摘要: 【目的】灰飞虱Laodelphax striatellus(Fallén)是水稻上的重要害虫,它严重影响了水稻的产量和品质,特别由其传播的水稻条纹叶枯病毒对水稻的危害甚至更为严重。灰飞虱分布广,对环境有很强的适应性。本研究旨在探讨灰飞虱对温度胁迫适应的分子机制进行了初步的探讨。【方法】本研究采用RT-PCR与RACE技术克隆了热激蛋白Hsp90基因的全长,利用各种生物信息方法分析了该热激蛋白的特征,实时荧光定量PCR技术用于研究Hsp90基因在不同生长发育阶段和不同温度条件下表达变化规律。【结果】我们获得一条Hsp90基因的cDNA全长序列,命名为LsHsp90(GenBank登录号为KF660250)。LsHsp90全长为2 740 bp,编码729个氨基酸,等电点为5.0,分子量为83.7 kDa。氨基酸序列中含有Hsp90蛋白家族的5个签名序列及胞质特征序列MEEVD。结构预测表明LsHsp90具有Hsp90蛋白家族典型的结构特征。系统进化关系分析表明它与多种昆虫的Hsp90序列有较高的同源性。不同发育阶段的灰飞虱体内LsHsp90表达水平处于动态的变化过程中,并在4龄若虫期达到最大值,最低表达量在其雌成虫阶段。不同性别的灰飞虱成虫体内LsHsp90表达量有显著差异(P=0.008)。高温和低温胁迫都可以诱导灰飞虱体内LsHsp90的表达,最大的表达量分别在40℃和-9℃。在40℃下处理不同时间后发现,LsHsp90的表达水平在处理后0.5 h时最高,但随着时间的延长,LsHsp90的表达水平逐渐降低。而在-4℃下,LsHsp90的表达水平在处理后1 h时达到最大值。【结论】灰飞虱体内的LsHsp90可以响应温度的诱导,它可能在灰飞虱温度胁迫适应过程中起到重要的作用。

摘要: 【目的】细胞色素P450单加氧酶在昆虫生长发育和适应环境过程中发挥着重要功能。【方法】本研究克隆了褐飞虱Nilaparvata lugens细胞色素P450基因CYP4C62的开放阅读框(不含信号肽编码序列部分),在大肠杆菌Escherichia coli中实现了高效表达,经Ni-NTA琼脂糖凝胶亲和层析柱纯化得到了重组的CYP4C62蛋白。将该蛋白免疫日本大耳白兔Oryctolagus cuniculus雄兔,制备了兔抗CYP4C62血清抗体。采用间接ELISA方法检测了血清抗体的效价;并通过Western印迹杂交检测了该抗体的免疫学特异性。【结果】结果表明,通过大肠杆菌表达出的CYP4C62蛋白相对分子量为56 kD。间接ELISA法检测表明,制备的兔抗CYP4C62抗体的效价达到1∶100 000。Western印迹杂交证实,该抗体既可与异源表达的CYP4C62蛋白特异性结合,也可以与褐飞虱总蛋白中内源的CYP4C62特异性结合,表明具有较好的免疫反应特异性。【结论】CYP4C62多克隆抗体的成功制备,为后续分析CYP4C62在褐飞虱各组织中的时空表达水平,并通过免疫组织化学法定位分析该蛋白的组织、细胞及亚细胞分布规律,及最终解析CYP4C62的生物学功能奠定了基础。

