摘要: 【目的】保幼激素受体Methoprene-tolerant(Met)控制保幼激素信号传导途径中重要下游转录因子Krüppelhomolog 1(Kr-h1)的表达,调控昆虫的变态发育。本研究旨在探究褐飞虱Nilaparvata lugens Met基因与Kr-h1在褐飞虱变态发育中的功能。【方法】利用PCR技术扩增Nl Met基因的ORF序列。通过RNA干扰技术分别或同时沉默褐飞虱若虫的Nl Met和Nl Kr-h1基因,进一步研究其功能。【结果】克隆得到Nl Met,其开放阅读框包含1 185 bp,编码395个氨基酸,包括b HLH,PAS-A,PAS-B和PAC 4个结构域;其中PAS-B和PAC保守性较高,而b HLH和PAS-A保守性相对较低。采用RNA干扰技术沉默Nl Met和Nl Kr-h1基因后发现,单独对4龄若虫Nl Kr-h1基因干扰后,若虫阶段及初羽化雌虫和雄虫死亡率均显著上升(P<0.05);对5龄若虫Nl Kr-h1基因干扰后只有若虫死亡率上升(P<0.05),单独对Nl Met基因干扰后死亡率没有显著变化(P>0.05);二者共同沉默后的死亡率同单独对Nl Kr-h1沉默时类似。此外,我们还发现单独对4龄若虫Nl Kr-h1干扰后在雌虫中出现了生殖器畸形,虽然Nl Met干扰并未出现生殖器发育畸形现象,但二者共同干扰后,在若虫、初羽化雌雄成虫中畸形比例均显著增加(P<0.05)。【结论】Nl Met与下游转录因子Nl Kr-h1对褐飞虱变态发育起到重要作用,影响若虫到成虫的变态和外生殖器的发育。本研究有助于揭示Nl Met和Nl Kr-h1在昆虫变态发育中的重要作用。

摘要: 【目的】褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)是为害水稻的重要害虫之一,温度是影响其暴发、迁飞的主要环境因子之一。本研究旨在探讨研究褐飞虱对高温胁迫适应性的热激蛋白基因表达调控模式。【方法】分别以不同的高温(30℃40℃)处理褐飞虱雌、雄虫1 h和2 h,利用荧光定量PCR技术检测其体内的β-actin 1,β-actin2,β-actin3,28S rRNA,18S rRNA和α-2-tubulin 6个内参基因的表达量,用geN orm和BestK eeper软件分析确定最稳定表达的内参基因,并检测热胁迫后hsp70和hsp90基因在处理褐飞虱成虫体内的表达模式。【结果】geN orm软件分析结果表明,热胁迫后褐飞虱内参基因稳定性在雌虫体内为:β-actin1=β-actin3>28S rRNA>α-2-tubulin>18S rRNA>β-actin2;在雄虫体内为:β-actin1=β-actin3>α-2-tubulin>28S rRNA>18S rRNA>β-actin2。BestK eeper软件分析结果显示,在热胁迫的雌、雄虫体内β-actin1均最稳定,18S rRNA次之,β-actin2最不稳定。两种软件分析结果基本一致。以β-actin1为校正内参基因,荧光定量PCR分析hsp70和hsp90在不同热胁迫条件下的表达模式,结果表明,各高温处理下hsp70表达量与对照26℃下的表达量没有显著性差异;而hsp90基因表达模式表现为被高温诱导上调表达,在雌、雄虫体内表达量达到最高的处理条件分别为40℃和38℃处理2 h。【结论】β-actin1基因可以作为热胁迫下褐飞虱雌雄虫体内基因表达模式分析的校正内参基因使用。褐飞虱hsp90基因能被高温诱导表达,该基因可能在褐飞虱适应热胁迫过程中起着重要的作用。

