罗尔斯通氏菌菌株H16新毒素蛋白Reu对菜青虫中肠组织病理学研究

在从罗尔斯通氏菌菌株H16内分离纯化出具有胃毒活性的毒素蛋白Reu的基础上,将毒素Reu饲喂菜青虫幼虫,通过观察菜青虫中肠组织的变化研究毒素Reu的杀虫机理.经毒素Reu处理的菜青虫幼虫,中肠组织的病理变化类似于发光杆菌Tca毒素和苏云金芽孢杆菌δ-内毒素.菜青虫4龄幼虫口服毒素Reu 16 h后,中肠组织开始发生变化,围食膜前端破碎,中肠柱状细胞伸长;32 h后整个围食膜被破坏消失,中肠组织病变加重,肠壁细胞排列疏松混乱.     

2株昆虫病原线虫共生菌发酵物杀虫活性研究

【目的】研究嗜线虫致病杆菌X.nematophilaYL001(YL001菌株)和伯氏致病杆菌X.bovieniiYL002(YL002菌株)发酵物的杀虫活性,为昆虫病原线虫共生菌生物农药的开发和抗虫基因工程研究提供理论依据。【方法】采用注射法、浸液法及小叶碟添加法,分别测定了YL001和YL002菌株发酵无菌滤液,对大蜡螟、粘虫、小菜蛾及棉铃虫的血腔毒性及毒杀、生长抑制和拒食活性,并对其特性进行了初步检测。【结果】YL001和YL002菌株无菌滤液对大蜡螟和粘虫5龄幼虫均具有较高的血腔毒性,用其不同培养时间的无菌滤液处理大蜡螟和粘虫,48 h后大蜡螟的死亡率均为100%,粘虫的死亡率随共生菌培养时间的延长而逐渐降低。YL001和YL002菌株的无菌滤液对小菜蛾3龄幼虫和棉铃虫初孵幼虫的毒杀活性和生长抑制活性均较低,对5龄棉铃虫幼虫的拒食活性也很低,48 h的平均拒食率分别为24.0%和29.0%。2菌株无菌滤液经50℃处理后,对大蜡螟5龄幼虫的血腔毒性无影响;经70℃处理后毒力明显降低。2菌株无菌滤液对蛋白酶较敏感。【结论】YL001和YL002菌株对害虫有较高的血腔毒性,但毒杀、生长抑制及拒食活性较低,其血腔毒素可能主要是蛋白类物质。     

棉铃虫不同发育阶段围食膜蛋白的变化分析

以5龄棉铃虫幼虫围食膜蛋白为抗原制备抗体,采用Western blot方法检测了围食膜蛋白在不同发育阶段的存在及变化.结果表明,棉铃虫围食膜蛋白在胚胎期从产卵后1h已经开始表达;在幼虫蜕皮过程中亦有表达,但是蛋白表达的种类和表达量具有明显差异;在蛹及成虫中只少量表达.利用RT-PCR技术,检测了肠粘蛋白HaIIM86在棉铃虫不同发育阶段和5龄幼虫不同组织中的表达情况.结果显示,HaIIM86的分泌表达贯穿于棉铃虫的胚胎期、初孵幼虫期、蛹及成虫期的整个生活周期,并且HaIIM86的表达具有中肠组织特异性.     

嗜线虫致病杆菌北京变种的型变进程及抗生素相关性质的研究

嗜线虫致病杆菌是小卷蛾斯氏线虫体内的共生细菌,在实验室条件下延长培养将会出现型态变异,即从野生型的I型细胞变为II型细胞.对嗜线虫致病杆菌北京变种的型变进程进行了研究,结果发现,嗜线虫致病杆菌北京变种I型菌株在LB培养基中培养4d即有II型菌出现;培养10d后,II型菌的比例超过50%;培养到22d时,II型菌在整个NBTA平板中的比例几乎达到95%.然后分别以I型菌株和II型菌株为材料,对其产素能力和抗生素抗性水平进行了比较,结果显示,北京变种II型菌株对枯草芽孢杆菌的抑制水平降低到I型菌的10.08%;2种型态的菌株均对青霉素和氨苄青霉素具有抗性,其中I型菌株的耐受程度高于II型菌株,因此,嗜线虫致病杆菌北京变种2型细胞的产抗生素能力差异与抗生素抗性水平差异之间可能存在相关性.     

