斜纹夜蛾化学感受蛋白SlitCSP2的表达模式定位及配体结合特性分析

研究斜纹夜蛾Spodoptera litura化学感受蛋白SlitCSP2的表达模式、组织定位及与配体结合特性,为揭示SlitCSP2在化学通讯中的功能提供理论依据。利用RT-qPCR检测了SlitCSP2在蛹及雌、雄成虫各组织的基因表达水平;Western blot方法检测了SlitCSP2在幼虫期和雄成虫头部、触角和足部的蛋白表达水平;利用免疫组织化学技术对SlitCSP2在幼虫各龄期的分布情况进行定位分析;利用荧光竞争结合试验检测SlitCSP2与13种非挥发性化合物的结合特性。RT-qPCR结果表明,SlitCSP2在3龄幼虫表达量最高,3～6龄表达量逐渐降低;成虫阶段雄成虫足部及胸部和雌成虫头部及翅的表达量最高,且雄成虫头部、足部和胸部的表达量显著高于雌成虫。Western blot结果显示,SlitCSP2在3龄幼虫头部（去触角）的蛋白表达水平较高。免疫组化结果表明,SlitCSP2在幼虫阶段主要分布于头部、口器和胸足;在雄成虫中,SlitCSP2主要分布于足部前跗节和足部外骨骼内侧。荧光竞争结合试验表明,SlitCSP2与单宁（K_i＝1.77）、花青素（K_i＝2.34）和叶酸（K_i＝4.56）有很强的结合能力。本研究明确了SlitCSP2在幼虫各龄期和成虫各组织的表达特征。根据免疫定位及荧光竞争结合试验结果,我们推测SlitCSP2可能在斜纹夜蛾寄主选择和解毒过程中发挥重要作用。     

美国白蛾触角感器的超微结构

为明确美国白蛾Hyphantria cunea成虫触角上感器的种类、形态和分布，通过扫描电镜观察美国白蛾雌、雄成虫触角上感器的超微结构。结果显示，美国白蛾雌成虫触角呈锯齿状，雄成虫触角呈双栉节状。雌、雄成虫触角上的感器类型有所不同，个别感器的长度和基部直径差异显著。美国白蛾成虫触角上分布9类共16种感器，即4种毛形感器Ⅰ～Ⅳ、2种刺形感器Ⅰ～Ⅱ、1种鳞形感器、2种锥形感器Ⅰ～Ⅱ、2种腔锥形感器Ⅰ～Ⅱ、1种栓锥形感器、1种舌形感器、2种Bǒhm氏鬃毛Ⅰ～Ⅱ以及1种新的感器——单孔栓感器。毛形感器数量最多，且雄成虫触角上的毛形感器数量多于雌成虫触角上的。单孔栓感器数量较少，雌、雄成虫触角上仅发现2～3个，在雌成虫第1～3鞭亚节腹面锯齿端部各分布有1个。毛形感器Ⅳ——超长毛形感器及舌形感器仅分布在雄成虫触角上。锥形感器Ⅰ～Ⅱ、腔锥形感器Ⅰ和Bǒhm氏鬃毛Ⅰ～Ⅱ的长度在雌、雄成虫间均差异不显著，而其余感器的长度在雌、雄成虫间均差异显著；雄成虫触角上毛形感器Ⅰ～Ⅲ、腔锥形感器Ⅱ和刺形感器Ⅰ～Ⅱ的长度均显著大于雌成虫触角上的，雌成虫触角上鳞形感器和栓锥形感器的长度显著大于雄成虫触角上的。表明美国白...     

蠋蝽对棉铃虫幼虫的捕食功能反应

为明确蠋蝽Arma custos对棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫的生物防控潜能,在室内条件下测定蠋蝽5龄若虫和雌、雄成虫对棉铃虫3龄幼虫的捕食能力以及不同蠋蝽密度对自身捕食作用的影响。结果显示：蠋蝽5龄若虫和雌、雄成虫对棉铃虫3龄幼虫的捕食功能反应均符合Holling Ⅱ模型。蠋蝽5龄若虫对棉铃虫3龄幼虫的瞬时攻击率、处理时间和日最大捕食量分别为0.829、0.024 d和41.667头;蠋蝽雌成虫对棉铃虫3龄幼虫的瞬时攻击率、处理时间和日最大捕食量分别为0.796、0.020 d和50.000头;蠋蝽雄成虫对棉铃虫3龄幼虫的瞬时攻击率、处理时间和日最大捕食量分别为0.752、0.021 d和47.619头。蠋蝽5龄若虫和雌、雄成虫对棉铃虫3龄幼虫的搜寻效应均随猎物密度的增加而逐渐降低。当棉铃虫幼虫密度固定时,单头蠋蝽的日捕食量随蠋蝽密度的增加而逐渐降低,蠋蝽对棉铃虫的捕食作用受到自身密度的干扰,5龄若虫和雌、雄成虫的干扰系数分别为0.548、0.702和0.772。表明蠋蝽5龄若虫及雌、雄成虫均对棉铃虫3龄幼虫具有一定的防控能力,且成虫对棉铃虫幼虫的防控能力大于5龄若虫。     

