摘要: 【目的】明确马铃薯Y病毒(potato virus Y, PVY)侵染后诱导的烟草营养成分的变化及其对烟蚜Myzus persicae生命特性的影响,旨在进一步解析PVY-烟草-烟蚜三者间的互作机制。【方法】通过蒽酮比色法和氨基酸自动分析仪测定了PVY不同侵染时期烟株体内的可溶性糖和游离氨基酸含量的变化;测定和比较了感病与健康烟草植株上烟蚜种群生长发育、成虫寿命、繁殖力和有翅蚜产生量的差异性。【结果】PVY侵染前、中、后期(分别为侵染后5, 12和20 d)的烟草叶片中游离氨基酸的总量均显著高于健康烟草叶片。相较于健康烟草叶片,在PVY侵染前期的烟草叶片中,谷氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、色氨酸、缬氨酸、赖氨酸和组氨酸的含量显著增加;PVY侵染中期,感病叶片中丝氨酸含量显著下降,谷氨酸、天冬氨酸、色氨酸、缬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、精氨酸和组氨酸含量显著提高;PVY侵染后期,感病叶片中甘氨酸含量显著下降,谷氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、酪氨酸和精氨酸含量显著提高。在PVY侵染的前期和中期,感病叶片中的可溶性糖含量显著高于健康烟叶,而在侵染后期感病叶片中可溶性糖含量显著低于健康烟草叶片的。PVY侵染前期和中期的烟草叶片中总糖和总游离氨基酸的含量比值显著高于健康烟草叶片中的。在PVY侵染的烟草植株和健康烟草植株上取食的烟蚜其发育历期、若蚜历期、成蚜繁殖期、繁殖后期、寿命、烟蚜种群的内禀增长率、周限增长率和平均世代周期均无显著差异,但在感病烟草植株上取食的烟蚜成蚜繁殖前期显著缩短,其繁殖力和净生殖率显著提高。相较于健康烟草植株,在PVY侵染烟草植株上定殖的烟蚜种群有翅蚜发生的高峰期提前。【结论】PVY侵染前期和中期提高了寄主烟草的营养品质,从而提高了烟蚜的繁殖力。侵染后期烟草营养品质的下降,促使烟蚜种群有翅蚜的产生和扩散,从而有利于PVY自身的传播。

摘要: 马铃薯块茎蛾又称烟草潜叶蛾Phthorimaea operculella,起源于中美洲和南美洲北部地区,现已分布在亚洲、欧洲、北美洲、非洲等100多个国家,是茄科作物的世界性农业害虫,尤其对马铃薯有毁灭性的危害。目前,该虫在我国南方马铃薯产区普遍发生,尤其是在云南、四川、贵州等地区该害虫发生极为严重,且随着气候的变化该虫可能会扩散到其他马铃薯生产区。马铃薯块茎蛾主要进行两性生殖,少数孤雌生殖,其幼虫钻蛀叶片和薯块危害。初孵幼虫无性二态性,4龄幼虫、蛹和成虫均可依据外形特征进行雌雄区分。马铃薯块茎蛾发生世代数取决于当地的农业气候条件,年发生212代。马铃薯块茎蛾对温度有广泛的适应性,且在干燥炎热的年份该虫容易大爆发。马铃薯块茎蛾早期防控主要集中在种植抗性品种、深种、灌溉等农业防治措施上,但化学防治依然是马铃薯生产过程中防治马铃薯块茎蛾的主要方式,由于化学农药的广泛使用,该虫对有机磷类、拟除虫菊酯类等杀虫剂均产生了不同程度的抗性;为了减少化学农药的使用,延缓抗药性的发展,发现并筛选到多种对马铃薯块茎蛾具有防治作用的天敌昆虫和昆虫病原微生物。以(E4,Z7)-十三碳二烯基乙酸酯和(E4,Z7,Z10)-十三碳三烯基乙酸酯为主要成分的马铃薯块茎蛾性信息素在马铃薯块茎蛾监测和防治中也取得了较好的效果。桉树、皱叶薄荷等植物源化合物能够抑制马铃薯块茎蛾产卵;转基因抗虫马铃薯、遗传不育技术等绿色防控技术也成为了防控马铃薯块茎蛾的新方法。以往的研究发现使用单一生物防治手段很难达到理想的防控效果,集成与生物防控技术相容的化学物质、自然天敌和病原微生物等技术是有效控制马铃薯块茎蛾种群的重要趋势。本文系统综述了国内外马铃薯块茎蛾发生为害规律及综合防控技术研究进展,以期为马铃薯块茎蛾的持续治理提供参考依据。