嗜线虫致病杆菌Xenorhabdus ne matophilus HB310对3种十字花科蔬菜害虫杀虫活性的研究

嗜线虫致病杆菌XenorhabdusnematophilusHB310是与昆虫病原线虫SteinernemacarpocapsaeHB310共生的细菌。对X.nematophilusHB310杀虫活性的测定结果表明:该共生菌菌液对小菜蛾、菜粉蝶和云斑粉蝶等幼虫均有较高的胃毒杀虫活性,饲喂蘸有该菌液的甘蓝叶片72h后,小菜蛾2龄幼虫、云斑粉蝶1龄幼虫校正死亡率达100%,96h菜粉蝶1龄幼虫、云斑粉蝶4龄幼虫的校正死亡率也分别达到100%。云斑粉蝶1龄幼虫最敏感(LC50为6 4998×105cells/mL),其次为小菜蛾2龄幼虫(LC50为1 3614×106cells/mL)和菜粉蝶1龄幼虫(LC50为2 7418×106cells/mL)。深入研究发现胃毒杀虫活性物质在该菌对数生长初期就开始产生,对数生长中期已达到最大量。生测结果表明:胞内、胞外分泌物中都含有较强的胃毒杀虫活性物质,5 994×108cells/mL的原菌液、细胞及同样浓度的菌液上清和胞内上清120h对1龄菜粉蝶幼虫的胃毒杀虫活性均在90%以上,上清的胃毒活性最低,与原菌液、细胞及胞内上清的胃毒活性差异显著。X.nematophilusHB310的Ⅱ型菌菌液的胃毒杀虫活性较低,只有Ⅰ型菌的1/3左右。     

坡柳皂苷对大菜粉蝶中肠组织的影响

通过透射电镜观察了大菜粉蝶4龄幼虫取食含坡柳皂苷叶碟后的中肠组织病理变化(24 h、48 h).结果表明:1 mg/mL坡柳皂苷对大菜粉蝶幼虫的肠壁细胞及其中的细胞器产生了影响;在1 mg/mL坡柳皂苷的作用下,大菜粉蝶幼虫围食膜和微绒毛消失,肠细胞与底膜分离,腔内出现大量空泡,溶酶体活动剧增,细胞器及细胞体出现自溶,光面内质网极度膨大.大菜粉蝶5龄幼虫取食坡柳皂苷24和48 h后中肠组织发生了明显的病变,揭示了坡柳皂苷对菜青虫幼虫致毒作用的毒理机制.该研究为坡柳皂苷作为新型植物源农药在欧洲菜粉蝶防治中更好地发挥作用提供了理论依据.     

坡柳皂苷对大菜粉蝶中肠组织的影响

通过透射电镜观察了大菜粉蝶4龄幼虫取食含坡柳皂苷叶碟后的中肠组织病理变化(24 h、48 h)。结果表明:1 mg/mL坡柳皂苷对大菜粉蝶幼虫的肠壁细胞及其中的细胞器产生了影响;在1 mg/mL坡柳皂苷的作用下,大菜粉蝶幼虫围食膜和微绒毛消失,肠细胞与底膜分离,腔内出现大量空泡,溶酶体活动剧增,细胞器及细胞体出现自溶,光面内质网极度膨大。大菜粉蝶5龄幼虫取食坡柳皂苷24和48 h后中肠组织发生了明显的病变,揭示了坡柳皂苷对菜青虫幼虫致毒作用的毒理机制。该研究为坡柳皂苷作为新型植物源农药在欧洲菜粉蝶防治中更好地发挥作用提供了理论依据。     