小菜蛾三类主要化感受体基因的虫态、组织和性别表达特异性分析

为明确小菜蛾Plutella xylostella体内主要化感受体的表达分布特性，通过对特定组织转录组数据分析并结合半定量RT-PCR测定，研究小菜蛾气味受体（odorant receptor，OR）、离子型受体（ionotropic receptor，IR）和味觉受体（gustatory receptor，GR）3类化感受体基因在不同虫态、组织及性别中的表达特异性。转录组数据分析结果显示，共有48个OR、8个IR和15个GR基因在被测组织中表达，不同基因呈现不同的组织表达特异性。通过整合基因组和转录组数据分析共获得62个GR基因，其中48个为全长序列；系统进化树分析结果表明，48个全长GR中3个属于CO₂受体，10个属于糖受体，35个属于苦味受体；成虫头（去除触角后）、触角、足、翅、雌成虫产卵器及4龄幼虫头部分别表达19、22、27、21、24和21个GR基因；成虫性别间比较发现，PxylGR2、PxylGR20、PxylGR61基因在雌成虫头部中表达量较高，PxylGR5、PxylGR23、PxylGR34、PxylGR37基因在雌成虫触角中表达量较高，PxylGR37、PxylGR53、PxylGR54基因在雌成虫足中表达量较高，而PxylGR17、PxylGR21和PxylGR22基因在雄性翅中表达量较高。     

溪岸蠼螋对棉铃虫的捕食能力

为明确棉田溪岸蠼螋 Labidura riparia 对棉铃虫的控害潜能, 在实验室条件下观察和测定了溪岸蠼螋不同龄期的若虫、雌雄成虫对棉铃虫幼虫、蛹和成虫的捕食能力以及其5龄若虫和雌雄成虫的捕食选择性。结果表明:不同发育阶段的溪岸蠼螋都不捕食棉铃虫完整的蛹体, 但对棉铃虫幼虫和成虫都具有较强的捕食能力。其中, 雌性溪岸蠼螋成虫的捕食能力最强, 对棉铃虫1龄幼虫日捕食量最大, 为(31.3±1.1)头。1龄溪岸蠼螋若虫也具有一定的捕食能力, 对棉铃虫1龄幼虫日捕食量为(1.7±0.7)头。不同龄期的溪岸蠼螋对相同龄期棉铃虫幼虫的捕食能力随龄期增加而增大。对1~3龄棉铃虫幼虫,溪岸蠼螋雌成虫捕食能力最强,其次是溪岸蠼螋雄成虫,再次是溪岸蠼螋5龄若虫。但是,对棉铃虫4~6龄幼虫和雌雄成虫,溪岸蠼螋雌雄成虫和5龄若虫的捕食量差异不显著。捕食选择试验表明:溪岸蠼螋5龄若虫和雌雄成虫对棉铃虫1～4龄幼虫均表现正喜好性, 对5～6龄棉铃虫幼虫和雌雄成虫表现负喜好性。     

东亚小花蝽触角的扫描电镜观察

东亚小花蝽Orius sauteri(Poppius)是我国北方小型农林害虫的重要捕食性天敌昆虫,在天敌昆虫生产及防治害虫应用上具有较大价值。为了深入了解其化学感受系统,揭示东亚小花蝽的捕食行为机制,有必要对其触角结构及感器进行超微结构分析。本研究应用扫描电镜技术观察了东亚小花蝽1~5龄若虫及雌、雄成虫触角的结构和感器的类型、分布及超微结构。结果表明,东亚小花蝽1~5龄若虫及雌、雄成虫触角均为线状,分为柄节、梗节和鞭节(2亚节),随着东亚小花蝽生长发育,触角总长度及各节长度均显著增加,各节直径的增加不显著。东亚小花蝽触角上有5种感器,分别为毛形感器、刺形感器、锥形感器、具弯钩形感器和钟形感器,其中毛形感器和刺形感器各有2种亚型,钟形感器仅在1龄若虫触角上存在,2~5龄若虫及成虫触角上该感器退化消失。雄成虫触角感器数量明显多于雌成虫,若虫感器数量比成虫少。不同类型的感器在触角各节上的数量与分布各不相同。东亚小花蝽触角大小和感器的种类及数量随生长发育而变化,成虫触角感器存在性二型现象。     

