摘要: 昆虫刺吸电位技术(Electrical penetration graph,EPG)与人工饲料体系相结合,能为昆虫与植物相互关系中的行为、生理/毒理和分子机制等多个领域提供定量的研究手段。由于人工饲料体系与植物组织在结构和成分方面有较大差异,以现有的植物EPG波形作为参照标准的研究方法存在局限性。本研究应用EPG技术记录褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)在人工饲料上的取食行为,结合刺孔检测和饲料染色等方法,鉴定各波形的生物学意义。研究发现,人工饲料EPG波形与褐飞虱取食水稻产生的7种EPG波形相比存在差异。人工饲料EPG波形包括4种基本波形:np波,非刺探波;P波,口针刺入饲囊膜;S波,口针分泌唾液,并在人工饲料中移动;I波,吸食人工饲料。研究结果可为建立准确的人工饲料-刺吸电位技术体系提供基础。

摘要: 胰岛素酶通过影响胰岛素的含量在稻飞虱翅型分化中起到重要的调控作用。本研究借助已获得的白背飞虱胰岛素酶的部分氨基酸序列,成功从褐飞虱转录组数据库中比对到带有褐飞虱胰岛素酶基因的c DNA序列,该序列含有一个带有起始密码子ATG和终止密码子TGA的开放阅读框,全长为1425 bp,编码的蛋白质具有胰岛素酶的典型结构:Peptidase_M16超家族和Peptidase_M16_C超家族。再将开放阅读框序列与褐飞虱基因组序列进行比对,得到胰岛素酶基因全长为1 674 bp,含有5个外显子和4个内含子。这是首次有关褐飞虱胰岛素酶基因结构的详细报道,为该基因的体外表达和功能研究打下了良好基础,将有利于探索该酶在稻飞虱翅型分化中的具体调控机制。同时本研究还发现胰岛素酶基因上游320 bp至858 bp处存有一个CpG岛区域,由于甲基化通常发生在基因上游的CpG岛区域,从而调控基因的表达,因此推测这个CpG岛区域可能存在甲基化现象,且在不同翅型的飞虱中甲基化水平存在差异,从而影响翅型分化。这一推测一旦获得实验验证,将有助于深入了解稻飞虱翅型分化的机制。

摘要: 褐飞虱Nilaparvata lugens St?l是对水稻最具破坏性的害虫之一,OsLecRK1是水稻Bph3基因簇中对褐飞虱抗性贡献最大的基因。本文对RHTd(含Bph3)等材料进行了褐飞虱抗性评价,克隆并构建了OsLecRK1过量表达突变体水稻,利用该突变体分析了OsLecRK1基因对褐飞虱若虫存活率、若虫发育历期等生物学参数的影响。结果表明,含Bph3基因水稻RHTd对褐飞虱的抗性明显地强于含Bph1基因水稻Mudgo和bph2基因水稻ASD7,RHTd水稻的褐飞虱受害指数仅为Mudgo和ASD7水稻的53.5%和24.1%。过量表达OsLecRK1基因能显著地增加水稻对褐飞虱的驱避性和抗生性,褐飞虱雌成虫偏好于在野生型水稻上产卵;突变体水稻上的褐飞虱若虫存活率显著地降低,仅为野生型水稻上若虫存活率的75.2%～81.8%,且若虫发育历期显著地延长,羽化率和初羽化雌成虫体重均显著地降低;此外,褐飞虱在突变体水稻上取食分泌的蜜露量只有野生型上的40.3%～60.9%,褐飞虱单雌产卵量只为野生型51%～61.2%,卵孵化率只有野生型的52.2%～56.7%,均显著地减少。结果表明,含Bph3基因水稻RHTd对褐飞虱的抗性明显地高于分别含Bph1、bph2的水稻Mudgo和ASD7;水稻Bph3基因座的OsLecRK1单个基因过量表达即可显著增加水稻对褐飞虱的抗性,OsLecRK1协同影响褐飞虱的多个生物学参数降低褐飞虱的适合度。

摘要: 本文以对褐飞虱Nilaparvata lugens(St■l)具不同抗性水平的水稻品种为研究对象,通过在苗期接入不同密度褐飞虱后测定水稻根系可溶性糖、游离氨基酸、可溶性蛋白质和总酚变化情况,以明确水稻抗虫性与根系生理生化物质含量的关系。研究结果表明,根系中的可溶性糖除了苗龄8 d不接虫的处理,其余处理均以感虫品种TN1含量最高,显著高于3个抗虫品种IR36、Rathu-Heenati(RHT)、Ptb33。各苗龄不同接虫密度TN1根系游离氨基酸及可溶性蛋白质含量均显著高于3个抗虫品种。各苗龄不同接虫密度TN1根系总酚含量均显著低于3个抗虫品种,以Ptb33总酚含量最高,各处理均显著高于IR36及RHT。结果可为进一步开发利用根系指标优良的抗性水稻品种提供科学依据。

摘要: 三磷酸腺苷结合盒转运蛋白(ATP-binding cassette,ABC)广泛分布于各种生物体中,是最大的膜蛋白家族之一。在昆虫中,ABC转运子不仅在分子转运过程中有重要的功能,同时在杀虫剂抗性、代谢和发育中都起到重要的作用。本研究克隆和鉴定了褐飞虱Nilaparvata lugensSt?lABCB基因(NlABCB),结果表明NlABCB基因全长1 468 bp,含有一个长度为459 bp的开放阅读框,编码153个氨基酸。利用定量PCR检测NlABCB基因在褐飞虱体内的表达,发现NlABCB转录本在褐飞虱的所有发育阶段都有表达,在1龄若虫中表达量最低,随着生长发育表达量逐渐升高。NlABCB在褐飞虱5龄若虫的中肠中表达量最高。研究发现该基因与褐飞虱的生理活动有关。构建NlABCB-dsRNA载体,转化大肠杆菌Escherichia coliHT115后,经IPTG诱导,形成NlABCB-dsRNA,喂养褐飞虱取食含NlABCB-dsRNA人工饲料,发现褐飞虱的存活率明显降低。因此该基因的克隆和功能鉴定,对于作物的抗虫育种,尤其对水稻害虫的生物防治将起到重要的促进作用。