摘要: 【目的】昆虫病原线虫(entomopathogenic nematodes,EPNs)的寿命和抗逆性是影响其商品化的重要因素。本研究旨在鉴定崇明拟异小杆线虫Heterorhabditidoides chongmingensis的模式品系DZ0503CMFT(DZ)的DAF-16基因的生物学功能,探讨该基因在DZ线虫的寿命和抗逆性中的作用。【方法】根据DZ线虫和其自身共生菌Serratia nematodiphila DZ0503SBS1T(S1)及非自身共生菌S.nematodiphila DR186(186)共培养时生长发育的差异,结合已经构建的DZ线虫的数字基因表达谱(digital gene expression profile,DGE)文库,选取调控生长发育的胰岛素/类胰岛素信号通路(insulin/insulin-like growth factor signaling pathway,IIS)的主要转录输出信号DAF-16作为研究对象。通过同源性分析选取daf-16基因中特异性片段作为干扰片段,利用L4440质粒载体构建干扰片段的dsRNA表达载体,并转化到大肠杆菌Escherichia coli HT115(DE3)中。用饲喂法将daf-16dsRNA导入DZ线虫体内沉默基因;利用实时定量PCR检测RNA干扰效果,统计daf-16基因表达下调后的DZ线虫寿命、4个生理阶段的时长、抗逆性(热应激和氧化应激)以及表型(体长)和繁殖性状(48 h内产卵量、卵孵化率和雌虫率)等的变化。【结果】DZ线虫的daf-16 (GenBank登录号:MH101641) cDNA全长2 164 bp,其中开放阅读框(open reading frame,ORF)长1 353 bp,编码450个氨基酸。RNAi后DZ线虫体内的daf-16基因表达量被显著敲低,相对于对照组空载L4440降低了49.05%。RNAi组线虫平均寿命为14.96 d,比空载L4440组(17.60 d)降低了15.00%。DZ线虫daf-16 RNAi组在繁殖阶段和快速身体运动阶段的时长比空载L4440组的短,而快速咽吸阶段和咽抽吸阶段的时长比空载L4440组的长。处理7 d后DZ线虫daf-16 RNAi组在热应激(37℃)和氧化应激(10 mmol/L百草枯水溶液)处理时存活率显著低于DZ线虫的空载L4440组。在产卵量、孵化率、雌虫率和体长上daf-16 RNAi组与对照组之间没有显著差异。【结论】通过RNAi方法初步验证了DZ线虫的daf-16基因的生物学功能,该基因调控了崇明拟异小杆线虫的寿命和抗逆性。

摘要: 【目的】地球生物时刻处于地磁场(geomagnetic field,GMF)环境影响下,迁飞昆虫也不例外。迁飞昆虫多可进行跨纬度长距离迁飞,其迁出与迁入地间必然存在地磁强度差异,进而影响迁飞昆虫的种群适合度。本研究旨在明确迁飞性昆虫的磁生物学效应及其地磁环境适应性,服务于迁飞害虫发生的预测预报。【方法】利用直流电型亥姆霍兹线圈模拟迁飞害虫褐飞虱Nilaparvata lugens春季迁出地(广州:GMF 45μT)与迁入地(南京:GMF 50μT)地磁场环境,调查了迁出地和迁入地地磁场强度变化对其生长发育与繁殖的影响。【结果】结果显示,与迁出地GMF 45μT下相比,迁入地GMF 50μT下褐飞虱卵历期略有缩短(0.50%),卵孵化率显著提高(6.11%),雌、雄若虫历期分别延长5.26%和2.37%,初羽化雌、雄成虫体重分别提高0.66%和9.56%,雌、雄成虫寿命分别缩短了35.34%和26.16%,雌成虫产卵量显著提高(30.13%),卵黄原蛋白基因Vg相对表达量显著提高(259.25%);此外,迁入地GMF 50μT还显著缩短了褐飞虱F_1代卵历期(2.52%),并显著提高了F_1代卵的孵化率(10.83%)。【结论】结果说明,每年春季北迁过程中褐飞虱所处的地磁场强度增加有利于其种群适合度提高,进而对其迁飞种群发生有利,并加重其暴发危害风险。

