摘要: 【目的】γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)是动物神经系统中一种重要的神经递质。本研究旨在鉴定西花蓟马Frankliniella occidentalisγ-氨基丁酸受体(GABA receptors, GABAR)家族基因,明确离子型受体(GABA_AR)在西花蓟马对多杀霉素抗性形成中的作用。【方法】根据西花蓟马基因组和转录组数据,鉴定并克隆GABAR基因,进行生物信息学分析;采用qPCR检测GABA_AR亚基基因FoRDL,FoLCCH3和FoGRD在西花蓟马多杀霉素敏感品系不同发育阶段(1-2龄若虫、蛹和成虫)的表达模式及在敏感和抗性品系成虫期的相对表达量差异;对西花蓟马敏感品系3日龄成虫的FoRDL进行RNAi 24 h后,在0.250和0.400 mg/L多杀霉素处理下生物测定计算西花蓟马成虫死亡率。【结果】注释并克隆获得8个GABAR基因:FoRDL,FoLCCH3,FoGRD,FoGRD-like1,FoGRD-like2,FoB1,FoB2和FoB-like(GenBank登录号:MH148151-MH148158),其ORF长度介于1 0803 720 bp;系统进化分析表明,西花蓟马的GABAR基因与其他昆虫物种相应基因聚类,具有很高的保守性。GABA_AR亚基FoRDL, FoLCCH3和FoGRD具有典型的N端胞外区环结构(loop A-F)和4个跨膜区(TM 1-4);FoRDL外显子3存在互斥剪切。FoRDL,FoLCCH3和FoGRD的表达量随多杀霉素敏感品系西花蓟马发育阶段逐渐升高,成虫期达最高;FoRDL在西花蓟马抗性品系成虫期的表达量显著低于敏感品系成虫期的。对西花蓟马敏感品系的FoRDL进行RNAi后,在0.250和0.400 mg/L多杀霉素处理剂量下,西花蓟马成虫死亡率均显著下降,分别比对照下降了55.80%和43.00%。【结论】在西花蓟马体内鉴定到5个离子型和3个代谢型GABAR基因,其中FoRDL可能在西花蓟马对多杀霉素产生抗性中发挥一定作用。

摘要: 【目的】西花蓟马Frankliniella occidentalis是一种毁灭性的世界性入侵害虫,对我国蔬菜和花卉等作物具有重大威胁。为了更好地应用蓟马聚集信息素进行西花蓟马监测和防治,本试验在室内对西花蓟马昼间交配习性、雌雄互作和雄成虫聚集信息素释放节律进行研究。【方法】通过单独配对和群体配对两种方法研究西花蓟马成虫在光照阶段的第1,4,8和12小时4个不同时间的交配行为;采用显微摄像系统研究西花蓟马雌雄成虫间4个不同时间的互作节律;采用固相微萃取法和气质联用仪分析西花蓟马雄成虫聚集信息素两种组分neryl(S)-2-methylbutanoate和(R)-lavandulyl acetate在4个不同时间的释放节律。【结果】西花蓟马成虫在光照阶段的4个不同时间内的交配率、交配历期(持续时间)、雌雄互作次数和雄成虫对雌成虫的交配尝试次数均不存在显著差异,说明交配行为和雌雄互作行为不具有明显的节律性。西花蓟马雄成虫聚集信息素具有引诱活性的neryl(S)-2-methylbutanoate在光照阶段的这4个不同时间的释放率不存在显著差异,其释放节律与西花蓟马成虫的交配相关行为相一致。另一种不具有引诱活性的组分(R)-lavandulyl acetate在光照阶段的这4个不同时间释放率具有显著差异,呈逐渐增高趋势。【结论】本研究证实了西花蓟马成虫在室内光照条件下交配相关行为不存在明显的节律性,其聚集信息素主要引诱成分neryl(S)-2-methylbutanoate的释放亦无明显的节律性。该结果为进一步研究西花蓟马聚集信息素不同组分的行为调控作用提供了理论依据,同时为合理高效地应用聚集信息素进行西花蓟马田间种群动态监测和防控提供指导。

