烟蚜茧蜂脂代谢相关的滞育相关蛋白差异表达分析

利用滞育特性可显著延长烟蚜茧蜂扩繁产品的货架期,探究烟蚜茧蜂滞育相关蛋白的表达特点,可促进对天敌昆虫滞育机理的了解。本文利用以iTRAQ为核心的蛋白定量技术,对提取的烟蚜茧蜂全蛋白进行酶解、标记、质谱检测、查库鉴定及定量分析,并结合生物信息学对烟蚜茧蜂滞育前期和滞育期的差异蛋白进行分析。定量鉴定蛋白1268个,其中滞育组差异表达蛋白601个,上调表达蛋白278个,鉴定肽段物种主要集中在膜翅目,占56.5%;下调表达蛋白323个,鉴定肽段物种主要集中在双翅目,占52.9%。对差异表达倍数分析发现,滞育烟蚜茧蜂有4个上调表达8倍以上的蛋白与脂代谢相关：脂质运载/胞质脂肪酸结合蛋白(gi_322794737)、C型凝集素(gi_607305114)、肽基脯氨酰顺反异构酶(W4X351_ATTCE)、芳基贮存蛋白α亚基(gi_332018934)。iTRAQ技术结合LC-MS/MS作为一种快速准确的定量蛋白质组学研究方法,能有效地分析烟蚜茧蜂滞育相关蛋白;烟蚜茧蜂滞育相关蛋白差异表达较为复杂,可针对上调表达倍数高的蛋白进行后续功能分析,深入开展昆虫滞育机理研究。     

茶足柄瘤蚜茧蜂脂代谢相关的滞育关联基因差异表达分析

本文对茶足柄瘤蚜茧蜂滞育组与正常发育组进行转录组测序,筛选差异表达基因,根据功能注释发现这些滞育关联基因主要与碳水化合物代谢、脂质代谢以及信号转导等途径相关。借助KEGG数据库,共筛选出滞育期间401个与脂代谢相关的差异基因,在滞育期间呈现不同程度的上调表达,涉及了脂肪酸生物合成、甘油脂代谢、类固醇生物合成等代谢途径,除与脂质合成相关的脂肪酸合成酶、超长链脂肪酸延伸酶基因上调表达外,与脂质分解相关的酶,如酯酶同样上调表达,可能与提高茶足柄瘤蚜茧蜂免疫力有关;与激素合成相关基因的上调表达,可能抑制茶足柄瘤蚜茧蜂卵巢发育。     

瓢虫对烟蚜的控制效能及异色瓢虫与烟蚜茧蜂的取食竞争作用

为了明确4种主要捕食性瓢虫对烟蚜的控制效能及其与优势寄生性天敌烟蚜茧蜂的取食竞争作用,在室内条件下测定了七星瓢虫、异色瓢虫、六斑月瓢虫和龟纹瓢虫对烟蚜的捕食效能和异色瓢虫与烟蚜茧蜂的取食竞争作用。结果表明,4种瓢虫捕食烟蚜后均能正常完成发育,发育历期分别为异色瓢虫(17.11 d)七星瓢虫(16.25 d)六斑月瓢虫(13.69 d)龟纹瓢虫(12.73 d),其中异色瓢虫的4龄幼虫期最长,达4.15 d,显著高于其他瓢虫;异色瓢虫、七星瓢虫、六斑月瓢虫和龟纹瓢虫完成生长发育对烟蚜的总捕食量分别为687.0、635.6、359.2和253.2头,各瓢虫间差异显著。在烟蚜茧蜂和异色瓢虫的共存系统中,增加异色瓢虫的数量,异色瓢虫和烟蚜茧蜂对烟蚜的个体控制数量均会降低;增加烟蚜茧蜂的数量,显著降低了种内的个体寄生量,但对异色瓢虫的控蚜作用无明显影响。该研究结果将为合理利用天敌昆虫组合控制烟蚜提供技术依据。     

