摘要: 【目的】了解小菜蛾Plutella xylostella两根外颚叶是如何通过其背部和腹部的链锁结构形成喙管的。【方法】利用光学显微镜观察小菜蛾口器特征,扫描电子显微镜观察喙管的背、腹部以及内侧的超微结构。【结果】小菜蛾的口器由一对下唇须和位于其中间的喙管组成,喙管由两根延长的外颚叶链锁形成。喙管背部的链锁结构通过两外颚叶的柳叶板交互重叠形成。每个柳叶板有上、下两部分,通常上柳叶板比下柳叶板小,但喙管顶端部位的下柳叶板消失,上柳叶板变大且在其外侧出现三角状凸起,在变大的柳叶板与外颚叶的连接处有孔状结构;喙管背部链锁方式主要是通过上、下两侧的柳叶板相互重叠紧密结合,靠近喙管顶端部位仅为上柳叶板重叠。喙管腹部链锁通过两外颚叶的齿状钩互锁结合,每个齿状钩由形状相似的上齿钩和下齿钩组成,从喙管基部到顶端,齿状钩长度逐渐增加,但是上齿钩长于下齿钩,两齿钩之间有间隙可供对侧齿状钩插入。【结论】小菜蛾外颚叶背、腹部链锁的结构与链锁方式具有特异性,可能与喙管卷曲和伸展时的运动方式不同有关。在喙管顶端,背侧链锁结构与外颚叶之间的孔可能是食物进入喙管的部位。

摘要: 【目的】探索多杀菌素对小菜蛾Plutella xylostella长期胁迫下的亚致死效应。【方法】采用低剂量(LC25)多杀菌素进行继代处理,应用叶片浸渍饲喂法分别测定不同处理世代小菜蛾种群Sub对多杀菌素的敏感性水平,并运用实时定量PCR法进一步检测低剂量多杀菌素处理后小菜蛾4龄幼虫烟碱型乙酰胆碱受体(n AChR)α亚基基因表达量变化。【结果】随着处理世代的增加,小菜蛾对多杀菌素的敏感性下降,至第10代(Sub10)其抗性倍数为2.70倍;同时对小菜蛾n AChRα亚基基因表达呈现一定的抑制作用,Sub10中n AChRα亚基基因的相对表达量较敏感种群SS下降了32.04%,且差异显著;而抗性种群RR(抗性倍数17.85)n AChRα亚基基因的相对表达量仅为SS的0.37倍。【结论】小菜蛾对多杀菌素敏感性可能与n AChRα亚基基因的表达量有关。本研究可为探究多杀菌素长期低剂量处理对小菜蛾抗药性发展的潜在影响提供一定依据。

摘要: 【目的】本研究旨在筛选小菜蛾Plutella xylostella应对玫烟色棒束孢Isaria fumosorosea侵染的免疫应答及其网络调控基因,以进一步探讨小菜蛾对玫烟色棒束孢的防御机制。【方法】采用第二代高通量测序技术RNA-seq,对处理后12 h的感染玫烟色棒束孢和健康(平行对照)的小菜蛾4龄幼虫转录组进行了测序,通过生物信息学分析对得到的差异基因进行了功能注释和分类,对差异基因参与的信号通路进行了分析。【结果】在感菌和健康小菜蛾幼虫转录组两个表达谱里,分别获得了12 346 987和12 315 210个clean reads,有60.93%和61.26%的reads分别能比对到参考基因库里,其中完美匹配(perfect match)的比例分别为32.15%和32.73%。共得到351个显著差异表达基因(differentially expressed unigenes,DEUs),上调表达基因有275个,下调表达基因有76个,与免疫防御反应潜在相关的基因有156个。GO(Gene Ontology)富集分析有102个DEUs分布到46个GO term里,KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)pathway富集分析结果显示,有132个DEUs显著富集在13个代谢通路(pathway)里。【结论】这些差异表达基因中,大部分编码潜在的与免疫识别及调控相关的基因,集中在能量代谢、疾病反应和防御反应等相关通路。研究结果为挖掘与玫烟色棒束孢侵染相关的小菜蛾免疫应答候选基因提供了重要数据库,也为阐明小菜蛾对玫烟色棒束孢的免疫机制奠定理论基础。

