摘要: 【目的】为探究核受体超气门蛋白(ultraspiracle protein, USP)在白背飞虱Sogatella furcifera若虫蜕皮发育过程中的功能及其与几丁质合成和降解之间的调控关系。【方法】基于白背飞虱基因组数据，结合RT-PCR克隆SfUSP全长cDNA序列；利用RT-qPCR测定白背飞虱不同发育阶段(1-5龄若虫、5龄若虫蜕皮前、5龄若虫蜕皮中和雌成虫)、5龄若虫组织(头、体壁、脂肪体、肠道和足)、雌成虫组织(体壁、翅、脂肪体、足和卵巢)以及100 ng/头20E处理后5龄第1天若虫中SfUSP的表达量；通过显微注射dsRNA靶向沉默5龄第1天若虫的SfUSP后，计算若虫存活率，观察若虫致死表型，利用RT-qPCR测定几丁质合成和降解通路关键基因的表达量。【结果】克隆获得了白背飞虱SfUSP(GenBank登录号：ON209396)的全长cDNA序列，其开放阅读框长1 263 bp,编码420个氨基酸，SfUSP蛋白预测分子量为47.27 kD,理论等电点为7.18。序列分析结果表明，SfUSP含有核受体家族所具备的5个保守结构域，并且DNA结合域(DNA-binding domain, DBD)和配体结合域(ligand-binding domain, LBD)高度保守。发育阶段表达谱表明，SfUSP在1龄若虫、5龄若虫蜕皮前以及雌成虫中高表达；组织表达谱显示，SfUSP在5龄若虫头、体壁、脂肪体和肠道中的表达量较高；在雌成虫翅、足和体壁中的表达量较高。显微注射100 ng/头20E后12 h时，5龄若虫中SfUSP的表达量显著高于对照组的。靶向沉默SfUSP表达后，与注射dsGFP的对照组相比，显著降低了白背飞虱的若虫存活率，显微注射dsRNA 6 d时若虫存活率仅为对照组的18.01%,其中不能成功蜕皮个体占51.46%;显著抑制了几丁质合成通路关键基因SfCHS1,SfCHS1a,SfUAP,SfGFAT和几丁质降解通路关键基因SfCht7,SfNAG1,SfNAG2,SfCDA1,SfCDA2和SfCDA4的表达量，但是显著提高了SfG6PI和SfCht10的表达量。【结论】SfUSP是白背飞虱生长发育过程中的关键基因，能够影响几丁质的合成与降解，进而调控白背飞虱的蜕皮发育。

摘要: 【目的】为探究保幼激素(juvenile hormone, JH)生物合成关键基因3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因(HMGR)在白背飞虱Sogatella furcifera生殖中的作用。【方法】基于已公布的白背飞虱基因组和转录组数据,结合RT-PCR技术获得SfHMGR全长cDNA序列;采用RT-qPCR技术分析SfHMGR在白背飞虱不同发育阶段(1-5龄若虫和雌成虫)和雌成虫不同组织(头、肠道、脂肪体、卵巢和体壁)中的表达谱;通过RNAi技术靶向沉默SfHMGR后观察白背飞虱雌成虫卵巢的发育情况,统计单雌产卵量,用RT-qPCR测定JH生物合成下游基因SfJHAMT和SfFAMeT、JH信号传导相关基因SfMet和SfKr-h1以及卵巢发育关键基因SfVg和SfVgR的转录水平。【结果】克隆获得了白背飞虱SfHMGR(GenBank登录号:MW883397)的全长cDNA序列,开放阅读框长2 724 bp,编码907个氨基酸,其编码蛋白预测的分子量为98.96 kD,理论等电点为6.15。序列分析表明,SfHMGR含有典型的HMG-CoA还原酶的保守结构域、C端3个HMG-CoA结合位点、N端7个典型的跨膜结构域。系统进化分析发现,SfHMGR与灰飞虱Laodelphax striatella和褐飞虱Nilaparvata lugens的HMGR亲缘关系最近,氨基酸序列一致性分别达92.40%和89.25%。发育阶段表达谱结果表明,SfHMGR在各阶段发育中期以及初羽化雌虫中高表达;组织表达谱结果显示,SfHMGR在雌成虫各组织中均有表达,在肠道中具有最高的转录水平。通过显微注射dsRNA抑制SfHMGR表达后,显著抑制了雌虫的单雌产卵量和卵巢的发育,并且SfJHAMT,SfFAMeT,SfKr-h1,SfVg和SfVgR的转录水平也被显著抑制。【结论】SfHMGR通过影响JH生物合成过程及其JH的信号传导来调控SfVg的转录水平,进而影响白背飞虱雌虫的卵巢发育和产卵量。