摘要: 【目的】害虫受到病原生物、化学农药作用后,会引起其体内生理生化的变化。本研究旨在阐明昆虫病原线虫和噻虫嗪联合作用下对韭菜迟眼蕈蚊Bradysia odoriphaga幼虫(韭蛆)的杀虫效果及体内保护酶和解毒酶活性的影响。【方法】采用培养皿滤纸法测定了芫菁夜蛾斯氏线虫Steinernema feltiae SF-SN(Sf)(60头/幼虫)与噻虫嗪(15 mg/L)混用对韭菜迟眼蕈蚊3龄幼虫的LT_(50);采用生化分析法比较分析不同时间下两者混用对其幼虫体内酶液蛋白质含量和体内酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)和乙酰胆碱酯酶(AChE)]活性的影响。【结果】Sf与噻虫嗪混用处理韭菜迟眼蕈蚊3龄幼虫,其LT_(50)值为41.05 h,比单独使用Sf(LT_(50):167.93 h)和噻虫嗪(LT_(50):72.82 h)时分别缩短了126.88 h和31.77 h;处理后24-72 h,两者混用时对试虫的校正死亡率均显著高于两者单用,且在处理72 h时,校正死亡率达到96.61%。与对照组相比,两者混用处理后12,24和36 h时,韭蛆体内酶液蛋白质含量分别提高了13.88%,46.87%和57.99%,均显著高于对照组、Sf处理组和噻虫嗪处理组。处理24 h时,两者混用组SOD,CAT,AChE和GTSs活性分别比对照降低了47.48%,28.73%,71.04%和29.97%;处理36 h时,酶活性分别比对照降低了46.34%,42.22%,58.37%和11.87%,均显著低于对照组、Sf处理组和噻虫嗪组,比单剂具有更强的抑制作用。【结论】Sf和噻虫嗪联合作用韭菜迟眼蕈蚊3龄幼虫后,其LT_(50)值比两者单用时显著缩短,且对幼虫体内SOD,CAT,AChE和GSTs活性均具有更强的抑制作用。

摘要: 【目的】利用反义寡核苷酸(antisense oligonucleotide,ASO)干涉昆虫核仁小RNA(small nucleolar RNA,snoRNA)Bm-15的表达,并探索ASO进入细胞后的代谢途径。【方法】利用脂质体携带Cy5标记的、2'-O核糖甲基化修饰和硫代磷酸骨架修饰的Bm-15 ASO转染草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda Sf9细胞,然后通过Cy5标记与溶酶体及线粒体免疫荧光探针共定位研究Bm-15 ASO在细胞内的转运机制。利用实时荧光定量PCR检测转染Bm-15 ASO的Sf9细胞中Bm-15的表达量,分析ASO对snoRNA Bm-15的干涉效果。【结果】Bm-15 ASO转染草地贪夜蛾Sf9细胞48 h后,ASO荧光信号充斥整个细胞和位于细胞边缘的比例分别为34%和66%,说明ASO进入细胞后可能分布在不同的亚细胞器中;进一步对Bm-15 ASO和溶酶体及线粒体进行共定位发现,位于细胞边缘的ASO大多被运输至溶酶体而不会存在于线粒体等细胞器中。实时荧光定量PCR检测结果表明,转染Bm-15 ASO的Sf9细胞中Bm-15表达量下降了47%。【结论】即使经过多种化学修饰,ASO仍然逃避不了细胞内源降解机器的识别,这有效解释了某些情况下利用ASO干涉基因表达时靶标基因干涉效率较低的现象。

摘要: 【目的】明确烟芽夜蛾Heliothis virescens雄成虫脑的结构,构建和打印脑的三维模型,并将该技术扩展应用到黑腹果蝇Drosophila melanogaster、西方蜜蜂Apis mellifera和沙漠蝗Schistocerca gregaria上,制作这些模式昆虫脑的3D打印模型。【方法】首先采用突触蛋白抗体免疫组织化学染色标记的方法研究烟芽夜蛾雄成虫脑的结构,利用激光扫描共聚焦显微镜获取脑解剖结构图像,利用图形分析软件创建三维脑模型,并利用3D打印技术进行三维图像打印。【结果】鉴定出烟芽夜蛾雄成虫脑及颚神经节、触角叶、视叶、前视结节、中央体和蕈形体等主要神经髓结构,并构建了三维数字化模型。首次成功应用3D打印技术打印了烟芽夜蛾雄成虫脑的三维数字化模型,获得实体模型。并将该技术进一步应用到黑腹果蝇、西方蜜蜂和沙漠蝗,获得了这些昆虫的脑实体模型。基于脑模型,对这些昆虫的味觉中枢、嗅觉中枢、视觉中枢和学习及记忆中枢等神经髓结构做了系统比较。【结论】3D打印模型为脑解剖结构的观察提供了新形式,并提供了便利工具。3D打印所得脑实体模型大小适中,可以放在手中,任意旋转,从不同角度观察昆虫脑不规则结构的形态、位置和空间关系,也便于比较不同昆虫脑结构异同,加深对昆虫脑结构和功能及其演化的认识。