西花蓟马被球孢白僵菌侵染后βGRPs基因的鉴定及表达分析

本文旨在鉴定西花蓟马β-1,3-葡聚糖识别蛋白(FoβGRP)基因,分析其在受到球孢白僵菌侵染后的表达模式,探讨其在西花蓟马先天免疫过程中的作用。根据高通量转录组测序结果,比对非冗余核苷酸数据库,筛选E值小于10~(-5)的基因为目标基因,对筛选出的FoβGRPs基因编码的蛋白序列进行结构分析鉴定,通过构建系统进化树分析其与其他物种同源基因的进化关系,通过实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,q RT-PCR)检测分析不同活性球孢白僵菌孢子侵染西花蓟马成虫后FoβGRPs的表达模式。筛选出3条βGRP基因,分别命名为FoβGRP1、FoβGRP2和FoβGRP3,其编码的蛋白序列均含有βGRP蛋白家族特有的保守性结构域,即糖苷水解酶活性结构域;FoβGRP1与FoβGRP2和FoβGRP3分属两类不同的FoβGRP;在检测的60 h内,与对照相比,西花蓟马被高致病性和低致病性真菌菌株侵染后,3条FoβGRP基因的诱导表达量均在12 h时最高,而且对于同一基因来说,高活性真菌菌株对其的诱导水平均高于低活性的真菌菌株;经灭活真菌处理的西花蓟马体内3条FoβGRP基因表达量均呈不同程度的下降。3条FoβGRP基因可能参与到西花蓟马先天免疫反应中。本文为后续深入研究其在西花蓟马先天免疫反应中的作用奠定了基础。     

烟粉虱MED隐种蜕皮激素受体基因cDNA克隆、转录与组织表达

蜕皮激素受体(ecdysone receptor,Ec R)是调控昆虫蜕皮、变态和生殖等过程中基因表达的重要调控因子。为研究Ec R在烟粉虱Bemisia tabaci生长发育中的作用,利用RT-PCR和RACE等技术扩增了烟粉虱MED隐种Ec R基因的c DNA全长序列,并利用实时荧光定量PCR技术检测其在烟粉虱不同发育时期相对表达量的变化。Bt Ec R c DNA序列全长2 844 bp,含有一个1 518 bp的开放阅读框,共编码505个氨基酸,预测蛋白分子量为56 k D,等电点为6.43,含有特殊结构功能域:DNA结合域(DBD_Ec R)和配体结合域(LBD_Ec R),该序列编码的蛋白质序列与其它已报道的昆虫Ec R蛋白序列具有很高的相似性,命名为Bt Ec R(Gen Bank登录号:KR534774)。Bt Ec R在MED隐种若虫、雌成虫各发育时期均有表达,若虫期在伪蛹前期达到最高值,成虫期呈现先升高后降低的趋势,且在羽化后第7天达到最高值,约为羽化第1天的23倍。研究结果为揭示Bt Ec R在烟粉虱整个生长发育过程中的作用提供了重要依据。     

光谱分析Q型烟粉虱化学感受蛋白CSP1与β-紫罗兰酮的相互作用

为明确烟粉虱在入侵过程中的寄主选择性与其化学感受系统对寄主植物挥发物的分子识别之间的相互作用和化学机理,通过荧光、紫外光谱和圆二色谱等技术分析了烟粉虱化学感受蛋白Bt CSP1与一种重要的植物挥发物成分—β-紫罗兰酮之间的相互作用。结果表明,β-紫罗兰酮与Bt CSP1在不同温度时的猝灭机理不同,300 K(27℃)时二者的亲和力较弱,表观结合常数KA为2.44×105L/mol,较低温290 K(17℃)和高温310 K(37℃)时的3.22×105L/mol和3.23×105L/mol均要低,表明Bt CSP1与β-紫罗兰酮在不同的温度下呈现不同的结合机理,低温时为静态猝灭,而高温时为动态猝灭。通过热力学参数和非辐射能量转移理论分析,β-紫罗兰酮与Bt CSP1蛋白结合时发生了荧光共振能量转移,结合距离为5.2 nm。圆二色谱结果显示,随着β-紫罗兰酮浓度的升高,Bt CSP1蛋白中α-螺旋比例逐渐减少,由纯蛋白时的63%下降到55.9%,二级结构发生了变化。     

