两个EoNPV毒株对茶尺蠖和灰茶尺蠖的毒力差异

通过确定不同茶尺蠖核型多角体病毒（Ectropis obliqua nucleopolyhedrovirus,EoNPV）毒株对茶尺蠖（Ectropis obliqua）和灰茶尺蠖（Ectropis grisescens）毒力水平的差异,为有效提高茶尺蠖病毒的防效提供理论基础。采用浸渍法,测定EoNPV浙江毒株（EoNPV-ZJ）和江西毒株（EoNPV-JX）对茶尺蠖和灰茶尺蠖3龄幼虫的毒力水平;通过克隆测序,多重比较分析EoNPV-ZJ和EoNPV-JX毒株同源重复区（hrs）。结果表明,EoNPV-JX对灰茶尺蠖和茶尺蠖3龄幼虫14 d的LC₅₀分别为5.95×10⁶ PIB·mL^-1和3.14×10⁶ PIB·mL^-1,EoNPV-ZJ对灰茶尺蠖和茶尺蠖3龄幼虫14 d的LC₅₀分别为1.13×10⁷ PIB·mL^-1和5.04×10⁶ PIB·mL^-1。EoNPV-JX和EoNPV-ZJ的hr1大小均为1 795 bp,含有11个完全回文序列,hr3大小均为665 bp,含有3个完全回文序列,与已报道的安徽毒株（EoNPV-AH）无差异;而hr2差异较大,其中EoNPV-JX hr2为864 bp,含有7个完全回文序列,EoNPV-ZJ hr2为1 168 bp,含有12个完全回文序列,均少于EoNPV-AH的18个完全回文序列。综合分析显示,EoNPV不同毒株对茶尺蠖的毒力水平高于其近缘种灰茶尺蠖;EoNPV-JX毒株对灰茶尺蠖的毒力高于EoNPV-ZJ毒株,造成EoNPV不同毒株毒力差异的主要原因可能与其hr2序列回文序列个数相关。     

茶尺蠖类免疫球蛋白基因EoHML的克隆和表达分析

类免疫球蛋白（Hemolin）是一种鳞翅目昆虫特有的免疫相关蛋白,也是唯一的无脊椎动物免疫球蛋白家族成员。本实验应用RACE技术获得了茶尺蠖（Ectropis obliqua Prout）类免疫球蛋白基因的全长cDNA序列,命名为EoHML（GenBank登录号：KM885983）,并分析了相关生物信息学特性,检测了病毒感染后基因的表达水平。结果表明,EoHML基因序列全长1β772βbp,包含1β239βbp的开放阅读框,编码412个氨基酸,预测蛋白分子量大小为45.8βkD,等电点（pI）为8.297,属于典型的分泌型蛋白,且具有昆虫Hemolin基因保守的4个Ig功能区和2个N-glycosylation位点。系统进化分析表明,该蛋白与目前已知的类免疫球蛋白氨基酸序列的亲缘关系都较远,与烟草天蛾（Manduca sexta）类免疫球蛋白氨基酸序列相似度最高,为53%。荧光定量检测结果表明,茶尺蠖核型多角体病毒（EoNPV）感染茶尺蠖幼虫后该基因表达量显著升高,最高表达量是正常对照的36.5倍,表明茶尺蠖EoHML基因可能参与了茶尺蠖对EoNPV的免疫代谢反应。     