害虫生防新靶标——昆虫中肠围食膜的研究进展

围食膜是无脊椎动物所特有的一种半透性膜状结构,昆虫的围食膜是由中肠细胞分泌形成的,根据分泌细胞在中肠所处的位置,可将围食膜分为Ⅰ型和Ⅱ型。由于围食膜紧贴中肠内壁,包裹着食物,因此具有保护中肠上皮细胞和有助于食物消化吸收的功能。围食膜主要是由几丁质和蛋白组装而成,由此可以寻找到其潜在的害虫防治的新靶标位点。文章重点论述了昆虫围食膜的形成机制、结构组成以及目前以围食膜为靶标的害虫防治最新进展。     

海南岛吊罗山杀棉铃虫Bt菌株的筛选

【目的】从海南岛吊罗山原始热带雨林区筛选分离杀棉铃虫Bt菌株,为研发新的防治棉铃虫的生物农药和抗虫转基因棉花奠定基础。【方法】在吊罗山原始热带雨林区不同海拔高度采集253份土壤样品,采用醋酸钠高温处理方法从中分离各类芽孢杆菌,通过显微镜观察鉴定出产伴胞晶体蛋白的苏云金芽孢杆菌(Bt),对伴胞晶体蛋白进行SDS-PAGE电泳和质谱分析,了解其基本特性。并以棉铃虫二龄幼虫为靶标,测定获得的Bt菌株对棉铃虫的杀虫活性。【结果】从253份土壤样品中分离出芽孢杆菌786株,其中产伴胞晶体蛋白的Bt菌株33株,Bt菌株分离率为4.2%。SDS-PAGE电泳和质谱分析表明,分离Bt菌株含有的伴胞晶体蛋白与已发现的毒素蛋白不同,可能为新型晶体蛋白;利用棉铃虫二龄幼虫进行Bt分离株生物活性测定,结果表明有8株Bt菌株对棉铃虫幼虫的致死率为25%~85%。【结论】从海南岛吊罗山原始热带雨林区筛选分离获得8株杀棉铃虫的Bt菌株,这些菌种可能含有新的杀虫晶体蛋白基因。     

昆虫病原线虫共生细菌的分子鉴定及其培养特性的初步研究

【目的】确定昆虫病原线虫共生细菌YL001和YL002菌株的分类及其系统进化地位,并为该类生物资源的后续研究及开发应用奠定基础。【方法】对YL001和YL002菌株进行分子鉴定,PCR扩增并克隆其16SrRNA全序列,对其全序列进行了序列测定及系统进化分析,并采用参数测定法对其培养特性进行了初步研究。【结果】YL001和YL002菌株与嗜线虫致病杆菌(Xenorhabdus nematophila)种内菌株形成一个类群,序列同源性大于99%,与发光杆菌(Photorhabdus)属内菌株的序列同源性大于94%。2菌株的延缓期、对数生长期、稳定期和衰亡期分别为0~6,6~18,18~66和66 h;培养12 h后,YL001和YL002菌株发酵液的pH值分别降低至5.70和5.56,此后逐渐上升,至发酵结束时其pH值分别为7.74和8.07;培养0~18 h时2菌株发酵液中还原糖含量迅速降低,此后保持稳定;12 h时氨基氮含量达到最低,此后开始缓慢上升;YL001菌株培养54 h后及YL002菌株培养42和66 h后,其对番茄灰霉病菌和枯草芽孢杆菌的抑制作用最强。【结论】YL001和YL002菌株属于嗜线虫致病杆菌种内的菌株;YL001和YL002菌株的培养特性符合细菌生长和代谢的一般规律,其适宜的发酵周期分别为54和66 h。     