棉铃虫 JNKs 基因的克隆及表达分析

c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase, JNK)是MAPK家族(mitogen-activated protein kinases, 丝裂原活化蛋白激酶)的重要成员, 具有参与昆虫抗逆反应等多种功能。为明确JNK在棉铃虫 Helicoverpa armigera 中的表达特性及其对Bt杀虫蛋白的应激与免疫反应, 本研究通过PCR克隆得到2个棉铃虫 JNK 基因 HaJNK1 和 HaJNK2; 生物信息学分析结果显示: HaJNK1和 HaJNK2基因开放阅读框分别为1 191、1 143 bp, 分别编码397、381个氨基酸。系统进化树分析结果表明棉铃虫 HaJNK1 与黏虫 Mythimna separata 聚为一支, 亲缘关系较近, HaJNK2与 家蚕 Bombyx mori 聚为一支, 同源性较高。利用实时荧光定量PCR技术分析 HaJNK1 与 HaJNK2 在棉铃虫不同发育时期、不同组织中的表达量, 发现 HaJNK1 与 HaJNK2 在卵中表达量最高, 其次是雌成虫; HaJNK1 在性腺中表达量最高, 其次是唾液腺; HaJNK2 在头部表达量最高, 其次是性腺。取食Cry1Ac的4龄棉铃虫幼虫的中肠组织中, HaJNK1 与 HaJNK2 的表达量均显著升高。推测 HaJNKs 基因可能参与棉铃虫抵御Bt杀虫蛋白伤害的应激和抗逆反应。     

豌豆蚜特异性扩张分支气味受体基因的克隆及表达分析

豌豆蚜Acyrthosiphon pisum气味受体家族存在明显扩张现象,推测在豌豆蚜寄主适应过程中起着重要作用。本研究旨在克隆豌豆蚜特异性扩张分支上的气味受体基因,明确这些气味受体基因在不同组织中的表达水平。通过PCR技术克隆特异性扩张分支上气味受体基因的全长序列,采用实时荧光定量RT-qPCR技术测定这些基因在触角及足中的表达水平。克隆获得豌豆蚜特异性扩张分支中4个气味受体基因全长序列(GenBank登录号：OL739156-OL739159),分别编码374～376个氨基酸,序列相似性较高,为68.09%～83.11%,均具有7个跨膜结构域。荧光定量RT-qPCR结果显示ApisOR6、ApisOR8、ApisOR13和ApisOR14基因在豌豆蚜成虫触角及足中均有表达,其中ApisOR8、ApisOR13和ApisOR14基因在触角中偏好表达,ApisOR13基因在触角中的表达量最高。本研究为解析豌豆蚜特异性扩张气味受体的功能提供了分子基础。     

番茄潜叶蛾成虫触角及幼虫头部感受器的超微结构

为明确番茄潜叶蛾Tuta absoluta(Meyrick)成虫触角及幼虫头部感受器的种类、分布和形态结构,采用扫描电镜法观察番茄潜叶蛾雌雄成虫触角和4龄雌雄幼虫触角及口器上的感受器种类和形状。结果显示,番茄潜叶蛾成虫触角上共有8种类型感受器,分别为B?hm氏鬃毛、毛形感受器、鳞形感受器、锥形感受器（Ⅰ型和Ⅱ型）、刺形感受器、腔锥形感受器、栓锥形感受器和耳形感受器。其中,雌成虫的Ⅰ型和Ⅱ型锥形感受器数量、刺形感受器数量、B?hm氏鬃毛长度、鳞形感受器长度及基部直径、Ⅰ型锥形感受器长度及基部直径、Ⅱ型锥形感受器长度、刺形感受器臼状窝直径、腔锥形感受器基部直径和耳形感受器基部直径均显著大于雄成虫;而雄成虫的毛形感受器数量和腔锥形感受器中心锥长度显著大于雌成虫。幼虫头部共计有6种类型感受器,主要着生在触角、下颚和下唇上,分别为毛形感受器、锥形感受器、刺形感受器、栓锥形感受器、指形感受器和感觉锥;幼虫触角、下颚和下唇的感受器类型和数量在雌雄间完全相同。而雌性幼虫触角鞭节上的锥形感受器SB5和下颚须上的锥形感受器SB2的长度显著大于雄性幼虫;雄性幼虫下颚茎节上的刺形感受器Sch1和下颚须上的锥形...     