两性生命表研究灰茶尺蠖与茶尺蠖生长发育和繁殖力

灰茶尺蠖[Ectropis grisescens (Warren)]与茶尺蠖[Ectropis obliqua (Prout)]为茶园两种重要的食叶性害虫,严重影响茶叶的产量和品质。利用年龄-阶段两性生命表,在室内测定两种尺蠖的生长发育指标及年龄-阶段特征存活率、雌成虫年龄-阶段特征繁殖力、年龄-阶段特征寿命期望值、年龄-阶段特征繁殖值和种群参数,并分析各参数的差异。结果表明,灰茶尺蠖的1、2、4、5龄幼虫发育历期、幼虫总历期、蛹期及成虫寿命（分别为3.22、2.55、1.43、4.56、15.34、7.98、7.59 d）均显著低于茶尺蠖（分别为4.07、3.05、2.16、5.71、18.83、8.88、10.65 d）;灰茶尺蠖2~5龄幼虫存活率（分别为100.00%、95.00%、62.00%和96.00%）均高于茶尺蠖（分别为93.00%、71.00%、45.00%和80.00%）;灰茶尺蠖平均世代周期（32.412 d）显著短于茶尺蠖（36.016 d）。灰茶尺蠖年龄-阶段特征存活率、内禀增长率比茶尺蠖高,平均世代周期（T）比茶尺蠖短,其种群能更迅速扩增。研究结果为灰茶尺蠖和茶尺蠖室内种群饲养提供基础数据,为两近缘种的竞争机制及种群控制策略选择提供理论依据。     

条纹蝇虎对灰茶尺蠖幼虫的捕食作用

为明确条纹蝇虎（Plexippus setipes）对灰茶尺蠖（Ectropis grisescens）的防控效果,在室内条件下,开展了条纹蝇虎对灰茶尺蠖幼虫的捕食量、捕食功能反应、捕食选择性和种内干扰效应的研究。结果显示,条纹蝇虎偏好捕食灰茶尺蠖低龄幼虫,不同发育阶段捕食能力存在显著差异;其中成蛛捕食能力最强,日均可捕食灰茶尺蠖1龄幼虫17.44头,幼蛛捕食能力相对较弱,日均捕食1龄幼虫2.33头。条纹蝇虎捕食功能反应符合Holling Ⅱ模型,捕食量随灰茶尺蠖幼虫密度的增加而增加,而搜寻效应逐渐降低。捕食选择性试验表明,条纹蝇虎对灰茶尺蠖1龄幼虫和2龄幼虫表现为正喜好性（Ci>0）,对3龄幼虫表现为负喜好性（Ci<0）。条纹蝇虎对灰茶尺蠖幼虫的捕食作用同时受自身密度的影响,存在较强的种内干扰反应,该反应符合Hasse Ⅱ模型。研究表明,条纹蝇虎对灰茶尺蠖幼虫具有较强的捕食能力和良好的防控潜能,这为利用茶园蜘蛛天敌资源提供理论依据。     

茶树WRKY转录因子CsWRKY17的克隆与表达分析

WRKY转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,在调节植物的抗虫防御反应中发挥关键作用。然而,目前抗虫相关WRKY转录因子的研究还主要集中于草本植物中,木本植物中的研究还十分滞后,仍有大量WRKY未被发掘与鉴定。以茶树龙井43为试验材料,克隆了1个WRKY转录因子基因,命名为CsWRKY17。研究发现,CsWRKY17全长序列为1 141 bp,包含1个987 bp的开放阅读框,编码328个氨基酸。结构域分析表明,CsWRKY17基因具有1个典型的WRKY结构域和1个C₂H₂型锌指结构,属于第Ⅱ亚家族。同源比对及系统发育树分析发现,CsWRKY17与拟南芥的AtWKRY11和AtWRKY17同源关系最近。此外,CsWRKY17具有明显的组织表达特异性,并可被机械损伤、茶尺蠖取食或模拟取食、茉莉酸（JA）等外用激素处理诱导表达。亚细胞定位试验证实CsWRKY17定位在细胞核中。综上结果表明,CsWRKY17在细胞核中发挥功能,并很可能通过调节JA、脱落酸（ABA）、油菜素内酯（BR）和赤霉素（GA）等信号通路来调控茶树对植食性昆虫的诱导防御反应。研究结果为深入解析WRKY转录因子在茶树虫害相关信号通路中的作用打下基础,同时为茶树抗虫基因挖掘和抗虫品种选育提供了理论依据和参考。     