烟粉虱的生物防治

本文概述了烟粉虱捕食性天敌、寄生性天敌和昆虫病原真菌的研究应用概况 ,并探讨了进一步研究的方向。     

MEAM1和MED两个烟粉虱隐种取食对甘蓝转录组影响的差异

为绿色防控烟粉虱Bemisia tabaci提供新策略,采用转录组分析MEAM1和MED两个烟粉虱隐种取食后甘蓝差异基因表达情况,并选取差异表达基因最多的甘蓝苯丙烷类通路上PAL2、C4H、4CL1和CHI四个基因进行实时荧光定量PCR测定。结果显示,与对照相比,MEAM1和MED烟粉虱隐种取食后甘蓝差异表达基因数分别为693个和1 030个。GO功能注释和KEGG富集分析显示,差异表达基因主要集中在苯丙烷类生物合成、萜类挥发物合成、芥子油苷合成、类黄酮生物合成和植物激素信号传导途径等与甘蓝抗虫物质合成相关的通路上。虽然MEAM1与MED两个烟粉虱隐种均能显著激活植物激素信号传导途径和苯丙烷类合成通路调控的酚类物质合成途径,但MED烟粉虱隐种与甘蓝互作的差异表达基因数高于MEAM1烟粉虱隐种。MEAM1烟粉虱隐种取食甘蓝12 h后,甘蓝苯丙烷通路上游PAL2、C4H和4CL1三个基因均显著上调,而MED烟粉虱隐种取食后,甘蓝苯丙烷通路上PAL2、C4H、4CL1和CHI四个基因均变化不显著,这4个差异基因的表达模式与测序结果一致,表明测序结果的可信度高。     

参与烟粉虱免疫反应的clip丝氨酸蛋白酶基因分析

为了解参与烟粉虱免疫反应的clip丝氨酸蛋白酶(clip-domain serine proteases in Bemisia tabaci,Bt CLIPs)基因,对已鉴定的8个Bt CLIPs基因编码的蛋白进行序列分析,与冈比亚按蚊、家蚕、黑腹果蝇、烟草天蛾4种模式昆虫的同源蛋白进行系统进化分析,并通过q RT-PCR检测球孢白僵菌侵染烟粉虱4龄若虫后Bt CLIPs的时间表达模式。结果显示,8个Bt CLIPs基因均为含有CLIPs结构域的丝氨酸蛋白酶基因;Bt CLIP19、Bt CLIP20和Bt CLIP21独自聚在进化树的一支上;其它Bt CLIPs均与4种模式昆虫中的1种或多种同源蛋白聚在一起;与对照相比,8个Bt CLIPs基因受球孢白僵菌侵染后在不同时间的相对表达量均上调,但诱导程度不同,48 h的相对表达量达最高,其中Bt CLIP19上调表达最明显,为对照组的71倍。研究表明,8个Bt CLIPs可能参与烟粉虱对真菌侵染的免疫反应,并成为烟粉虱生物防治的新靶标。     

北京、山东和湖南地区烟粉虱抗药性及CYP4v2和CYP6CX1 mRNA水平表达量分析

于2011年采集北京、山东和湖南三地的烟粉虱,进行B、Q隐种鉴定,并测定4种杀虫剂的抗药性,同时通过荧光定量PCR分析CYP4v2和CYP6CX1两个基因的mRNA水平的表达量。结果表明,北京、湖南和长沙烟粉虱均为Q隐种。抗药性监测表明,北京和湖南种群对阿维菌素敏感,山东种群抗性水平较低,而对烟碱类药剂噻虫嗪出现不同程度的抗药性,其中湖南地区烟粉虱对噻虫嗪的抗药性达到49.08倍的高抗水平,北京和山东地区也达到中抗水平。另外,这3个地区的种群对毒死蜱和联苯菊酯抗性水平都较低。通过qRT-PCR分析三地的CYP4v2和CYP6CX1基因表达量,发现相对于敏感种群CYP4v2基因在北京、山东和湖南3个地理种群中分别过量表达3.85倍、19.57倍和10.78倍,而CYP6CX1基因在北京种群中过量表达20.55倍。结果提示田间烟粉虱的细胞色素P450基因CYP4v2和CYP6CX1过量表达可能会是烟粉虱抗药性的形成机制之一。     