Histopathological Effects of the Protein Toxin from Xenorhabdus nematophila on the Midgut of Helicoverpa armigera

Xenorhabdus nematophila HB310, which is highly virulent for many insects, is symbiotic with Steinernema carpocapsae HB310. Toxin II was obtained using methods such as salting out and native-PAGE from the cells of X. nematophila HB310. The histopathology of toxin II on H. armigera larvae was studied by dissecting an olefin slice of the midgut. The symptoms showed that the histopathology of the H. armigera midgut was similar to that of other novel midgut-active toxins such as the δ-endotoxins from Bacillus thuringiensis, as well as Tca from Photorhabdus luminescens W14. The midgut tissues of H. armigera fourth-instar larvae began to transform after the oral intake of the toxin Ⅱ over 6 h. First, the anterior region of the peritrophic membrane （PM） began to degrade followed by the elongation of the columnar cells. The epithelium decomposed gradually, and the midgut tissues were either loose or disordered. The PM disappeared after 12 h but reappeared after 72 h following transient or sublethal exposure to the toxin Ⅱ. Toxin Ⅱ also directly destroyed in vitro PMs of H. armigera.     

天幕毛虫核型多角体病毒对天幕毛虫幼虫的致病机理

用天幕毛虫核型多角体病毒(Nucleus polyhedrosis virus,NPV)感染天幕毛虫(Malacosoma neustriatestacea Motschulsky)幼虫,对其致病机理的研究表明:该病毒可以侵染和破坏天幕毛虫的中肠细胞,在中肠组织细胞中均能观察到形成的多角体。幼虫取食核型多角体病毒100 h后,在光学显微镜下可见细胞核内出现多角体形成,细胞核开始增大;取食130 h后,中肠组织细胞间出现缝隙,细胞核内多角体数量增多;取食160 h后,中肠细胞的细胞核进一步增大,个别细胞核增大至整个细胞的1/3以上,与正常天幕毛虫幼虫相比,整个虫体出现软化;取食190 h后,中肠细胞受到严重破坏,细胞结构模糊不清,中肠内食物极少并有许多游离的核型多角体存在;取食220 h后,天幕毛虫幼虫的中肠和其他组织完全受到破坏。     

Cry1Ac抗、感棉铃虫碱性磷酸酯酶（ALP1）的表达量比较

【目的】通过比较Cry1Ac抗、感棉铃虫昆虫中肠碱性磷酸酶（ALP1）表达量的差异及抗性棉铃虫取食Cry1Ac蛋白对ALP1表达量的影响,分析ALP1表达量变化与抗性的关系,为进一步明确Bt抗性机制、制定抗性治理策略提供理论依据。【方法】利用实时荧光定量PCR技术,比较敏感棉铃虫、Cry1Ac抗性棉铃虫取食含Cry1Ac蛋白的饲料和正常饲料后ALP1表达量的差异。【结果】ALP1在棉铃虫整个发育期都表达,幼虫的表达量最高,蛹期表达量最低,在成虫体内也有较高的表达;ALP1在幼虫中肠表达量最高,其次是后肠、前肠、马氏管,表皮中的表达量最低;与敏感品系相比,对Cry1Ac具有中等水平抗性的棉铃虫ALP1表达量明显增加,尤其是取食含Cry1Ac蛋白饲料的抗性棉铃虫幼虫的ALP1的表达量显著升高,但抗性棉铃虫取食正常饲料后,2、3龄幼虫的ALP1的表达量与敏感棉铃虫差异不显著;所有的抗性品系4龄棉铃虫幼虫中肠ALP1的表达量都显著高于敏感品系,而且随着棉铃虫抗性倍数的升高,ALP1的表达量呈逐渐降低的趋势。【结论】抗性棉铃虫中肠ALP1表达量的改变可能与Cry1Ac抗性、Cry1Ac代谢有一定的关系。     