茶树CssHSP18.1基因克隆及表达分析

sHSPs基因家族可编码一类小分子的热激蛋白,广泛分布于植物中,具有分子伴侣的功能,在植物抵抗逆境胁迫中起着重要作用。通过基因克隆的方法,获得1个茶树CssHSP18.1基因的开放阅读框（Open reading frame,ORF）,其全长480 bp,编码159个氨基酸。生物信息学分析表明,CssHSP18.1蛋白含有1个典型HSP20结构域,相对分子质量约为18.25 kDa,等电点为5.68,偏酸性,与栎和苹果亲缘关系最近,无信号肽与跨膜结构。RT-qPCR分析表明,CssHSP18.1在甘露醇（D-Mannitol）处理下表达量低于对照组;γ-氨基丁酸（GABA）能促进该基因的表达,在处理后1 h时表达量达到峰值;吲哚乙酸（IAA）和聚乙二醇（PEG 6000）处理后,CssHSP18.1在0.5 h时表达量最高,即GABA、IAA、PEG 6000均可诱导CssHSP18.1的表达。为获得CssHSP18.1可溶性蛋白,构建了pET-28a-CssHSP18.1重组质粒进行原核表达,并分别对表达菌株、诱导温度以及IPTG（异丙基- -D-硫代吡喃半乳糖苷）诱导浓度进行优化。结果显示,CssHSP18.1蛋白最佳表达菌株为BL21（DE3）,最佳诱导温度和IPTG浓度分别为30℃和1.2 mmol·L^-1。最后,采用Western blot对表达的CssHSP18.1蛋白进行验证。本研究为进一步揭示CssHSP18.1基因的生物学功能提供依据。     

茶尺蠖幼虫取食提高茶树儿茶素代谢响应强度

研究了茶尺蠖幼虫为害茶树叶片对儿茶素合成途径的影响。采用3龄茶尺蠖幼虫取食茶树新梢芽下第二叶,测定了儿茶素合成相关基因的表达水平和儿茶素含量。研究结果表明,与对照相比,茶尺蠖幼虫为害后3、6、12βh显著诱导了CsANR基因的相对表达水平,且在为害后3βh和12βh达到了极显著差异。CsLAR基因在茶尺蠖为害后6βh和12βh,与对照具有显著差异。茶尺蠖幼虫为害后24βh显著诱导了没食子酸、没食子儿茶素、表儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯和表儿茶素没食子酸酯含量的升高,而茶尺蠖为害后48βh仅没食子酸和没食子儿茶素的含量显著高于对照;儿茶素、表没食子儿茶素和没食子儿茶素没食子酸酯在茶尺蠖为害后24βh和48βh均没有被显著诱导。上述结果表明茶尺蠖幼虫为害提高了茶树儿茶素合成途径的代谢强度和儿茶素类化合物的积累。     

茶树中葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因（CsG6PDHs）的克隆与表达分析

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（Glucose-6-phosphate dehydrogenase,G6PDH,EC1.1.1.49）是戊糖磷酸途径中的关键限速酶,在植物逆境胁迫响应和生长发育中具有重要作用。然而,目前有关G6PDH在茶树中的研究尚处空白。在茶树中克隆到3个CsG6PDHs基因,分别命名为CsG6PDH1（MW025829）、CsG6PDH2（MW025830）、CsG6PDH4（MW025831）。聚合进化树结果显示,CsG6PDH1和CsG6PDH4均为质体型蛋白,而CsG6PDH2为胞质型蛋白。表达分析发现,CsG6PDHs在不同组织中均有表达;低温或炭疽菌侵染条件下,CsG6PDH1和CsG6PDH4均被抑制表达;冷驯化期间,CsG6PDH2和CsG6PDH4在不同品种中均上调表达;此外,CsG6PDHs在茶芽休眠和萌发过程中均不同程度上调表达。以上结果表明,CsG6PDHs在茶树生长发育和逆境胁迫响应过程中发挥着重要作用,这为后续深入研究G6PDH在茶树中的功能奠定了理论基础。     