摘要: 【目的】PI3K信号通路在生物体中发挥重要功能,涉及糖和脂质的代谢、细胞和组织生长以及生物个体寿命等。本研究旨在探明该通路中磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)在褐飞虱Nilaparvata lugens中的功能。【方法】根据转录组提供的PI3K p85α核心序列信息,应用c DNA末端快速克隆的技术(RACE)获得了编码PI3K p85α的基因Nl PIK3R1的全长c DNA(Gen Bank登录号为KP635379),并应用荧光定量PCR和通过给成虫喂食ds Nl PIK3R1对Nl PIK3R1进行RNA干扰(RNAi)分别对该基因的表达规律和功能进行了研究。【结果】荧光定量PCR测定结果表明,Nl PIK3R1在褐飞虱若虫和雄成虫中表达量均较低,但在怀卵雌成虫中大量表达。RNAi结果表明,给褐飞虱成虫喂食0.1和0.5μg/μL ds Nl PIK3R1均导致Nl PIK3R1的表达明显受到抑制,高浓度组的抑制效果尤为明显。喂食ds Nl PIK3R1对褐飞虱成虫具有极显著致死效果,高浓度组的褐飞虱成虫在饲喂第7天时存活率仅为37.5%,相比于空白对照组(87.00%)和ds GFP对照组(76.67%)均达到了极显著差异(P<0.01)。对Nl PIK3R1的RNAi导致褐飞虱成虫羽化率下降和体重变轻。【结论】本研究结果显示,Nl PIK3R1基因对褐飞虱的生存、生长和发育具有重要作用,可以作为防治褐飞虱的潜在靶标。

摘要: 【目的】地磁定向是昆虫远距离迁飞定向的重要机制之一。本研究以迁飞性害虫褐飞虱Nilaparvata lugens长翅型和短翅型雌雄成虫为研究对象,系统开展虫体内磁性物质定量研究。【方法】本研究利用MPMS-7型超导量子磁强计检测褐飞虱长翅型和短翅型雌雄成虫体内的磁性物质,并将经普鲁士蓝染色后的虫体超薄石蜡切片于JEM-2100型透射电子显微镜下观察磁性物质的分布状况,最后利用原子发射光谱法对虫体内的磁性物质进行定量分析与比较。【结果】超导量子磁强计检测发现,仅在褐飞虱长翅型和短翅型雌雄成虫腹部的磁滞曲线有明显闭合现象,证明该部位存在磁性物质;经透射电镜观察发现,普鲁士蓝沉淀主要呈点簇状存在于虫体腹部,证明该部位存在铁磁性物质;通过等离子发射光谱检测发现,同一性别长翅型成虫体内铁离子含量显著高于短翅型成虫,且相同翅型雄成虫体内铁离子含量显著高于雌成虫。【结论】褐飞虱长翅型和短翅型雌雄成虫腹部普遍存在铁磁性物质,且不同翅型和性别间磁性物质含量差异显著。

摘要: 【目的】为了明确光周期和遗传因子在稻飞虱翅型分化中的作用,研究了3种稻飞虱(褐飞虱Nilaparvata lugens、白背飞虱Sogatella furcifera和灰飞虱Laodelphax striatellus)翅型纯系或近纯系在不同光照时数下的翅型分化比率。【方法】以经过545代连续翅型筛选后的褐飞虱、白背飞虱和灰飞虱的长翅型和短翅型纯系或近纯系为材料,在室内分别测定了其在长光照(16和20 h)、短光照(412 h)和正常光照(14 h)3类光周期条件下饲养后,雌、雄成虫中长翅和短翅个体出现的比率及存活率。【结果】白背飞虱和灰飞虱的长翅型纯系M♂×M♀或短翅型纯系B♂×B♀在不同光周期下的翅型比率均无显著差异(P>0.05)。褐飞虱短翅型近纯系B♂×B♀的雌虫短翅率和成虫总短翅率在不同光周期下也无显著差异(P>0.05),但雄虫短翅率在正常光照14 h和短光照4 h下显著高于长光照20 h下的(P<0.05)。当褐飞虱短翅型达到纯系后,其后代翅型在616 h光照条件下无显著差异。褐飞虱长翅型近纯系M♂×M♀的后代虽有短翅个体出现,但是雌虫和雄虫的各自短翅率在不同光周期下无显著差异(P>0.05),仅总体短翅率在12 h光照条件下的显著高于16 h下的(P<0.05)。褐飞虱长、短翅型杂交筛选品系M♂×B♀的雌虫短翅率随光照时数的延长而升高;灰飞虱杂交筛选品系M♂×B♀的短翅雄虫随光照时数的缩短而增多(P<0.05),但当筛选代次达到45代时,这种趋势不再显著。3种稻飞虱长翅型和短翅型纯系或近纯系若虫的存活率会稍低于长、短翅型杂交后代的存活率,但长、短翅型品系的存活率在616 h光照条件下差异不显著(P>0.05)。【结论】稻飞虱翅型分化对光周期的反应受飞虱本身遗传背景的影响,翅型纯系后代个体的翅型分化对光周期变化不敏感。