Characterization and functional analysis of β-1,3-galactosyltransferase involved in Cry1Ac resistance from Helicoverpa armigera(Hübner)

Carbohydrate chains are the principal antigens by which Bacillus thuringiensis(Bt) identify receptor proteins. The interaction between the antigen and Bt causes a pore in the membrane of midgut epithelial cells of insects. Receptor proteins, such as aminopeptidase N and alkaline phosphatase, are glycoproteins. Cadherin is another cell surface receptor protein which has potential glycosylation sites. Glycosyltransferase is very important for the synthesis and modification of receptor proteins. It can indirectly influence the function of Bt. The 1 950 bp full-length c DNA encoding β-1,3-galactosyltransferase was cloned from the the midgut of Helicoverpa armigera by degenerative PCR combined with RACE techniques(GAL-Harm, Gen Bank accession no.: GQ904195.1) with two potential N-glycosylation sites(157NNTI160 and 272NKTL275). Protein sequence alignments revealed that H. armigera β-1,3-galactosyltransferase shared high identity with β-1,3-galactosyltransferase in other insect species. The expression level of the β-1,3-galactosyltransferase gene in Cry1Ac-resistant H. armigera larvae was 9.2-fold higher than that in susceptible strain. The function of β-1,3-galactosyltransferase was investigated using RNAi technique. The result showed Cry1 Ac enhanced the toxicity against the si RNA-treated larvae compared with non-si RNA-treated ones, which indicated β-1,3-galactosyltransferase played an important role for the insecticidal toxicity of Cry1 Ac in H. armigera.     

苦皮藤麻醉成分对粘虫生理生化指标的影响

采用石蜡切片观察、仪器分析及聚丙烯酰胺凝胶电泳等方法,研究了杀虫植物苦皮藤麻醉成分对粘虫幼虫某些生理生化指标的影响。结果表明,苦皮藤麻醉成分不破坏中肠肠壁细胞,但对围食膜的分泌有显著抑制作用。试虫被麻醉后其呼吸耗氧量及心搏速率明显下降,其中肠和血淋巴酯酶同功酶谱带和正常试虫相比发生显著变化。     

棉铃虫磷脂酰乙醇胺结合蛋白的克隆及表达分析

【目的】克隆获得棉铃虫（Helicoverpa armigera）磷脂酰乙醇胺结合蛋白(phosphatidylethanolamine binding protein,PEBP)的cDNA序列,分析HaPEBP在棉铃虫体内的表达规律,检测2-十三烷酮处理条件下棉铃虫体内HaPEBP的变化情况,为进一步明确棉铃虫PEBP的功能和选择该基因作为调控棉铃虫种群数量的分子靶标提供依据。【方法】利用RACE技术从棉铃虫6龄幼虫的中肠组织中扩增得到HaPEBP的cDNA序列,并对其氨基酸序列和蛋白结构进行分析。将HaPEBP的ORF序列连接至pET32a载体并转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导后检测目的蛋白的表达形式,并通过镍柱的亲和层析纯化融合蛋白。最后通过实时荧光定量PCR检测棉铃虫幼虫不同时期和6龄幼虫不同组织中HaPEBP的表达规律,以及2-十三烷酮处理棉铃虫6龄幼虫后中肠内HaPEBP的变化规律。【结果】获得的HaPEBP cDNA序列长760 bp,其中ORF为588 bp,编码195个氨基酸,蛋白质分子量和等电点分别为21.76 kD和5.93。氨基酸序列分析表明HaPEBP无信号肽、跨膜结构域和二硫键,是一个由4个α螺旋和9个β折叠片组成的胞质单体蛋白。将BL21(DE3)-pET32a-HaPEBP重组菌用1 mmol·L^-1的IPTG在37℃条件下诱导4 h,约40 kD的融合蛋白His-HaPEBP能以可溶的形式存在于重组菌中。按照同样的方法诱导1 L的重组菌,将超声处理后的上清液与Ni-NTA柱结合,进行咪唑缓冲液梯度洗涤,200 mmol·L^-1的咪唑洗涤两次后得到约40 kD的单一蛋白,与融合蛋白的大小一致。将此流出液超滤浓缩,获得183.3 ng·μl^-1的融合蛋白,能被抗His-Tag的单克隆抗体识别发生免疫反应。HaPEBP在棉铃虫幼虫的1-6龄期和预蛹期均表达,且6龄幼虫的表达量最高。该基因在6龄幼虫的脂肪体、中肠、头部和体壁中也均有表达,且脂肪体内的表达量最高。不同浓度的2-十三烷酮处理后,棉铃虫6龄幼虫中肠内HaPEBP的表达量均有所降低;低浓度(2.5和5 mg·g^-1)在6 h就能降低HaPEBP的表达量,其mRNA含量随着时间的延长逐渐增加;而高浓度(10和15 mg·g^-1)在12 h才会降低HaPEBP的表达量,其mRNA含量随着时间的延长先下降后上升。【结论】克隆分析了HaPEBP,利用大肠杆菌系统表达出可溶的融合蛋白His-HaPEBP,并通过镍柱-咪唑纯化法得到了高纯度的融合蛋白,时空表达分析显示HaPEBP在棉铃虫6龄幼虫和脂肪体中表达量最高,2-十三烷酮处理6龄幼虫后中肠内HaPEBP的表达量显著降低。     