茶树CsAAPs亚家族基因的克隆与表达分析

采用RT-PCR技术,从龙井43中成功克隆了5个茶树AAPs（Amino acid permeases,氨基酸通透酶）基因。氨基酸序列比对结果表明,5个CsAAPs亚家族蛋白的序列同源性较高,为70.27%。根据氨基酸序列同源性构建系统发育树,结果显示5个CsAAPs分属3组。生物信息学分析表明,CsAAPs均含有9~10个跨膜区域和16~18个AAP保守基序。为了研究该亚家族对氮素的响应情况,选用3个茶树品种的扦插苗为试验材料,氮饥饿两周后,分别供应不同浓度的NH₄NO₃,然后利用qRT-PCR对CsAAPs在不同组织、氮素水平及茶树品种中的表达情况进行分析。研究发现CsAAPs在营养组织中均有表达,但是存在一定的组织表达差异,其中CsAAP3在茎中表达量最高,CsAAP8的主要表达部位为根和茎。在给氮素饥饿处理的茶苗从新供氮之后,CsAAP3的基因表达在3个氮素利用效率不同的品种间差异较大;在氮高效品种中茶302茎中表达的CsAAP3和CsAAP8,可以快速地对低氮条件做出响应,在低氮处理3 h后,基因表达水平明显增加。此研究预示着CsAAPs亚家族在茶树体内可能通过复杂的氨基酸转运参与氮代谢调控。     

茶树CsbHLH2基因克隆及表达分析

植物bHLH（碱性螺旋环螺旋）转录因子是植物体内一类重要的转录因子,在植物的生长发育以及胁迫应答过程中发挥着重要的调控作用。本研究以茶树品种陕茶一号为材料,采用同源克隆法从陕茶一号叶片cDNA中克隆了1个bHLH转录因子CsbHLH2。生物信息学分析表明,CsbHLH2开放阅读框（ORF）为714βbp,编码1个297个氨基酸的蛋白,预测分子量58.4βkD,等电点为5.14,氨基酸序列比对显示该蛋白与其他高等植物的bHLH蛋白具有较高同源性。拟南芥原生质体亚细胞定位表明,CsbHLH2编码蛋白定位在细胞核上。实时荧光定量PCR结果分析表明,CsbHLH2基因在茶树不同组织部位中均有表达,但是在幼叶中表达量最高;不同激素处理结果显示,CsbHLH2受SA、ETH、MEJA诱导。     

化学感受蛋白直系同源基因CSP8在茶尺蠖及近缘种灰茶尺蠖中的表达分析

化学感受蛋白(Chemosensory proteins,CSPs)在昆虫化学通讯及其他生理过程中发挥重要功能.茶尺蠖与其近缘种灰茶尺蠖是茶园重要鳞翅目害虫,对我国茶叶的安全生产造成严重危害.研究化学感受蛋白直系同源基因在茶尺蠖两近缘种间的表达,有助于研发同时针对该两种害虫的绿色防控技术.通过荧光定量qRT-PCR分析...     

14种植物精油对茶尺蠖行为的影响

为获得能够应用于茶园茶尺蠖Ectropis obliqua“推—拉”策略的行为调节剂,在室内测定了茶尺蠖成虫对14种植物精油的趋性反应,及植物精油对茶尺蠖雌虫产卵行为的干扰作用,并采用叶碟法测定了植物精油对茶尺蠖幼虫的拒食作用。结果表明,罗勒、迷迭香、肉桂、茴香及天竺葵5种植物精油对茶尺蠖成虫表现出一定的驱避活性,并且迷迭香油和天竺葵油还能显著干扰雌虫的产卵活动。在3个浓度处理下,茴香、罗勒和藿香植物精油对茶尺蠖3龄幼虫表现出显著的拒食活性。随着精油处理浓度的升高,茶尺蠖幼虫的拒食率升高,生长率随之下降。试验结果证明迷迭香、罗勒、茴香及天竺葵等植物精油对茶尺蠖具有显著的行为调控功能,具备作为茶尺蠖防控剂开发的潜力,值得进一步研究。     

