灰飞虱体内水稻条纹病毒基因的RNA干扰效应

【目的】探讨利用RNA干扰技术切断灰飞虱体内水稻条纹病毒（Rice stripe virus,RSV）繁殖的可行性,研究RSV病毒不同基因间的互作关系。【方法】利用喂食的方法测定体外合成的dsRNA对灰飞虱体内RSV基因表达的抑制作用。根据RSV基因序列设计并合成3种dsRNA（dsRdRp、dsNSvc4和dsCP）,分别喂食携带RSV病毒的2龄灰飞虱,96 h后利用荧光定量PCR技术同时检测灰飞虱体内RSV病毒不同基因RdRp、NSvc4和CP的表达量。【结果】经过特异性dsRNA喂食处理的灰飞虱体内RSV病毒靶基因NSvc4、CP的表达量大幅下调,下调幅度分别为93.2%和94.9%;靶基因RdRp表达量下调幅度为45.6%。dsRNA喂食处理对其它非靶标RSV基因的表达均具有一定的下调作用,表明RSV病毒不同基因RdRp、NSvc4和CP间可能存在互作关系。【结论】本研究为利用转dsRNA工程微生物或转基因水稻进行RSV病毒的防治提供了重要依据。     

LncRNA在柑橘木虱与黄龙病病原菌互作中的差异表达分析及验证

为明确柑橘黄龙病的唯一自然传播媒介——柑橘木虱Diaphorina citri的长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是否参与调控黄龙病病原菌Candidatus Liberibacter asiaticus(CLas)的侵染及复制,采用生物信息学预测及PCR扩增方法进行lncRNA的预测、特征分析、验证及差异表达分析。结果显示,柑橘木虱的13个转录组RNA-Seq数据中共有10 192个lncRNA基因,对应15 747条lncRNA转录本;与蛋白质编码基因相比,柑橘木虱lncRNA具有更少的外显子数量和更短的转录本长度;随机选取的10条lncRNA基因中,有7条lncRNA基因在无菌柑橘木虱广州品系或赣州品系中有表达,其中1条lncRNA基因TCONS_00034665在无菌广州品系和无菌赣州品系中存在差异表达;带菌和无菌柑橘木虱成虫中预测获得2个差异表达的lncRNA基因TCONS_00096118和TCONS_00234564,实时荧光定量PCR验证发现TCONS_00234564与预测结果一致,在带菌柑橘木虱成虫中高表达。表明lncRNA参与了黄龙病病原菌与寄主柑橘木虱的互作。     

两株茶尺蠖核型多角体病毒毒株对灰茶尺蠖的毒力及基因组差异

为明确茶尺蠖核型多角体病毒（Ectropis obliqua nucleopolyhedrovirus,EcobNPV）毒株对灰茶尺蠖E.grisescens的毒力差异及其机制,以前期筛选获得的高效毒株EcobNPV-QF4和原始毒株EcobNPV-QV为研究对象,采用PCR扩增技术对其进行分子鉴定,通过叶盘法毒力生测试验测定毒力差异,并用定量PCR技术比较病毒拷贝数及基因组测序方法分析基因组差异。结果表明,EcobNPV-QV经分子鉴定存在3个基因型,而EcobNPV-QF4则存在2个基因型,2株毒株的基因型存在差异;EcobNPV-QV和EcobNPV-QF4对灰茶尺蠖的幼虫毒力分别为4.26×10⁶ PIB/头和9.72×10⁷ PIB/头,EcobNPV-QF4对灰茶尺蠖的毒力是EcobNPV-QV的22.8倍;饲毒0~48 h之间EcobNPV-QF4在灰茶尺蠖体内的增殖拷贝均显著高于EcobNPV-QV,EcobNPV-QF4比EcobNPV-QV具有更快的繁殖能力;比较2株毒株的基因组,EcobNPV-QF4比EcobNPV-QV长315 bp,与EcobNPV-QV相比EcobNPV-QF4基因组的hr1~hr3区域出现倒位,其中核苷酸还原酶小亚基基因在EcobNPV-QF4中重复1次,3个同源重复区的回文序列存在差异但2株毒株仍为α杆状病毒亚家族II亲缘种分离株。表明2株毒株的基因组在同源重复区的序列及回文个数间存在差异,推测这可能与导致其对灰茶尺蠖毒力差异有关。     