烟粉虱的发生与防治

烟粉虱由于一年发生多代,世代重叠严重,抗药性较强,近年来在吐鲁番地区为害较为严重。2012年春季首次在新疆生产建设兵团农十二师乌鲁木齐西郊温室花卉上发现,为防止其扩散蔓延,必须采取综合防治措施。     

烟粉虱的危害及防治对策

本文主要介绍了国内外烟粉虱的危害情况和防治对策     

寄主植物对烟粉虱实验种群的影响

本文探讨了不同寄主植物对烟粉虱种群暴发的影响,在28℃恒温下,组建了烟粉虱在甘蓝、番茄、茄子、烟草、黄瓜、辣椒、西葫芦、青菜等8种不同寄主植物上的实验种群生命表.结果表明:烟粉虱对寄主有较强的选择性.烟粉虱在黄瓜、番茄上的产卵量最大，平均每头雌虫分别达382头和246头。各寄主植物上烟粉虱种群内禀增长率在0.2433～0.3790之间，取食番茄的内禀增长率rm最大，达0.3790，不同寄主植物上烟粉虱内禀增长率大小依次为番茄＞甘蓝＞黄瓜＞西葫芦＞茄子＞烟草＞辣椒＞青菜。保护地蔬菜面积扩大是烟粉虱种群暴发的重要原因之一.     

刀角瓢虫对烟粉虱的捕食作用

研究了刀角瓢虫对烟粉虱的捕食作用.结果表明:刀角瓢虫成虫对烟粉虱卵及若虫的日捕食量随粉虱虫态及虫龄的增长而减少,雌成虫的日捕食量显著大于雄成虫.刀角瓢虫雌成虫对烟粉虱卵的功能反应属HollingⅡ型反应,回归方程式为Na=1.016157 N/(1 0.000915N).温度不会影响刀角瓢虫对烟粉虱卵的功能反应形式,但可影响功能反应参数.相互干扰会降低刀角瓢虫雌成虫对烟粉虱卵的寻找效应,刀角瓢虫雌成虫对烟粉虱卵的寻找效应(E)与自身密度(P)的函数关系式为E=0.875185P-1.1941.     

不同寄主作物烟粉虱种群数量的研究

采用等距机械抽样法对棉花、茄子、豇豆等不同作物上烟粉虱成虫、蛹、卵的种群数量进行调查,并对其空间分布进行分析。结果表明,在茄子叶片上烟粉虱成虫和蛹的数量最多,豇豆叶片上卵的数量最多。棉花上烟粉虱成虫种群的空间分布呈聚集型,蛹、卵的种群为均匀分布,茄子上烟粉虱成虫和蛹为均匀分布,卵呈聚集分布;豇豆上烟粉虱成虫为均匀分布,蛹和卵为聚集分布。     

我国烟粉虱的发生危害和防治对策

烟粉虱Bemisiatabaci (Gennadius)是热带和亚热带地区主要害虫之一。近年来 ,烟粉虱在我国已造成猖獗危害之势 ,致 2 0 0 0年全国性大发生。本文就烟粉虱在国内外的发生概况、生物型及综合防治措施进行了综述。     

