摘要: 【目的】昆虫精子的超微结构在昆虫种类鉴定和亲缘关系探讨方面具有重要意义。研究蜡蝉总科(Fulgoroidea)昆虫的精子超微结构,可以为目前仍存较大争议的该类群发育关系分析提供更多证据。【方法】采用超薄切片法并结合光学电子显微镜和透射电子显微镜,观察透明疏广蜡蝉Euricania clara Kato精子形态和超微结构。【结果】透明疏广蜡蝉的成熟精子聚集成束,单根精子无多态性,由头部、颈区和长鞭毛组成。头部包括双层顶体复合体和精子细胞核;颈区可见中心粒和中心粒侧体;长鞭毛主要由一对D形的线粒体衍生物、一对鱼钩状副体和典型的9+9+2微管型轴丝结构组成。【结论】透明疏广蜡蝉的鱼钩状副体与已报道的其他蜡蝉类群的该结构大体一致,但与头喙亚目其他类群的副体结构有显著差异;此外,透明疏广蜡蝉精子线粒体衍生物的数量、大小及横切形状与组成与其他昆虫类群有较大差异,而在头喙亚目内表现出一定的一致性,但也存在明显差异。本研究可以为蜡蝉总科昆虫系统发育分析提供科学资料。

摘要: 【目的】本研究通过形态及超微结构比较研究,进一步了解蝉次目蝉总科和沫蝉总科这两个近缘类群的马氏管形态和功能分化。【方法】利用光学显微镜和透射电子显微镜技术,对合哑蝉Karenia caelatata Distant和鞘翅圆沫蝉Lepyronia coleoptrata(Linnaeus)成虫马氏管的整体形态构造和超微结构进行了比较研究。【结果】结果显示,在整体形态构造方面,合哑蝉和鞘翅圆沫蝉马氏管在滤室外的部分均分化为4个区段:过渡区、基部区、端部区和末端区。合哑蝉马氏管末端区附着于回肠并被结缔组织包裹,最末端两两愈合为一体;鞘翅圆沫蝉的末端区不愈合,最末端膨大成棒状并贴附于直肠。超微结构观察表明,这两种蝉次目昆虫的马氏管管壁细胞均具有基膜内褶和微绒毛。合哑蝉马氏管基部区管壁细胞含有分泌囊泡、分泌颗粒、内质网和矿物质颗粒。鞘翅圆沫蝉马氏管基部区管壁细胞包含大量分泌囊泡,端部区细胞中的卵形囊泡与基膜愈合。马氏管中的微生物形态表明,合哑蝉马氏管的基部区、端部区中的微生物可能为共生细菌,鞘翅圆沫蝉马氏管的过渡区中微生物可能为病原菌。【结论】合哑蝉和鞘翅圆沫蝉马氏管在形态构造和超微结构方面的异同,一方面为蝉总科和沫蝉总科的姊妹群关系提供了重要证据,另一方面也为其马氏管的排泄及分泌功能分化研究提供了重要信息。相关微生物的发现为进一步探讨共生菌与蝉次目昆虫的协同进化,以及利用微生物进行该类害虫的防治提供了信息。