摘要: 【目的】触角结合蛋白(antennal binding proteins,ABPs)为昆虫气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)家族的一个亚类,是昆虫识别和响应外界环境中气味信号的载体之一,对昆虫的生存和繁衍有着重要的意义。明确触角结合蛋白在小菜蛾Plutella xylostella(L.)嗅觉识别中的作用,有助于揭示小菜蛾嗅觉识别分子机制。【方法】利用PCR技术克隆小菜蛾的一个触角结合蛋白基因;采用实时荧光定量PCR技术对该基因在小菜蛾不同发育阶段和成虫不同组织中的表达量进行分析;利用荧光竞争结合实验测试该触角结合蛋白与39种配基化合物的结合特性。【结果】成功克隆了一个小菜蛾触角结合蛋白基因,命名为Pxyl OBP31(Gen Bank登录号:KT156676)。序列分析结果显示,其开放阅读框全长411 bp,编码136个氨基酸,N端自起始位置开始21个氨基酸为信号肽,含有气味结合蛋白家族的6个保守半胱氨酸残基,预测分子量为14.74 k D,等电点为4.41。表达谱分析表明,Pxyl OBP31主要在雄蛾中表达,且交配后的雄蛾中表达量明显降低;该基因在小菜蛾触角中有较高表达,在雄蛾触角中的表达量比雌蛾触角中高近2倍。结合特性实验结果显示,Pxyl OBP31与醛、酮、萜品油烯以及邻苯二甲酸二异丁酯等物质的结合能力较强,与3种性信息素及其他烯烃与酯类结合能力弱。【结论】本研究明确了Pxyl OBP31的核苷酸序列以及发育和组织表达谱。根据qRT-PCR和荧光竞争结合实验结果,推测Pxyl OBP31蛋白可能与小菜蛾觅偶、定位寄主植物等行为有关。

摘要: 【目的】肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition proteins,PGRPs)是昆虫免疫系统中一类重要的模式识别蛋白。本研究旨在阐明经苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis侵染后,小菜蛾Plutella xylostella PGRP-SA基因(命名为Px PGRP-SA)在体内的表达模式和对抗菌肽基因的表达调控。【方法】本研究利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析B.thuringiensis侵染小菜蛾幼虫后Px PGRP-SA的转录模式,通过RNAi技术结合抗血清封闭实验检测Px PGRP-SA对小菜蛾抗菌肽基因的表达调控作用。【结果】qRT-PCR检测表明,小菜蛾4龄幼虫在注射具有活性的B.thuringiensis 6 h后,Px PGRP-SA在脂肪体和血细胞中表达量迅速上升,其中脂肪体中的表达量在注射24 h后达到高峰,而在血细胞中的表达量在18 h后达到高峰。RNAi沉默小菜蛾4龄幼虫Px PGRP-SA的转录后,可显著降低小菜蛾脂肪体中cecropin,moricin-2,lysozyme和defensin 4个抗菌肽基因及Dorsal和Sptzle基因的mRNA转录水平;注射anti-Px PGRP-SA封闭小菜蛾体内Px PGRP-SA的活性后,也可降低小菜蛾脂肪体中4个抗菌肽基因的mRNA转录水平;Px PGRP-SA转录沉默后,同时导致添食B.thuringiensis的小菜蛾幼虫的存活率明显降低。【结论】Px PGRP-SA参与了小菜蛾体内抗菌肽cecropin,moricin-2,lysozyme和defensin基因的表达调控,并在免疫防御B.thuringiensis的侵染过程中起了重要的作用。