摘要: 【目的】明确红、绿两种色型豌豆蚜Acyrthosiphon pisum(Harris)对大气CO_2浓度升高响应的生理机制。【方法】通过CO_2人工气候箱,设置中等浓度(550±27μL/L)和高浓度(750±37μL/L)CO_2浓度,并以当前浓度(375±18μL/L)为对照。在设置以上CO_2浓度的人工气候箱种植蚕豆苗并接入6 h以内的豌豆蚜初产若蚜,记录各虫态的蜕皮和存活情况直至羽化。测定连续3代饲养在蚕豆上的红、绿两种色型豌豆蚜体内营养物质含量和消化酶活力,同时测定蚕豆叶片组织营养物质含量。【结果】大气CO_2浓度升高可显著增加蚕豆叶片内可溶性蛋白、可溶性糖、游离氨基酸和淀粉含量。中等CO_2浓度(550±27μL/L)条件下,F0代两种色型豌豆蚜体内营养物质含量较对照均无显著变化,F_2代蛋白质、总氨基酸、可溶性糖和糖原含量较对照均显著增加,总脂肪和游离脂肪酸含量较对照显著降低,且F_2代绿色型豌豆蚜体内可溶性糖含量显著高于红色型的。高CO_2浓度(750±37μL/L)条件下,3世代两种色型豌豆蚜体内蛋白质、总氨基酸、可溶性糖和糖原含量均显著高于对照,总脂肪和游离脂肪酸含量显著低于对照。其中,F1和F_2代绿色型豌豆蚜体内蛋白质、总氨基酸、可溶性糖和糖原含量显著高于红色型的。CO_2浓度(550±27和750±37μL/L)升高条件下,F0代两种色型豌豆蚜体内消化酶活力较对照无显著变化,F_2代胃蛋白酶和胰蛋白酶活力较对照显著降低,脂肪酶和淀粉酶活力显著升高,3世代两色型间消化酶活力均无显著差异。【结论】高CO_2浓度下,蚕豆叶片组织营养物质含量发生改变从而引起以之为食的豌豆蚜体内营养物质含量与消化酶活力的变化,且绿色型豌豆蚜体内蛋白质、总氨基酸、可溶性糖和糖原含量的变化大于红色型豌豆蚜的,这对未来大气CO_2浓度升高的环境下豆科植物主要害虫豌豆蚜的防治具有参考价值。

摘要: 豌豆蚜Acyrthosiphon pisum是一种重要的刺吸式害虫,其分泌的唾液对取食寄主植物和传播植物病毒有重要的作用。为了探讨蚜虫唾液蛋白的功能,本研究克隆了在豌豆蚜唾液腺高表达的一个未知功能的蛋白家族,该家族包括13个基因,编码14种蛋白,其中4个基因在唾液腺高表达。这个家族是蚜虫特有的蛋白家族,富含半胱氨酸,有14个半胱氨酸高度保守,其中6个半胱氨酸形成3个保守的CXXC结构域。通过与基因组比对,发现这个家族的基因没有内含子,分布在基因组的9个scaffold上。用半定量逆转录PCR检测了每个成员在豌豆蚜不同发育阶段的表达,结果显示这个家族没有发育阶段特异性。推测这个家族的表达可能具有组织特异性,有氧化还原酶或DNA甲基化酶的功能。

摘要: 细胞色素P450在各种内源和外源物质代谢中起着非常重要的作用。利用豌豆蚜Acyrthosiphon pisum基因组mRNA和氨基酸数据库研究P450基因功能的进化规律。通过生物信息学方法对豌豆蚜全基因组P450进行分析,结果显示:在豌豆蚜基因组中发现69个P450基因,它们分别属于13个P450家族和18个亚家族,是一个典型的多基因家族。进一步将这些基因与豌豆蚜ESTs数据库进行了比对分析,其中39个候选基因有EST证据,证明了这些P450基因在转录水平的真实性。以氨基酸相似度大于60%为标准对豌豆蚜基因组中P450基因进行分组,69个P450基因中,除18个基因序列因差异太大,不能被归入任何一组,其余51个可归入10个组,其中8个组(包含47条序列)适合于正选择和基因转换分析。正选择和基因转换分析结果表明:仅有1个组(含9个基因)显著受到正选择压力作用,正选择概率大于95%的氨基酸位点分别是20T和27N,20T位于底物识别位点SRS1,27N位于D-helix;有3个组(包含8个基因)显示显著的基因转换事件。参与基因转换的基因均为CYP4家族成员,分别是CYP4C,CYP4G和CYP4V亚家族。参与基因转换的成员之间的蛋白相似度较高(70%95%),且XM_001944991与XM_001951794同存在于SCAFFOLD12542上,XM_001945510与XM_001944057同存在于SCAFFOLD7010上。这可能暗示豌豆蚜P450基因通过基因复制,然后通过基因转换使P450获得新的功能,以适应多变的生存环境。此外,鉴定出20个不同的基序,其中有5条基序在90%以上的基因中出现。