摘要: 【目的】卵黄原蛋白受体(vitellogenin receptor,VgR)属于低密度脂蛋白受体,通过介导内吞作用为发育中的卵母细胞摄取卵黄原蛋白,为胚胎发育提供营养物质,在昆虫生殖过程中发挥关键作用。为研究黑尾叶蝉Nephotettix cincticeps VgR(NcVgR)基因的生理功能及其在生殖中的作用,本研究克隆并解析了NcVgR基因的序列,并对其时空表达进行了研究。【方法】根据黑尾叶蝉转录组数据信息,利用RT-PCR克隆了NcVgR基因,并进行了生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR研究了不同发育时期、成虫不同组织NcVgR的表达水平。【结果】NcVgR c DNA序列全长6 676 bp,开放阅读框长度5 568 bp,编码1 855个氨基酸,预测编码蛋白的分子量为206 k D,N端前17个氨基酸为信号肽。序列分析显示,NcVgR具有低密度脂蛋白家族的5个经典保守域,即:配体结合域(ligand-binding domain,LBD)、表皮生长因子前体同源域(EGF-precursor homology domain,EGFP)、O-糖链结构域(O-linked sugar domain,OLSD)、跨膜域(transmembrane domain,TMD)和胞质尾域(cytoplasmic domain)。系统发育分析表明,NcVgR与褐飞虱N.lugens VgR亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果显示,NcVgR转录起始时间为5龄若虫,羽化后转录水平逐渐上升,至羽化后8 d达到峰值,随后下降。有意思的是,随着黑尾叶蝉产卵,NcVgR转录水平再次上升,至羽化后16 d达到最高水平。组织定位结果显示,NcVgR在黑尾叶蝉雌成虫卵巢中特异性高表达,而在雌成虫脂肪体和肠道中微量表达,在雌成虫脑及雄成虫中均未检测到表达。【结论】NcVgR在黑尾叶蝉雌成虫卵巢中特异性表达,并且不同发育时期具有不同的表达量,这为研究黑尾叶蝉的生殖调控机理提供了分子信息。

摘要: 【目的】为开发假眼小绿叶蝉Empoasca vitis分子标记,采用高通量测序技术对假眼小绿叶蝉DNA进行了测序与分析。【方法】本研究基于Illumina Hi Seq测序技术,构建了PE文库(400bp),对获得的测序数据利用生物信息学分析手段完成全基因组扫描,并进一步使用MISA分析鉴定基因组序列中出现的微卫星序列(SSR)。针对微卫星序列共设计10对引物,并使用3步法进行引物多态性筛选。【结果】共计检测Scaffold数量为183 194条,其中包含SSR的Scaffold共计1 545条,共计筛选出1 569个SSR位点。在假眼小绿叶蝉的微卫星中,共包括87种重复基元类型,二核苷酸与三核苷酸重复序列为主要重复类型,分别占SSRs总数的70.26%和27.84%;二核苷酸重复基元CA/TG和三核苷酸重复基元AAT/ATT是优势重复基元,分别占SSRs总数的33.96%和5.86%。在设计的10对引物中,5对具有多态性,在8个假眼小绿叶蝉个体中共发现16个等位基因。【结论】结果说明假眼小绿叶蝉SSR位点在多态性方面具有极大的可开发性,具有多态性的SSR位点可对假眼小绿叶蝉种群间的分化,种群间的扩散机理和途径及影响因素等问题提供分子视角。

摘要: 【目的】目前发现,北京枣园中的凹缘菱纹叶蝉Hishimonus sellatus(Uhler)和片突菱纹叶蝉Hishimonus lamellatus Cai混同发生。已知凹缘菱纹叶蝉可以传播枣疯病,而片突菱纹叶蝉是否携带枣疯病植原体尚待证明。正确鉴别区分枣园中菱纹叶蝉的种类并测定其体内感染枣疯病植原体情况有助于阐明田间枣疯病的流行规律,从而提出有效的预防枣疯病及其媒介昆虫措施显得十分重要。传统形态学鉴定两种菱纹叶蝉种类的方法局限于雄性成虫外生殖器,本研究目的在于建立一种快速的分子生物学方法,在区分枣园中两种枣菱纹叶蝉的同时,可检测虫体内的枣疯病植原体。【方法】以凹缘菱纹叶蝉和片突菱纹叶蝉的COI基因以及枣疯病植原体的16S r DNA为扩增目标,分别设计引物,建立一种包含3对引物的多重PCR体系。测试该多重PCR体系对叶蝉总DNA的灵敏度、准确性,以及当两种叶蝉DNA同时存在时的辨别能力和对枣疯病植原体16S r DNA的灵敏度。【结果】该多重PCR可以准确区分凹缘菱纹叶蝉和片突菱纹叶蝉,并对虫体内枣疯病植原体实现检测,其对昆虫总DNA的灵敏度达到0.012 ng,对枣疯病植原体16S r DNA模板的灵敏度达到900拷贝。【结论】该方法极大方便了对枣菱纹叶蝉的田间种群发生动态及虫体中枣疯病植原体感染的监测。