,但差异不显著。LC25和LC50剂量处理斜纹夜蛾幼虫后,子代(F1)的成虫前期分别比对照延长了3.05 d和4.80 d,雄成虫寿命分别缩短了2.06 d和3.31 d,雌成虫寿命分别缩短了0.13 d和0.92 d;其单雌产卵量均显著减少,分别降低了17.7%和33.3%;化蛹率分别降低了10.7%和11.4%;两个处理的内禀增长率(r)、周限增长率(λ)和净增殖率(R0)均显著小于对照,平均世代时间(T)均明显延长。【结论】羧酸酯酶可能为斜纹夜蛾对噻虫啉解毒代谢过程中的主要解毒酶,在其后续抗性形成中起主要作用;噻虫啉亚致死剂量对斜纹夜蛾的生长、发育、繁殖有显著的抑制作用。

摘要: 【目的】重金属污染是目前全球面临的重要环境问题。本研究旨在评价镉污染对迁飞性昆虫甜菜夜蛾Spodoptera exigua飞行能力的影响。【方法】利用昆虫飞行信息采集系统对不同浓度镉胁迫下(0,0.20,0.80,3.20和12.80 mg/kg)不同日龄(1,3,5和7日龄)和不同性别甜菜夜蛾成虫飞行能力进行了研究。【结果】不同浓度镉胁迫对不同日龄和不同性别甜菜夜蛾成虫飞行能力的影响存在显著差异。以0.20 mg/kg处理下3日龄雌成虫飞行能力最强,平均飞行距离最远,为36.96 km。在所测日龄中,0.20 mg/kg的低浓度镉处理与对照相比飞行能力差异不显著;随着镉浓度的升高,雌雄成虫飞行能力均显著下降;重金属镉胁迫对雄虫飞行能力的抑制作用比对雌虫更加明显。【结论】镉胁迫对不同日龄和不同性别甜菜夜蛾成虫飞行能力具有显著影响。