烟粉虱MEAM 1隐种主要内共生菌的定位和分布

烟粉虱MEAM 1隐种是一种重要的世界性入侵害虫,共生菌在其种群入侵和扩张中起着不可忽视的作用。本研究采用荧光原位杂交技术(FISH),明确其携带的初生共生菌(Candidatus Portiera aleyrodidarum)和次生共生菌(Candidatus Hamiltonella defensa和Rickettsia sp.)在不同发育阶段虫体中的定位和分布。结果显示,烟粉虱MEAM 1隐种卵、若虫和成虫3个阶段均携带3种共生菌,Portiera和Hamiltonella菌集中分布于含菌细胞中,其中Hamiltonella呈环形包裹于含菌细胞周边;Rickettsia既在菌胞中呈“集中”分布,也“随机”分布于虫体其他部位或器官。上述结果明确了这3种共生菌在MEAM 1烟粉虱各个发育阶段的分布特征,同时证明3种共生菌均能通过烟粉虱雌虫垂直传播,为进一步揭示内共生菌在烟粉虱入侵过程中的作用打下基础。     

防虫网对非洲菊烟粉虱成虫的隔离效果研究

为探索烟粉虱的物理防治方法,用30、40、50、60目不同规格的防虫网罩进行田间对比试验。结果表明,60目防虫网对烟粉虱成虫的阻隔效果最佳。     

烟粉虱成虫对不同寄主植物的选择性

选用棉花、烟草、番茄、甘蓝进行非选择性和选择性试验研究 ,探讨烟粉虱成虫对 4种寄主植物的嗜食性。结果表明 ,在 4种寄主作物共同存在时 ,烟粉虱成虫喜欢取食烟草 ,排列顺序为 :烟草 >番茄 >棉花、甘蓝 ;产卵量排列顺序为 :烟草、番茄 >甘蓝、棉花。当只有番茄和烟草两种寄主植物时 ,烟粉虱成虫趋向于取食烟草 ,但在番茄上产卵 ;只有烟草和甘蓝时 ,烟粉虱倾向于取食烟草并产卵 ;只有棉花和番茄时 ,烟粉虱对两种寄主没有明显的趋向 ;只有棉花和烟草时 ,烟粉虱显著的喜好在烟草上产卵 ;只有棉花和甘蓝时 ,烟粉虱趋向在棉花上取食产卵 ,但没有达到显著水平 ;同样只有番茄和甘蓝时 ,烟粉虱喜好在番茄上取食产卵 ,但没有达到显著水平。     

烟粉虱对寄主的选择与为害

对海门地区烟粉虱进行系统观测,较为详尽地阐述了烟粉虱对寄主的选择及为害特点,明确了烟粉虱寄主作物种类有22种,其中主要寄主作物为茄果类、瓜类及棉花。烟粉虱优先选择茄果类,其次是瓜类,最后是棉花,最嗜好的寄主为辣椒。测定了诱发煤污病的临界烟粉虱虫口密度。     

烟粉虱感染白僵菌后的组织病理变化

病症观察表明,烟粉虱感染白僵菌96 h后虫体颜色变为深红色。组织切片观察表明,白僵菌处理后36 h,可在表皮下面观察到芽生孢子。48 h后可在体内观察到明显的菌丝段。60 h可以观察到菌丝入侵到脂肪体中,96 h发现内部组织器官病变,肌肉边界变得模糊不清,体内出现大量菌丝,120 h后菌丝突破体壁向外生长,132 h后形成菌丝层。     

烟粉虱对不同黄瓜品种的选择性

选用10个黄瓜品种通过选择性和非选择性试验,探讨烟粉虱对黄瓜品种的选择性。结果表明,烟粉虱成虫对不同黄瓜品种取食和产卵的选择存在一定差异,最喜好中农19号、裕优3号及22-35RZ,最不喜好四季秋瓜、22-94RZ、春光2号。烟粉虱在不同黄瓜品种上的卵孵化率、羽化率没有显著差异,均能正常发育。黄瓜品种叶毛密度与烟粉虱成虫趋向和产卵量存在显著正相关。     

高邮地区烟粉虱的发生及防治

对高邮地区烟粉虱寄主植物进行了调查，共查到烟粉虱寄主21科、48种（变种）；烟粉虱在不同寄主上的危害程度有一定差异；通过棉田烟粉虱的系统调查，初步探明其发生特点及主要生物学特性，并提出了烟粉虱的综合防治技术措施。