茶树硝酸根转运蛋白基因NRT2.5的克隆及表达分析

通过RACE克隆从茶树[Camellia sinensis (L.)]叶片中获得NRT2.5基因cDNA全长序列。所得基因序列全长为2 457 bp,其中开放阅读框为1 362 bp,编码454个氨基酸,推测蛋白分子量为48.7 kD,理论等电点为9.63。生物信息学分析表明,该基因与可可树、拟南芥等的NRT2.5基因具有高度同源性,且其编码的蛋白质具有NRT家族共有的结构特征。实时定量PCR分析表明,NRT2.5基因在茶树不同组织中均有表达,但主要在成熟叶和根中表达;不同氮浓度处理后,茶树NRT2.5基因在低浓度下的表达量高于高浓度下。     

茶尺蠖触角高丰度气味结合蛋白EoblOBP9、EoblOBP11的配基结合功能和模式差异研究

茶尺蠖（Ectropis obliqua Prout）是茶园重要的鳞翅目害虫,雄雌成虫能通过嗅觉系统感受和分辨外界环境的化学信息以助于其交尾和产卵地选择等行为。在此过程中,成虫触角高丰度表达的气味结合蛋白（Odorant-binding proteins,OBPs）可能发挥了重要作用。以茶尺蠖成虫触角高丰度表达的两个OBPs即EoblOBP9和EoblOBP11为对象,首先发现二者cDNA编码蛋白均含有OBPs家族的典型特征,即含有6个保守的半胱氨酸,等电点预测分别为酸性和碱性,表明二者在一级结构性质上存在差异;利用原核表达技术获得重组蛋白,并免疫小鼠制备相应的多克隆抗体,再利Western blot技术验证了二者在雄性成虫触角特异表达;通过荧光竞争结合实验分别测试二者与20种候选配基的结合力,结果表明二者均与两个性信息素成分（顺3,9-环氧-6,7-十八碳二烯与顺-3,6,9-十八碳三烯）及一种植物挥发物成分（反-2-己烯醛）呈现较强的亲和力。与此同时,二者也显示出不同的配基结合谱,如EoblOBP9与1-戊烯-3-醇、苯甲醇、苯乙酮和苯甲醛亲和力较强,结合谱较宽;而EoblOBP11与α-萜品醇亲和力较强,结合更显专一,分子对接结果也支持该结论。此外,预测二者的活性位点均位于C端,也显示出二者配基结合的共性。研究结果表明,尽管这两个茶尺蠖OBPs均在成虫触角高丰度特异表达,但无论从结构性质上还是生化结合谱上,既有保守性又存在差异性,显示出茶尺蠖触角高丰度表达OBPs功能模式的丰富度和多样性,这为解释茶尺蠖嗅觉系统在面对复杂多变的外界环境的适应机制提供了理论依据。     

茶树PPO基因家族的鉴定与分析

多酚氧化酶（Polyphenol oxidases,PPO）是由核酸编码的一种以氧为受体的含铜金属酶,为一种末端氧化酶,在茶叶加工中也发挥重要的作用。从最新发布的茶树基因组数据库中获得了5条PPO基因：CsPPO1、CsPPO2、CsPPO3、CsPPO4（GenBank登录号为GQ129142.1）、CsPPO5。本研究利用生物信息学方法,对5条基因的核酸序列和氨基酸序列进行分析,并对基因编码蛋白的理化性质和结构功能进行预测。结果表明,5个基因CDS区全长在597~1β839βbp之间,编码氨基酸数目198~612;系统进化树分析显示CsPPO1、CsPPO3、CsPPO4和CsPPO5具有较近的亲缘关系;编码的蛋白均属于亲水性不稳定类脂类结合蛋白,都不具有信号肽;无规则卷曲是蛋白质的主要结构元件,α-螺旋和β-折叠分散于整个多肽链中,CsPPO1、CsPPO2、CsPPO3可能存在一个或多个跨膜螺旋;5个蛋白均含有PPO1_DWL（pfam12142）保守结构域,除了CsPPO2外,其余4个蛋白均预测到TYROSINASE功能结构域。实时定量PCR结果表明,PPOs基因在不同茶树品种间呈现出不同的表达模式。