摘要: 【目的】普通大蓟马Megalurothrips usitatus是我国华南地区重要的豆科害虫,给我国豇豆种植产业带来巨大损失。开发利用基于聚集信息素的引诱剂是普通大蓟马的绿色防控措施之一,对于普通大蓟马生物防治具有重要意义。【方法】采用Y型嗅觉仪测定普通大蓟马雌雄成虫对其雌虫和雄虫气味源的嗅觉反应;用顶空固相微萃取法(head space solid-phase microextraction, HS-SPME)和溶液浸提法提取普通大蓟马雌雄成虫挥发物;应用气质联用仪(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)对收集的气体挥发物和正己烷提取物进行活性成分分离鉴定;应用Y型嗅觉仪测定人工合成聚集信息素组分对雌雄成虫的引诱效果。【结果】行为学试验结果表明,普通大蓟马雄成虫气味源对其雌雄成虫均具有显著的引诱作用,而雌成虫气味源则没有。顶空固相微萃取法和溶液浸提法均可提取雄成虫挥发物主要组分,但顶空固相微萃取法获得的TIC图基线平稳,杂峰少,提取效果优于溶剂浸提法。GC-MS分析结果表明,普通大蓟马雄成虫挥发物中主要含有1种化合物,为反式,反式-金合欢醇乙酸酯[(E,E)-farnesyl acetate],该化合物在雌成虫挥发物中不存在。室内行为学实验结果表明,特定剂量的人工合成的(E,E)-farnesyl acetate对普通大蓟马雌雄成虫均具有显著的引诱作用。【结论】本研究证明了普通大蓟马雄成虫可以释放聚集信息素,并鉴定了其主要组分(E,E)-farnesyl acetate,为应用聚集信息素开展普通大蓟马的监测和诱杀提供了基础。

摘要: 内向整流钾离子通道(inwardly-rectifying potassium channels, Kir)在动物体内承担着重要的生理功能。有关昆虫Kir的研究虽然不多,但近5年来却取得许多重要进展,本文就昆虫Kir近年来的研究进展进行评述。目前对昆虫Kir的研究主要集中在双翅目与半翅目,对基因组的分析以及基因克隆研究表明,昆虫Kir基因数量较少,远低于哺乳动物。双翅目的冈比亚按蚊Anopheles gambiae与埃及伊蚊Aedes aegypti有56个Kir基因,黑腹果蝇Drosophila melanogaster仅3个Kir基因,半翅目的褐飞虱Nilaparvata lugens与热带臭虫Cimex lectularius也只有3个Kir基因,而大豆蚜Aphis glycines的Kir基因数则减少到2个,第3个Kir基因的丢失可能与其马氏管的退化有关。系统进化分析表明昆虫Kir具有3个亚家族,但与哺乳动物的7个Kir亚家族没有直系同源关系。尽管如此,昆虫Kir具有与哺乳动物Kir类似的基本结构特征:由4个亚基组成四聚体通道,每个亚基具有2个跨膜区(TM1与TM2),TM1与TM2之间具K+选择过滤序列。昆虫的Kir基因主要在唾液腺与马氏管中高水平表达,Kir抑制剂可阻断唾液腺与马氏管的分泌活性,从而影响昆虫的取食与排泄活动并使昆虫致死,说明这2类组织器官的分泌活性与Kir有关,Kir介导的K+跨膜转运驱动了这类组织中上皮细胞的分泌活动。更为重要的发现是氟啶虫酰胺对褐飞虱Kir具有很高的阻断活性,并影响其唾液分泌与排泄功能,证明了Kir就是该杀虫剂的分子靶标。最后本文还对昆虫Kir研究中存在的科学问题进行了分析,展望了开发靶向Kir的新型杀虫剂的研究前景。

摘要: 【目的】昆虫气味结合蛋白(OBPs)在昆虫嗅觉行为中发挥着重要作用。马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata是马铃薯上一种最主要的毁灭性害虫。为阐明该虫嗅觉识别分子机制,本研究对马铃薯甲虫26个OBP基因序列特征及组织表达谱进行研究。【方法】基于马铃薯甲虫触角转录组测序数据,利用生物信息学方法及qRT-PCR技术,分别对马铃薯甲虫26个LdecOBPs (LdecOBP1-LdecOBP26)的系统进化及基因的组织表达谱进行分析。【结果】除LdecOBP26基因外,其余25个LdecOBPs基因序列均具有完整的开放阅读框,编码120255个氨基酸残基,预测的蛋白分子量为13.6629.38 kD,等电点为4.128.42,它们属于两个亚家族,其中13个为Classical-C OBPs, 12个为Minus-C OBPs。除LdecOBP3和LdecOBP26外,其他24个LdecOBPs的N端均由1623个氨基酸组成的信号肽序列。不同的OBPs亚家族均具有各自典型保守的Cys残基。LdecOBPs之间高度分化,氨基酸序列一致性在3.20%41.91%。系统进化树分析表明,LdecOBPs与沙葱萤叶甲Galeruca daurica的GdauOBPs亲缘关系最近。基因表达谱分析显示,26个LdecOBPs基因在马铃薯甲虫的不同组织中表达,其中有12个LdecOBPs基因(LdecOBP2,LdecOBP4,LdecOBP6,LdecOBP9,LdecOBP10,LdecOBP12,LdecOBP13,LdecOBP16,LdecOBP20-22和LdecOBP24)在触角中高表达,2个LdecOBPs基因(LdecOBP5和LdecOBP17)在足中高表达,其他12个LdecOBPs基因(LdecOBP1,LdecOBP3,LdecOBP7,LdecOBP8,LdecOBP11,LdecOBP14,LdecOBP15,LdecOBP18,LdecOBP19,LdecOBP23,LdecOBP25和LdecOBP26)在触角、头(去除触角)、胸、腹、足和翅这些组织中均表达。【结论】本研究结果为进一步研究马铃薯甲虫嗅觉识别分子机制奠定了基础。