摘要: 【目的】为探明不同水稻品种(丰源优272、R9810-T、华恢1号、明恢63、麻糯谷和Rathu Heenati)对白背飞虱Sogatella furcifera的抗性差异机理,利用刺吸电位技术(electronic penetration graph,EPG)记录了该虫在这6个品种三叶期稻苗上的取食行为。【方法】结合特定的EPG波形,考察了9个非韧皮部指标和22个韧皮部指标。【结果】在总记录时间8 h内,白背飞虱在品种Rathu Heenati上非刺探波np的总时间最长,其次是麻糯谷上非刺探波np的总时间,这两者间差异显著且都显著地长于其他4个品种的np总时间(P<0.05);该虫在Rathu Heenati上路径波Nc的总时间为8 523.41 s,是感虫品种明恢63 Nc总时间的2.24倍;该虫在Rathu Heenati上吸食韧皮部汁液N4-b的总时间显著地比其他品种短(P<0.05)。华恢1号和R9810-T上所有的EPG指标和感虫品种明恢63的EPG指标都没有显著的差异(P≥0.05)。白背飞虱在丰源优272上单次分泌水溶性唾液N4-a的平均时间更长,并伴随长时间的韧皮部取食。【结论】由此推测,品种Rathu Heenati可能存在不利于白背飞虱取食的忌避成分,并且在韧皮部外组织和韧皮部组织都存在抗性因子;在麻糯谷上仅存在忌避成分;然而,品种华恢1号和R9810-T可能对白背飞虱不具有明显的抗性;丰源优272可能是比明恢63更为感虫的品种。结合介体昆虫取食行为与传播持久性病毒的关系,这些结果也为利用抗白背飞虱品种控制南方水稻黑条矮缩病提供了参考。

摘要: 【目的】Wolbachia是广泛存在于节肢动物体内的一类母系遗传的共生菌,能够通过多种机制调节节肢动物的生殖。近年来,为了更进一步地探究Wolbachia与寄主之间的互作机制,许多研究者展开了Wolbachia的人工转染研究。【方法】我们在实验室条件下将灰飞虱Laodelphax striatellus(Fallén)感染的Wolbachia提取纯化后,利用显微注射的方法导入豆叶螨Tetranychus phaselus Ehara体内。研究了注入从灰飞虱提取的Wolbachia和豆叶螨自然感染Wolbachia对豆叶螨繁殖适合度和寿命的影响,并测定了两种Wolbachia的密度随豆叶螨日龄增长的变化情况。【结果】结果显示,外源Wolbachia在豆叶螨体内的拷贝数极低,仅为自然感染豆叶螨体内Wolbachia拷贝数的0.5%左右。与自然感染的Wolbachia不同,外源Wolbachia在豆叶螨种群中不能引起胞质不亲和,但能够显著降低雌螨的产卵量。【结论】本研究表明,来自灰飞虱的Wolbachia具有抑制豆叶螨种群扩张的潜在能力,对豆叶螨生物防治具有一定的应用价值。

摘要: 灰飞虱Laodelphax striatellus(Fallén)是危害多种禾本科经济作物的重要刺吸式害虫。唾液腺对刺吸式口器昆虫取食植物尤其重要,其分泌的唾液可以帮助刺吸式口器昆虫刺穿植物、消化食物、解毒植物的次生物质。细胞色素P450单加氧酶(cytochrome P450 monooxygenase,P450)、谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)和羧酸酯酶(carboxylesterase,CarE)是昆虫主要的解毒酶系。为了分析解毒酶基因在灰飞虱唾液腺中的表达谱,本研究对灰飞虱成虫唾液腺进行转录组测序、重头组装和注释,并与豌豆蚜Acyrthosiphon pisum和西方蜜蜂Apis mellifera的同源蛋白进行系统发育分析。发现有9个谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)基因、22个羧酸酯酶(carboxylesterase,CarE)基因和39个细胞色素P450单加氧酶(cytochrome P450 monooxygenase,P450)基因在灰飞虱唾液腺中表达。通过对同源蛋白进行系统发育分析,发现灰飞虱唾液腺大部分的CarE是参与消化/解毒和激素/信息素的加工,而参与神经/发育的CarE很少;灰飞虱唾液腺表达的P450基因远远少于豌豆蚜和西方蜜蜂基因组的P450基因数,且只有CYP6和CYP4家族的成员;GST家族在3种昆虫的保守性最高。研究结果为灰飞虱对寄主植物和杀虫剂的适应性研究奠定了基础。