柑橘大实蝇低覆盖度基因组及其分析

为探究柑橘大实蝇Bactrocera minax的全基因组信息,以海关口岸截获的柑橘大实蝇样本为材料,提取DNA后构建350 bp短片段文库,采用Illumina二代测序平台开展全基因组测序,进行基因组组装、完整性评估和注释分析。结果表明,柑橘大实蝇的基因组大小为368.14 Mb,重复序列占比为16.27%,杂合率为0.79%,属于中等杂合度基因组。基因组组装得到43 124条contigs,contig N50长度为94 994 bp。BUSCO评估显示,组装的基因组可完整覆盖98.80%昆虫保守的单拷贝直系同源基因,表明该组装的完整性很高,可以满足后续分析。通过EVM注释流程整合了从头预测、同源预测和基于转录组预测等不同方法的注释结果,共预测到35 655个蛋白编码基因,其中24 343个基因有功能注释。     

昆虫基因组组装大小偏差的原因解析

为明确昆虫基因组组装大小产生偏差的原因,利用流式细胞术估测来自6目10科的21种常见农业昆虫的基因组大小,同时从动物基因组大小数据库收集和整理1 345个经流式细胞术估测的昆虫基因组大小信息,并从NCBI、GigaDB、DDBJ、i5k workspace@NAL、InsectBase和VectorBase等14个物种遗传信息数据网站获取536种昆虫的基因组组装信息进行比较分析。结果表明,收集的昆虫中有202种同时具有流式细胞术估测的基因组大小和基因组组装大小的信息,以更接近真实值的流式细胞术估测基因组大小为参照,比较发现其中42种昆虫的基因组组装大小偏大,98种昆虫的基因组组装大小偏小,而62种昆虫的基因组组装大小和经流式细胞术估测大小相似。基因组组装大小比经流式细胞术估测大小更大的物种,通过Wilcoxon秩和检验发现显著具有更多的重复序列,但与GC含量、contig N50及基因组测序和组装策略并无显著相关性。综合分析认为,在大多数情况下昆虫基因组组装大小更小,表明组装并不完整,但在重复序列占比较高的情况下,昆虫基因组的组装出现了冗余,导致组装大小更大。     

河北邢台和江苏南京地区棉蚜对丁硫克百威和吡虫啉的抗性

【目的】对河北邢台和江苏南京地区棉蚜（Aphis gossypii Glover）进行抗性监测,了解棉蚜对丁硫克百威和吡虫啉的抗性发展情况,为抗性治理提供理论依据。【方法】以用药水平最低的新疆南疆种群作为相对敏感种群,通过室内毒力测定、离体酶活力测定、相对表达量分析,研究新疆南疆、河北邢台及江苏南京3个地区棉蚜对丁硫克百威和吡虫啉潜在的代谢抗性机制。【结果】河北邢台和江苏南京地区的棉蚜对丁硫克百威仍处于敏感阶段;但对吡虫啉的抗性已有所发展,抗性水平分别为4.87和8.72倍,为低水平抗性阶段。解毒代谢酶活力对比研究发现,3个地区田间种群之间多功能氧化酶、酯酶及谷胱甘肽转移酶的活力均存在显著差异,江苏南京种群的酯酶活力显著高于新疆南疆种群。定量PCR分析表明,河北邢台地区棉蚜的羧酸酯酶表达量较高,是新疆种群棉蚜的3.28倍。【结论】田间棉蚜已对吡虫啉产生了低水平的抗性,酯酶活力升高在棉蚜对吡虫啉低水平抗性形成中发挥作用。     

鳞翅目昆虫迁飞相关基因的鉴定及进化分析

为明确迁飞性昆虫迁飞行为的分子调控机制，选取12种鳞翅目昆虫为研究对象，将其分为迁飞组和非迁飞昆虫组，采用PAML软件分析单拷贝直系同源基因在2个分组中的进化速率，从基因组水平对涉及生物钟调节、神经调节和内分泌调节3类迁飞相关基因进行注释和比较。结果表明，部分基因在迁飞昆虫和非迁飞昆虫中的进化速率存在显著差异，且这些基因富集在肌肉结构发育、复眼及光感细胞发育、能量代谢、腺体发育、醇酮类及脂蛋白合成代谢、磷酸化调节等生物过程中；与神经调节相关的基因在迁飞昆虫中有不同程度的显著扩增或收缩，而涉及生物钟调节的基因中仅ebony在迁飞组昆虫中的拷贝数显著多于非迁飞组的拷贝数，与内分泌调节相关的法尼醇脱氢酶编码基因在迁飞组和非迁飞组中呈现显著差异。表明迁飞和非迁飞2组昆虫在基因组水平上存在部分基因拷贝数增加或减少的规律，可能是迁飞昆虫或非迁飞昆虫的共同特征。