摘要: 地下害虫和地上害虫虽然在空间上隔离,但植物作为媒介将它们联系到一个系统,为了探讨地下害虫危害对地上害虫的影响,本文利用蚕豆植株作为媒介,研究了韭菜迟眼蕈蚊Bradysia odoriphaga Yang et Zhang危害蚕豆植株对两种色型豌豆蚜Acyrthosiphon pisum的影响。结果表明:韭菜迟眼蕈蚊危害改变了蚕豆植株的营养组成,包括干重和鲜重比、可溶性蛋白、可溶性糖、海藻糖和游离氨基酸。豌豆蚜取食后若虫历期延长,两种色型豌豆蚜1龄历期延长最为显著,红色型豌豆蚜3龄历期延长差异显著,其他各龄历期无差异;豌豆蚜若虫的死亡率提高,绿色型豌豆蚜1龄和2龄的死亡率高于对照组,红色型豌豆蚜2龄、3龄和4龄的死亡率高于对照组,其中红色型豌豆蚜2龄死亡率显著高于对照组;韭菜迟眼蕈蚊危害减小两种色型豌豆蚜每天产蚜数、10 d累积产蚜数、净增值率、内禀增长率、周限增长率、相对生长率、体长和体重,平均世代周期延长但是无显著差异。结果表明,韭菜迟眼蕈蚊危害可直接影响蚕豆的营养组成,进一步间接影响豌豆蚜的生长发育。

摘要: 【目的】评估纳米载体递送系统介导豌豆蚜Acyrthosiphon pisum基因的RNA干涉条件。【方法】选择豌豆蚜表皮发育相关基因几丁质合成酶2（chitin synthase 2, CHS2）基因，代谢相关酶液泡型H⁺-ATP酶AC39（vacuolar H⁺ ATPase AC39,VhaAC39）基因、水通道蛋白（water-specific aquaporin, Wsa）基因和N6-甲基腺苷（N6 methyladenosine, m6A）修饰关键酶甲基转移酶样蛋白14（methyltransferase-like protein 14,METTL14）基因作为研究对象，通过纳米载体递送系统在豌豆蚜4龄若蚜中分别注射上述4个基因不同浓度（10～5 000 ng/μL, 5～250 ng/头）的dsRNA,注射后48 h时利用qRT-PCR检测这上述4个基因的表达量，筛选dsRNA最适浓度；将这4个基因的dsRNA以最适浓度通过纳米载体递送系统注射豌豆蚜4龄若蚜后12, 24, 36, 48, 60和72 h时qRT-PCR检测这4个基因的表达量，筛选纳米载体递送系统介导RNA干涉的最佳时间。【结果】与注射dsEGFP的对照组相比，豌豆蚜4龄若蚜注射50 ng/μL（25 ng/头） dsCHS2后48 h时，CHS2表达量显著下降47.5%;豌豆蚜4龄若蚜注射50～200 ng/μL（25～100 ng/头） dsMETTL14后48 h时METTL14的表达量显著下降，呈剂量依赖效应；豌豆蚜4龄若蚜注射50 ng/μL（25 ng/头）dsVhaAC39后48 h时VhaAC39表达量显著下降53.4%,而注射dsWsa后48 h时Wsa的表达量没有显著变化。与注射dsEGFP的对照组相比，CHS2,METTL14和VhaAC39表达量均在注射靶基因dsRNA后48 h时下降最显著，Wsa在注射dsWsa后60 h时下降最显著。【结论】对豌豆蚜使用纳米载体介导的RNA干涉的dsRNA的最佳浓度约为50 ng/μL （25 ng/头）,干涉效果较好的时间段为处理后48-60 h时，该研究为使用纳米递送系统实现蚜虫RNA干涉提供了参考。