Polycalin is involved in the action mechanism of Cry2Aa toxin in Helicoverpa armigera(Hübner)

Receptor proteins on the brush border membrane of the insect midgut epithelium are involved in the mode of action of insecticidal Cry proteins from Bacillus thuringiensis(Bt). Polycalin has been identified as a binding protein of the Bt Cry1 Ac toxin in several Lepidoptera including Helicoverpa armigera, but its role in the action mechanism of Cry2 Aa is still unclear. In this study, we investigated the binding characteristics of polycalin from the midgut of H. armigera with Cry2 Aa and its role in the toxicity of Cry2 Aa. The results demonstrated that heterologously expressed H. armigera polycalin peptide could bind with Cry2 Aa with high affinity(K_d=32 nmol L~(–1)). The toxicity of Cry2 Aa decreased by 27% after H. armigera larvae ingested polycalin antisera. These results suggested that polycalin could be a potential functional receptor for Cry2 Aa, and it plays an important role in the susceptibility of H. armigera to Cry2 Aa.     

杆状病毒介导RNAi抑制棉铃虫细胞色素P450 CYP9A14基因的转录

采用实时荧光定量PCR,测定棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)细胞色素P450 CYP9A14基因在氯氰菊酯抗性棉铃虫中肠里的表达量,结果表明抗性棉铃虫是敏感棉铃虫中肠表达量的17倍。将棉铃虫中肠P450 CYP9A14基因的一个490bp反向重复片段以双链RNA干扰(double-stranded RNA interference,dsRNAi)的方法重组到棉铃虫核型多角体病毒(helicoverpa nuclear polyhedrosis virus,HaNPV)中,结果表明以该重组病毒注射氯氰菊酯抗性棉铃虫体内后,幼虫中肠CYP9A14基因的转录水平显著下降。     

无色杆菌毒蛋白对菜粉蝶中肠的组织病理学影响

无色杆菌毒蛋白经口进入菜粉蝶幼虫体内 6、12、18、2 4h以后 ,菜粉蝶幼虫的中肠组织逐渐遭到破坏 ,开始有些肠壁细胞伸长 ,在顶端形成囊泡 ,以后囊泡和细胞核脱落进入肠腔 .处理后期临近死亡的幼虫中肠肠壁组织被严重破坏 ,仅残留基层细胞 ,并形成一些空腔 ,从而影响昆虫的正常取食 .表明这种毒蛋白能引起菜粉蝶幼虫肠道严重的病理变化