摘要: 【目的】ABC转运蛋白(ATP-binding cassette transporter, ABC transporter)是一个庞大的膜转运蛋白超家族,在昆虫生长发育和抗药性方面具有重要作用。本研究旨在通过克隆白背飞虱Sogatella furcifera ABCD1基因,并测定其在杀虫剂胁迫下的表达模式,为后续的功能研究提供理论依据。【方法】采用RT-PCR技术克隆白背飞虱ABCD1基因cDNA序列并进行生物信息学分析;通过RT-qPCR技术测定其在白背飞虱不同发育时期(1-5龄若虫和羽化后第1-4天雌雄成虫)、5龄若虫和成虫的不同组织(头部、体壁、脂肪体、肠道、足、翅、精巢和卵巢)中及不同浓度(LC_(10), LC_(25), LC_(50)和LC_(90))噻虫嗪、噻嗪酮和阿维菌素胁迫下3龄若虫中的表达量。【结果】获得一个白背飞虱ABC转运蛋白基因,命名为SfABCD1(GenBank登录号:MW701394),其开放阅读框长2 220 bp,编码739个氨基酸,预测分子量为82.08 kD,理论等电点为9.32;SfABCD1与灰飞虱Laodelphax striatellus和褐飞虱Nilaparvata lugens的ABCD1亲缘关系较近。RT-qPCR结果表明,SfABCD1在5龄若虫中表达量最高,且在5龄若虫和成虫各组织中均有表达,在5龄若虫肠道和头部中表达量最高。3龄若虫受杀虫剂胁迫48 h后,与清水处理的对照组相比,噻嗪酮(LC_(10), LC_(50)和LC_(90)),噻虫嗪(LC_(10), LC_(25)和LC_(50))和阿维菌素(LC_(50)和LC_(90))处理组中的SfABCD1表达量均显著上调;LC_(10), LC_(25), LC_(50)和LC_(90) 4个浓度的3种杀虫剂处理不同时间后,SfABCD1的表达量在杀虫剂胁迫48 h时与对照差异最大,胁迫96 h时表达差异下降,处理120 h后该基因的表达水平接近对照组。【结论】白背飞虱可通过上调SfABCD1表达量来应对噻嗪酮和噻虫嗪的胁迫,SfABCD1表达量随噻虫嗪浓度的升高而降低;另外,白背飞虱也通过调节该基因的转录水平来响应高浓度阿维菌素的毒害。

摘要: 【目的】白背飞虱Sogatella furcifera(Horváth)是我国重要的水稻害虫。本研究旨在确定亚致死浓度吡蚜酮对白背飞虱发育和繁殖及亚致死浓度处理后白背飞虱对其他药剂的敏感性变化的影响。【方法】用生命表法研究了亚致死浓度吡蚜酮处理对白背飞虱F0及F1代发育历期、存活率、羽化率和寿命的亚致死效应;采用稻茎浸渍法,测定了亚致死浓度吡蚜酮处理后白背飞虱对其他药剂的敏感性。【结果】经LC_(10)和LC_(25)吡蚜酮处理后,白背飞虱F0代3-5龄若虫历期比对照(8.25 d)分别延长了1.98 d和4.25 d,寿命分别比对照(14.54 d)缩短了0.49和1.73 d,3-5龄若虫存活率(分别为85.00%和68.50%)和羽化率(分别为75.89%和67.78%)比对照(分别为92.00%和85.90%)下降,其中LC_(25)处理组与对照比差异显著。LC_(10)和LC_(25)吡蚜酮处理的白背飞虱F1代羽化率(分别为76.97%和68.94%)、交尾率(分别为77.79%和66.44%)和卵孵化率(分别为73.19%和68.67%)比对照(分别为88.22%,86.67%和87.26%)显著降低,但只有LC_(25)处理组的F1代发育历期与对照组有显著差异;LC_(10)和LC_(25)吡蚜酮处理后的F1代单雌产卵量比对照(147.80粒/雌)显著下降(分别为112.36和88.34粒/雌),种群相对适合度比对照(1.00)也明显下降(分别为0.41和0.20)。经吡蚜酮LC_(10)和LC_(25)处理后,测定白背飞虱对噻虫嗪,毒死蜱和噻嗪酮的敏感性结果显示,这3种杀虫剂的LC50在LC_(10)处理组中分别为2.16,40.87和3.12 mg/L,在LC_(25)处理组中分别为4.93,17.96和8.39 mg/L。噻虫嗪、毒死蜱、噻嗪酮的相对毒力指数(RTI)结果显示,LC_(10)和LC_(25)处理后的白背飞虱对这3种杀虫剂的敏感性均降低。【结论】吡蚜酮处理后,白背飞虱对其他药剂的敏感性均降低。吡蚜酮亚致死浓度处理能降低白背飞虱的繁殖力,抑制种群增长,亚致死浓度处理后的白背飞虱种群对噻虫嗪、毒死蜱和噻嗪酮的敏感性均降低。

摘要: 【目的】南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)是白背飞虱Sogatella furcifera在稻苗间传播的一种持久性病毒。本研究旨在调查SRBSDV是否诱导水稻挥发物的含量及成分发生变化,并探究变化的组分是否对白背飞虱具引诱或驱避作用。【方法】采用动态顶空法收集3个水稻品种病/健植株的挥发物,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析各品种不同生育期病/健株挥发物的组分,使用嗅觉测定仪测定了白背飞虱对病株特有挥发物的嗅觉行为反应。【结果】从健株检测到11大类化合物共36种;从病株检测到12大类化合物共37种。病株特有挥发物12种,即正十六烷、癸醚、butyl octyl phthalate、正十八烷、己二酸二异丁酯、正十五碳醛、十六烷酸甲酯、2-methylhexacosane、二苯甲酮、雪松醇、正二十烷和叶绿醇;病/健株中共有但含量差异显著的挥发物6种,即1-tricosene、octadecanal、萘、植酮、正十二烷醇和2,6-二叔丁基对甲酚。嗅觉选择实验表明,在50μL/L浓度下,仅叶绿醇对白背飞虱成虫(健康与饲毒)表现出显著的驱避活性。【结论】SRBSDV的侵染改变了水稻挥发物的组分,且不同品种、不同生育期挥发物组分均具差异。叶绿醇为孕穗期荣优华占病株特有挥发物,对健康与饲毒白背飞虱均有驱避活性,是否有助于促进该病毒传播,尚需进一步验证。