摘要: 【目的】本研究旨在明确莱氏猛叩甲Tetrigus lewisi老熟幼虫分别对黄粉虫Tenebrio molitor和松墨天牛Monochamus alternatus末龄幼虫和蛹的捕食量的差异,评估莱氏猛叩甲的捕食能力,为松墨天牛M.alteratus的有效治理找到潜在的高效生物防治因子。【方法】于2014年11月在浙江富阳昌东村马鞍山砍下松墨天牛虫害木,通过林间野外调查,明确松墨天牛和莱氏猛叩甲的发生情况;将野外采集到的莱氏猛叩甲幼虫带回室内,分别饲喂黄粉虫和松墨天牛的末龄幼虫和蛹,每天记录捕食量,确定莱氏猛叩甲的捕食能力。【结果】野外调查中,我们在松墨天牛幼虫蛀食的坑道中发现了莱氏猛叩甲幼虫和松墨天牛幼虫被取食后的残体;在采集到1 094头松墨天牛幼虫的危害木内,共采得莱氏猛叩甲末龄幼虫36头,约为松墨天牛幼虫数量的3%。室内捕食实验表明,5 d内莱氏猛叩甲捕食黄粉虫幼虫总量为3.2头,平均每天捕食约0.6头,而捕食松墨天牛幼虫总量为8.0头,平均每天捕食约1.6头,莱氏猛叩甲对松墨天牛的总捕食量显著高于对黄粉虫幼虫的总捕食量(P<0.0001);4 d内莱氏猛叩甲捕食黄粉虫蛹总量为5.6头,平均每天捕食约1.4头,而捕食松墨天牛蛹总量为7.8头,平均每天捕食约2.0头,莱氏猛叩甲对松墨天牛蛹的捕食量显著高于黄粉虫蛹(P=0.028)。回归分析还表明,莱氏猛叩甲幼虫的捕食量不受叩甲个体大小的影响。【结论】莱氏猛叩甲普遍分布在松墨天牛发生区,同时发现松墨天牛被取食后的残体,表明莱氏猛叩甲是松墨天牛的捕食性天敌。莱氏猛叩甲均能捕食黄粉虫和松墨天牛的幼虫和蛹;相比于捕食黄粉虫,莱氏猛叩甲对松墨天牛的幼虫和蛹具有更好的捕食效率,具有很好的生物防治前景,是未来松墨天牛治理潜在高效生物防治因子。

摘要: 【目的】探究饲养温度对黄粉虫Tenebrio molitor幼虫生长发育和体液免疫防御的影响。【方法】测定了不同温度(18,22,26和30℃)下饲养的黄粉虫幼虫的发育历期、蛹重、化蛹率;采用抑制区分析法测定了不同温度下饲养的免疫(用生理盐水将大肠杆菌Escherichia coli配制成1×104个菌体/μL悬浮液,用微量注射器将其注入虫体腹部的背面,每头幼虫注射1μL)和非免疫(注射生理盐水)黄粉虫幼虫血淋巴的抑菌和溶菌酶活性,通过分光光度法测定了其酚氧化酶活性。【结果】结果显示,黄粉虫幼虫发育历期随饲养温度的上升而明显缩短(P<0.0001),而不同温度下蛹重(P=0.067)与化蛹率(P=0.869)差异不显著。免疫组黄粉虫幼虫血淋巴的抑菌、酚氧化酶和溶菌酶活性随饲养温度上升而降低:抑菌和酚氧化酶活性随温度变化差异极显著(P<0.0001),溶菌酶活性差异显著(P=0.013)。【结论】本研究结果表明,温度对黄粉虫的生长发育和免疫防御具有较大的影响,低温下黄粉虫幼虫的发育历期延长,但其体液免疫防御能力明显增强。

