摘要: 【目的】建立红棕象甲Rhynchophorusferrugineus全长转录组数据库,深入挖掘红棕象甲基因数据信息。【方法】采用高通量测序平台,利用二代测序(Illumina RNA-seq)校正三代测序(PacBio Iso-Seq)的方法对红棕象甲进行全长转录组测序,并对转录组数据进行生物信息学分析。【结果】红棕象甲全长转录组平均长度为2 302 bp,N90长度为1 321 bp,N50长度为2 785 bp;经CD-Hit程序去冗余,获得转录本63 801条,主要长度范围为0.5-6 k。基因功能注释表明,在NR、Swiss-Prot、KEGG、KOG、GO、NT和Pfam数据库中,分别有50 280、40 109、47 197、33 511、27 707、27 253和27 707条转录本被注释;其中,12 508条转录本均在7个数据库中有注释,54 999条转录本至少在一个数据库有注释。此外,经鉴定或预测,获得2 184个可变剪接(AS)、66 230个SSR、2 084个转录因子(TFs)和9 618条长链非编码RNA(LncRNA)。CDS长度的主要分布范围为0-2 500 nt。【结论】本研究获得了红棕象甲全长转录组数据库,为红棕象甲后续分子生物学基础研究奠定基础。

摘要: 【目的】红棕象甲Rhynchophorus ferrugineus(Olivier)是棕榈科植物上重要入侵害虫之一,寄主及分布范围广。详细了解红棕象甲前胸背板色斑的特征,不仅能够从形态上快速正确地识别,从而为进行有效的监测和防控提供依据,同时为红棕象甲种群多样性在其入侵过程中的适应性和入侵性分析提供理论基础。【方法】本文通过对21个野外不同地理种群及室内两种体色型的红棕象甲样本的色斑数量、形状及分布位置进行统计分析。【结果】1)红棕象甲前胸背板色斑一般分前后两行排列,色斑数在2-11个不等;色斑形状有(近)椭圆形、圆形、心形、水滴状、线形、三角形、菱形和不规则形等。2)不同地理种群的色斑在数量,形状和位置分布存在差异。福建省11个地理种群中含有6个和7个色斑数的个体占87.7%,重庆(CQ)种群的个体全部是6个和7个色斑类型;四川(SC)、上海(SH)、云南(YN)、深圳(SZ)4个种群的优势色斑型为6个色斑型,分别占50.0%、45.0%、71.4%和70%;广西(GX)、美洲阿鲁巴岛(Aruba)和台湾地区(TW)种群中7个色斑型个体占大多数,分别为50.0%、77.8%和80%;海南(HN)种群的色斑数主要集中在6个和8个色斑(33.3%和56.7%);巴基斯坦种群2个色斑类型占68.2%。色斑形状和分布位置的聚类图结果显示地理位置与色斑的形状及位置没有规律性。3)不同地理种群优势色斑的分布没有雌雄特异性。4)经纬度和种群色斑数的相关性分析,结果显示色斑数与地理纬度间存在显著的低度负相关性(r=﹣0.312,P=0.010),而地理经度与色斑数间没有显著的相关性(r=﹣0.059,P=0.635)。5)实验室群体中,黑色型的红棕象甲的优势色斑数为7个,红色型的优势色斑数则为8个,其中,10个色斑类型仅在红色型中存在。色斑数高的色斑类型(色斑数大于7个)在红色型中存在的比例远远高于黑色型(红色型为55.6%,黑色型为2.3%),且红色型的色斑的大小一般为前排小,后排大,这与黑色型存在明显差异。【结论】不同地理种群的红棕象甲在色斑数量,色斑形状和色斑分布位置上存在差异,但这种差异并没有地理位置的规律性,但在海南和巴基斯坦种群中存在种群特异性,福建和台湾地区种群存在相似性;色斑数多的种群,其色斑形状多样性越高;色斑类型与体色之间存在联系。

摘要: 【目的】为评价一种红棕象甲Rhynchophorus ferrugineus Oliver人工饲料的饲养效果。【方法】以自然寄主大王棕和甘蔗饲养红棕象甲作对照,连续3代饲养红棕象甲,对红棕象甲各发育阶段的生长和发育指标进行调查。【结果】用人工饲料饲养的红棕象甲幼虫历期和蛹历期(40.20 d和33.99 d)显著低于对照组(60.87 d和36.12 d;109.00 d和42.70 d),用人工饲料饲养的红棕象甲幼虫存活率(63.87%)显著高于对照组(37.99%和48.60%)。人工饲料饲养的红棕象甲,在单雌产卵量和卵孵化率方面与对照组没有显著差异,在蛹重和成虫体重方面显著小于对照组,蛹重比对照组减少了25.55%和63.87%,成虫体重比对照组减少了24.18%和35.16%。【结论】该人工饲料可以很好的满足红棕象甲生殖发育的营养需求,且缩短了世代发育历期,适于红棕象甲种群规模化、长期饲养。