黄野螟化学感受基因的鉴定与分析

昆虫的化学感受系统在昆虫的取食、交配等多种行为中发挥着重要作用。黄野螟Heortia vitessoides是一种寡食性害虫, 幼虫具有聚集性、暴食性等特点, 对土沉香Aquilaria sinensis危害严重。本研究使用高通量测序技术对黄野螟成虫触角和口器的转录组进行了测序, 共鉴定到124个化学感受基因, 包括50个气味受体(odorant receptor, OR)基因, 19个离子型受体(ionotropic receptor, IR)基因, 17个味觉受体(gustatory receptor, GR)基因, 19个气味结合蛋白(odorant binding protein, OBP)基因, 17个化学感受蛋白(chemosensory protein, CSP)基因和2个感觉神经元膜蛋白(sensory neuron membrane protein, SNMP)基因。通过系统进化和差异表达分析, 对黄野螟化学感受基因的分化, 以及不同性别、不同组织间的表达差异进行系统性的研究。以气味受体为例, HvitOR42、HvitOR43和HvitOR48聚在传统的性信息素受体(pheromone receptor, PR)分支, 其中HvitOR42和HvitOR43在雄性成虫触角中特异性高表达, 这3个气味受体可能参与识别黄野螟雌性成虫释放的性信息素。此外, HvitOR20在雌性成虫触角中特异性高表达, 可能与雌性成虫交配和产卵等行为相关。本研究为进一步探究黄野螟的化学感受机制提供了分子基础, 为开发以化学生态学为基础的黄野螟绿色害虫防控技术提供了理论依据。     

棉铃虫嗅觉系统的结构与功能研究进展

棉铃虫Helicoverpa armigera是世界上重要的多食性农业害虫,主要依赖嗅觉寻找寄主、识别配偶以及选择产卵位点,以实现生存和繁衍。研究表明触角和下唇须是棉铃虫重要的外周嗅觉器官,其上分布毛形感器、锥形感器、腔锥形感器、栓锥形感器等重要的嗅觉感器,表达了包括气味结合蛋白、气味受体、离子型受体等上百种气味化学感受蛋白基因。脑内触角叶及与触角叶神经元连接的蕈形体冠、侧角、外侧前脑等为棉铃虫嗅觉中枢系统。通过利用电生理和染色标记技术明确了棉铃虫性信息素和二氧化碳感受相关的受体、嗅觉感受神经元和其他类型的触角叶神经元。这些关于棉铃虫外周和中枢嗅觉系统结构和功能的研究进展为进一步研究棉铃虫嗅觉器官感受寄主植物、有毒食物和天敌等气味分子的功能图谱以及研究不同嗅觉神经元在突触联系水平上对气味信息进行处理和编码的神经机制奠定了重要基础。也为深入研究棉铃虫的嗅觉行为调控机制和开发基于嗅觉行为调控的防治技术提供了重要理论基础。     

桃小食心虫成虫GOBPs与PBPs的基因克隆及表达谱分析

基于桃小食心虫Carposina sasakii触角转录组测序数据,利用RACE技术克隆了桃小食心虫2个普通气味结合蛋白GOBPs和3个性信息素结合蛋白PBPs全长基因,分别命名为CsasGOBP1、CsasGOBP2、CsasPBP1、CsasPBP2和CsasPBP3。5个基因的核苷酸序列全长分别为617、811、755、795和561bp,开放阅读框分别为504、492、507、492和498bp;蛋白分子量分别为16.6、16.34、16.5、15.76和16.66kDa,等电点分别为4.85、4.92、5.41、4.91和4.93,并具有的6个典型保守的半胱氨酸位点。进化树分析结果表明,5个基因能够与其他鳞翅目昆虫中的GOBPs和PBPs聚在不同的分支。qPCR对其雌雄不同部位表达谱分析发现,5个基因均在雄虫触角中显著表达,在头、胸、腹、足和翅中低量表达。该研究为更好地了解其在桃小食心虫嗅觉识别过程中的作用奠定了基础。     

中黑盲蝽对四季豆豆荚和棉铃虫卵的取食选择性

盲蝽类害虫具有杂食性特点,但已有的取食行为研究主要集中于植食性,缺乏对其食性的全面认识。本文观察了中黑盲蝽在有选择和无选择条件下对四季豆豆荚和棉铃虫卵的取食与选择行为,并利用刺探电位技术分析了其对四季豆豆荚和棉铃虫卵的刺吸行为。研究显示:3种处理上中黑盲蝽总取食时间比例分别为:混合食物(四季豆豆荚和棉铃虫卵)38%、四季豆豆荚33%、棉铃虫卵27%,混合食物上取食四季豆豆荚的时间比例(22%)高于棉铃虫卵(16%)。6h测试时间内,中黑盲蝽刺吸四季豆豆荚时间为6 595s,高于棉铃虫卵(3 641s);单次刺吸时间以在四季豆豆荚上较高(334s)。以上结果表明中黑盲蝽喜欢取食混合食物,且倾向取食刺吸植物。研究结果对进一步解析中黑盲蝽的杂食性,探明其在生态系统中的地位及开发人工饲料有重要科学意义。