摘要: 【目的】西花蓟马Frankliniella occidentalis和花蓟马F.intonsa雄成虫均可以释放聚集信息素,且对雌雄虫均具有吸引作用。两种蓟马聚集信息素的主要成分相同,为(R)-lavandulyl acetate和neryl(S)-2-methylbutanoate,但两种主要成分的比例差异很大。本研究旨在明确这两种蓟马聚集信息素组分的田间最佳引诱剂量和比例及其在两种蓟马种间互作中的作用。【方法】通过田间色板引诱试验,分别测定了上述两种蓟马聚集信息素组分对两种蓟马雌虫的田间最佳引诱剂量和比例;通过养虫笼选择性试验分析了这两种聚集信息素最佳配比在两种蓟马种间互作中的作用。【结果】田间色板引诱试验结果显示,当neryl(S)-2-methylbutanoate的剂量为10 000 ng,(R)-lavandulyl acetate和neryl(S)-2-methylbutanoate的比例为1∶8时,对西花蓟马成虫的引诱效果最佳;当neryl(S)-2-methylbutanoate的剂量为5 000 ng,(R)-lavandulyl acetate和neryl(S)-2-methylbutanoate的比例为1∶4时,对花蓟马成虫的引诱效果最佳。选择性试验结果表明,分别针对西花蓟马和花蓟马的聚集信息素组分最佳配比对同种具有吸引作用,对异种不具有吸引作用,说明这两个近缘种的聚集信息素具有种间特异性。【结论】两种蓟马通过聚集信息素组分比例调节的种间特异性可能是两种蓟马种群分化的重要机制;聚集信息素种间特异性是降低两种蓟马种间竞争的重要因素。本研究为深入理解两种蓟马信息素特异性的生理和分子机制提供理论指导,同时对利用聚集信息素进行蓟马种群监测和害虫防控具有指导意义。

摘要: 【目的】为明确大气CO_2浓度升高对入侵昆虫西花蓟马Frankliniella occidentalis及其本地近缘种花蓟马F.intonsa的影响机制。【方法】在CO_2人工气候箱(400和800μL/L)内分别以不同的寄主植物(四季豆、茼蒿、辣椒和黄瓜)饲养西花蓟马和花蓟马3代以后,比较分析两种蓟马成虫体内消化酶(淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶)活性的差异。【结果】4种寄主植物饲养的西花蓟马和花蓟马成虫体内淀粉酶活性均随着CO_2浓度的升高而降低,其中四季豆、黄瓜、辣椒和茼蒿饲养的西花蓟马成虫体内淀粉酶活性依次降低21.39%,25.33%,44.59%和42.27%;而花蓟马成虫体内淀粉酶活性则分别降低了48.79%,49.47%,38.86%和38.92%。随着CO_2浓度的升高,两种蓟马成虫体内脂肪酶和胰蛋白酶的活性均升高,其中四季豆、黄瓜和辣椒饲养的两种蓟马酶活性均显著升高(P<0.05)。高CO_2浓度环境中四季豆饲养的西花蓟马脂肪酶和胰蛋白酶活性分别是对照的2.00和2.49倍,黄瓜饲养的种群其脂肪酶和胰蛋白酶活性分别是对照的2.36和2.27倍,辣椒饲养种群相应的酶活性分别是对照的3.61和3.59倍。而高CO_2浓度环境中四季豆、黄瓜和辣椒饲养的花蓟马脂肪酶活性仅分别是对照的1.76,2.18和2.69倍,胰蛋白酶活性分别为对照的1.72,2.19和2.42倍。【结论】CO_2浓度升高和寄主植物种类是影响两种蓟马成虫体内淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶活性变化的重要原因,两种蓟马均能通过调节自身的酶活性来适应未来高CO_2浓度的气候环境,其中入侵种西花蓟马对环境的适应性强于本地近缘种花蓟马。

摘要: 【目的】本研究旨在探究锉吸式口器害虫西花蓟马Frankliniella occidentalis取食诱导的菜豆Phaseolus vulgaris木植株系统防御反应的分子机制。【方法】利用荧光定量PCR技术,检测西花蓟马分别在稳定取食菜豆植株2 h后的24,48,72和96 h菜豆植株不同部位(上部、中部和下部)叶片中茉莉酸信号转导途径和水杨酸信号转导途径防御相关基因脂氧合酶基因(LOX)、苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)和β-1,3-葡聚糖酶基因(PR-2)相对表达量的变化。【结果】西花蓟马取食菜豆植株后,受害叶片及上部和下部健康叶片中LOX,PAL和PR-2均被显著诱导表达,均以受害叶片防御酶基因表达量的变化较大,并且表达量在相同叶片不同时间下的变化不同。中部受害叶片中LOX的相对表达量均显著高于未接虫的对照植株,并随西花蓟马为害时间的延长逐渐升高,在96 h时为对照的209.54倍;随着时间的延长LOX表达量在上部和下部健康叶片呈现升高-降低-升高的趋势。PAL的表达量在西花蓟马为害植株的中部受害叶片和上部健康叶片均于48 h时出现最大值,分别为对照的52.70倍和41.20倍;但在下部健康叶片于72 h时达到最大值,为对照的47.06倍。PR-2表达量在受害株的上部健康叶片于48 h时出现最大值,在中部受害叶片和下部健康叶片均于96 h时达到最大值,但在24 h时在下部健康叶片中受到抑制。【结论】西花蓟马取食能显著诱导菜豆植株茉莉酸和水杨酸信号转导途径相关防御酶基因LOX,PAL和PR-2的表达,并在菜豆植株不同部位叶片产生系统抗性。