摘要: 【目的】明确入侵害虫红棕象甲Rhynchophorus ferrugineus胞质型肽聚糖识别蛋白RfPGRP-L2在肠道菌群稳态的维持和调控过程中的作用,将为靶向破坏肠道菌群稳态的害虫控制新策略研发提供新的科学依据和作用靶标。【方法】利用生物信息学方法分析RfPGRP-L2的序列特征。利用RT-qPCR分析RfPGRP-L2在健康红棕象甲4龄幼虫不同组织(头、脂肪体、表皮、前肠、中-后肠、血淋巴)以及大肠杆菌Escherichia coli DH5α和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus经注射(注射1μL OD_(600)=1.6的菌液)和喂食(取食涂抹1 mL OD_(600)=1.6的菌液的甘蔗薄片)两种不同方式分别感染后红棕象甲4龄幼虫肠道和脂肪体中的表达量;进行RfPGRP-L2原核表达,利用体外孵育方法检测重组蛋白RfPGRP-L2对大肠杆菌DH5α和金黄色葡萄球菌的凝集和抑菌活性;RNAi干扰RfPGRP-L2后,检测红棕象甲4龄幼虫血淋巴和肠道中大肠杆菌菌落数的变化;利用RT-qPCR分析RNAi干扰RfPGRP-L2后红棕象甲4龄幼虫脂肪体和肠道中抗菌肽基因表达量的变化;利用基于细菌16S rRNA的高通量测序分析RNAi干扰RfPGRP-L2对健康红棕象甲4龄幼虫肠道菌群结构组成的影响。【结果】SMART预测发现红棕象甲RfPGRP-L2基因编码的蛋白中无跨膜结构域也无信号肽,这表明RfPGRP-L2是一种胞质型肽聚糖识别蛋白。RT-qPCR检测发现,RfPGRP-L2主要在健康红棕象甲4龄幼虫血淋巴、肠道和脂肪体等免疫组织中表达;被注射感染大肠杆菌和金黄色葡萄球菌6 h和12 h后,红棕象甲4龄幼虫脂肪体中RfPGRP-L2的表达量分别显著上调;被喂食感染大肠杆菌6 h后,红棕象甲4龄幼虫肠道中RfPGRP-L2的表达量显著增加。重组表达蛋白RfPGRP-L2能引起大肠杆菌和金黄色葡萄球菌发生凝集反应,这说明RfPGRP-L2能够识别这两种细菌。当RfPGRP-L2被干扰后,红棕象甲4龄幼虫对肠道和血淋巴中感染EGFP标记的大肠杆菌的清除能力显著弱于对照组;肠道中抗菌肽基因RfCecropin的表达量显著降低;健康红棕象甲4龄幼虫肠道中细菌的菌落数量显著高于对照组,而且肠道菌群结构组成也发生了明显的变化。【结论】红棕象甲体内胞质型肽聚糖识别蛋白RfPGRP-L2能够通过识别细菌并激活肠上皮细胞中相应的免疫信号通路促进抗菌肽基因的表达,从而介导对肠道菌群稳态的调控。

摘要: 【目的】明确红棕象甲Rhynchophorus ferrugineus C-型凝集素RfCTL-S1在其幼虫免疫防御中的作用。【方法】对红棕象甲RfCTL-S1序列特征进行生物信息学分析;利用RT-qPCR检测RfCTL-S1在红棕象甲4龄幼虫不同组织(头、体壁、前肠、中-后肠、血淋巴和脂肪体)以及大肠杆菌Escherichiacoli DH5α和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus注射感染(注射1μL OD_(600)=1.6的菌液)后在红棕象甲4龄幼虫脂肪体和肠道中的表达量,以及RfCTL-S1基因RNAi后红棕象甲4龄幼虫脂肪体和肠道中抗菌肽基因RfAttacin,RfCecropin,RfColeopericin和RfDefensin表达量;分析RfCTL-S1基因通过RNAi被沉默后对红棕象甲4龄幼虫血淋巴EGFP标记的大肠杆菌的清除能力以及肠道中可培养细菌菌落数量的影响。【结果】生物信息学分析发现红棕象甲RfCTL-S1基因编码的蛋白无跨膜结构域,但包含一个信号肽和糖类识别结构域,该结构域中含有EPN基序,表明RfCTL-S1是一种能结合甘露糖的分泌型蛋白。RT-qPCR检测发现,RfCTL-S1在红棕象甲4龄幼虫血淋巴中高表达。在红棕象甲幼虫脂肪体中,与注射PBS的对照组相比,注射感染大肠杆菌24 h后RfCTL-S1的表达量显著下调;注射感染金黄色葡萄球菌6 h后红棕象甲幼虫脂肪体中RfCTL-S1的表达量显著高于注射后24 h。在红棕象甲幼虫肠道中,注射感染金黄色葡萄球菌12 h后,该基因的表达量显著高于注射后6和24 h。RNAi干扰RfCTL-S1后,红棕象甲幼虫脂肪体中抗菌肽基因RfCecropin,RfColeoptericin和RfDefensin的表达量都显著下降;红棕象甲幼虫血淋巴对感染EGFP标记的大肠杆菌的清除能力显著弱于对照组,然而RNAi组和对照组间幼虫肠道中的可培养细菌菌落数没有显著差异。【结论】分泌型RfCTL-S1蛋白能够通过识别细菌并激活红棕象甲幼虫脂肪体中相应的免疫信号通路促进抗菌肽基因表达,从而实现对入侵病原体的清除。