摘要: 酚氧化酶是黑色素合成和昆虫免疫的关键酶,通常以无活性的酚氧化酶原形式存在。为给黄粉虫Tenebrio molitor遗传分化和免疫防御研究提供参考,本研究采用PCR和RACE技术克隆了黄、黑两种色型黄粉虫幼虫的酚氧化酶原基因Tm-ppo,对其cDNA序列及其推导的氨基酸序列进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR检测其在两种色型黄粉虫不同发育阶段mRNA表达水平上的动态变化。结果表明:从黄、黑两种色型黄粉虫幼虫中克隆出的两个Tm-ppocDNA序列全长均为2199bp,碱基序列一致性为99%,包含一个2055bp的开放阅读框,编码684个氨基酸,它们的编码蛋白有3个氨基酸差异:第176位(P→A)、256位(V→A)和648位(I→M)。这两个基因分别被命名为Tm-ppo-1和Tm-ppo-2(GenBank登录号分别为JX987235和JX987234)。Tm-ppo-1和Tm-ppo-2编码的酚氧化酶原异构体蛋白(分别为Tm-PPO-1和Tm-PPO-2)存在一个可能的酚氧化酶原水解活化位点(R50F51残基之间)和一个双铜结合中心(第196239位残基和第344411位残基);同时含有一个类似巯基酯区域的序列(第579588位残基)及一个C-末端保守基序(第634645位残基);但它们无氨基端疏水信号肽序列,也不存在跨膜区域。Tm-PPO-1和Tm-PPO-2的二级结构由大量的α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲组成;三级结构分为前导域(第1666位残基)、不相邻的功能域Ⅰ(第315位残基和第67181位残基)、功能域Ⅱ(第182419位残基)和功能域Ⅲ(第420679位残基)4部分。此外,Tm-ppo-1和Tm-ppo-2在黄、黑两种色型黄粉虫的各发育期均有表达,并且不同发育阶段的mRNA表达水平呈现明显的变化规律:幼虫期﹥成虫期﹥蛹期。同时,环境温度对Tm-ppo-1和Tm-ppo-2的mRNA表达具有显著影响:与常温对照组(2530℃)相比,42℃暴露24h和48h的两种色型黄粉虫幼虫、蛹和成虫的mRNA表达量明显下调。相同试验条件下,黑色型黄粉虫幼虫和成虫的Tm-ppo-2mRNA表达量明显高于黄色型幼虫和成虫的Tm-ppo-1mRNA表达量,但两种色型黄粉虫蛹的Tm-ppo异构体表达量无显著差异。本研究为进一步探讨黄粉虫的遗传分化和免疫防御提供了有益参考。

摘要: 为给黄粉虫Tenebriomolitor抗逆机理研究提供理论依据,本研究采用PCR和RACE法从黄粉虫幼虫中克隆出一个热休克蛋白70基因Tmhsp70,并运用半定量RT-PCR法检测其在黄粉虫不同发育阶段的mRNA表达水平。结果表明:克隆出的Tmhsp70序列全长2282bp,具有一个富含A的115bp5'-非翻译区和一个1935bp的开放阅读框及一个富含A、T的232bp3'-非翻译区。5'-非翻译区含有7个热休克元件nGAAn,3'-非翻译区末端有长22bp的Poly(A)尾。Tmhsp70编码的黄粉虫热休克蛋白(TmHSP70)具有3个典型的HSP70特征基序(IDLGTTYS,IFDLGGGTFDVSIL和IVLVGGSTRIPKIQQ)和1个胞质HSP70末端特征基序(EEVD),无信号肽和跨膜区域,包含2个主要的结构域,即:N-端42kDa的高度保守ATPase功能域和C-端18kDa的保守多肽结合功能域。ATPase功能域的三级结构由2个大球形亚功能域组成,具有1个核苷酸结合中心;多肽结合功能域形成1个双层4股β-折叠片样的三明治结构和2个α-螺旋,内含1个多肽结合通道。此外,黄粉虫Tmhsp70mRNA的表达具有热激诱导和发育调控的特征。半定量RT-PCR分析表明,42℃热激1h的黄粉虫各发育阶段Tmhsp70mRNA的表达量上升了1.426.9倍。25℃下1日龄黄粉虫蛹中的Tmhsp70mRNA表达量要高于其余各发育阶段的累积表达量;42℃热激1h后90日龄幼虫中的Tmhsp70mRNA表达量最丰富,既高于30日龄和60日龄幼虫中的累积表达量,也高于15日龄和30日龄成虫中的累积表达量。这些结果为进一步研究黄粉虫热休克蛋白的结构、功能和表达调控及其与抗逆性的关系奠定了基础。

摘要: 产生抗冻蛋白是寒带昆虫抵御低温的重要机制之一,但检测其活性仍存在一些困难,尤其对于个体较小的昆虫样品。为了探索差示扫描量热法是否适于检测昆虫总蛋白的热滞活性,本研究利用差示扫描量热法对黄粉虫Tenebrio molitor幼虫的总蛋白和血淋巴分别进行了热滞活性检测。结果表明:黄粉虫总蛋白的热滞活性(0.490.98℃)要低于血淋巴(2.544.34℃)。通过这种方法,进一步检测了3种在内蒙古大兴安岭林区采集到的越冬昆虫:稠李巢蛾Yponomeuta evonymallus幼虫、舞毒蛾Lymantria dispar卵和落叶松八齿小蠹Ips subelongatus成虫。结果发现,它们都存在热滞活性,其中稠李巢蛾的热滞活性为0.340.43℃,舞毒蛾的热滞活性为0.350.42℃,落叶松八齿小蠹的热滞活性为0.370.40℃,说明这3种昆虫能以产生抗冻蛋白的方式作为越冬策略之一。本研究表明通过差示扫描量热法检测昆虫总蛋白是否存在热滞活性来判断抗冻蛋白的存在是可行的。