中红侧沟茧蜂嗅觉受体MmedOr2基因的克隆及组织表达谱

嗅觉在天敌昆虫寻找寄主、躲避敌害、交配、转移等行为中发挥关键作用。嗅觉受体是昆虫嗅觉系统中一类重要的功能蛋白。本文选取从中红侧沟茧蜂触角cDNA文库鉴定一个嗅觉受体基因MmedOr2序列片段,采用RACE技术克隆获得中红侧沟茧蜂嗅觉受体基因MmedOr2的全长序列。通过实时荧光定量PCR解析了该基因在中红侧沟茧蜂不同发育阶段、不同组织部位以及交配前后的转录表达谱。结果表明, MmedOr2在触角中特异性表达,且在雌蜂触角中表达量显著高于雄蜂触角。雌、雄蜂羽化后分别在第3 d和第4 d MmedOr2表达量达到最高,该基因转录表达量达到最高后逐渐下降。另外,交配后雌蜂MmedOr2表达量显著下降。根据以上研究结果,我们推测 MmedOr2可能是性信息素受体,在中红侧沟茧蜂寻找配偶等行为中发挥功能。     

大规模扩繁烟蚜茧蜂的蚜类寄主筛选研究

烟蚜茧蜂是蚜类害虫的优势寄生性天敌,室内大规模扩繁条件下,开展了烟蚜茧蜂对7种寄主蚜虫的寄生率与子代发育特征研究,比较了以不同寄主繁育的烟蚜茧蜂在体型大小、回接寄生率、羽化率和性比等重要生物学特性上的差异。结果表明,烟蚜茧蜂对棉蚜和禾谷缢管蚜的寄生率极低,分别为0.5%和0;对烟蚜和麦二叉蚜的寄生率较高,分别为53.13%和51.83%,且显著高于其它处理。利用麦二叉蚜繁育的烟蚜茧蜂羽化率为90.34%,雌蜂发育历期为11.47 d,雌性比例为61.08%,与利用烟蚜繁育的烟蚜茧蜂无显著差异,且其对烟蚜亦有较高寄生率。结合考虑扩繁周期、成本、时-空利用率等因素,麦二叉蚜有望作为扩繁寄主应用于烟蚜茧蜂的规模化繁殖生产。     

茶足柄瘤蚜茧蜂的滞育诱导及其寄生苜蓿蚜僵蚜的低温贮藏

为明确茶足柄瘤蚜茧蜂Lysiphlebus testaceipes人工诱导滞育的最佳条件,于室内条件下测定不同温度和光周期处理对该蜂滞育诱导的影响,并通过测定不同温度条件下的滞育率来确定滞育僵蚜的最佳贮藏时间。结果显示：25℃下培养茶足柄瘤蚜茧蜂120 h达高龄幼虫时,对其进行滞育诱导,此时该蜂滞育率最高;表明高龄幼虫期是其感受滞育信号的敏感时期,蛹是该蜂的滞育虫态。在温度为8~16℃、光照时间为8~14 h的范围内,随着温度的降低和光照时间的缩短,茶足柄瘤蚜茧蜂的滞育率呈增加趋势,其中在8℃、光周期8 L：16 D条件下其滞育率最高,为73.58%;当温度为16℃时,光照时间处于8~14 h范围内,该蜂不能进入滞育状态。在8℃下持续诱导30、40 d,茶足柄瘤蚜茧蜂的滞育率分别为72.38%和67.54%。在4℃下将滞育僵蚜贮藏90 d,与非滞育僵蚜相比,滞育僵蚜的羽化率和子代蜂的寄生率均无显著差异;冷藏120 d,滞育僵蚜的羽化率仍能达到69.64%。表明茶足柄瘤蚜茧蜂属低温短日照滞育型昆虫,最佳滞育诱导条件为25℃培育120 h后,转入8℃、8 L：16 D环境中连续诱导30 d;滞育僵蚜在4℃下可储存90~120 d。     

不同温度下正己烷蒸气对菜蛾盘绒茧蜂滞育解除的影响

利用二次通用旋转组合设计方法,研究了菜蛾盘绒茧蜂Cotesiavestalis滞育茧在不同正己烷浓度、不同温度下暴露不同时间后对该蜂滞育解除、以及滞育解除后成虫羽化率和成蜂繁殖力的影响,分别建立了茧．成虫羽化历期、羽化率、单雌产卵量对正己烷浓度、暴露时间、温度3因子的回归模型。结果表明：正己烷可以有效促进该蜂解除滞育,显著缩短羽化历期,提高羽化整齐度;但正己烷浓度、暴露时间和温度水平的过高或过低在一定程度上会降低滞育解除后成蜂的繁殖力,过高的温度处理还会显著降低成虫的羽化率。基于回归模型的优化组合分析结果,提出将滞育茧置于27-29°C下、1．5mL·L。的正己烷蒸气中暴露10～15min,对该蜂解除滞育后的生物学特性的不良影响将会降至最低。     

滞育七星瓢虫酰基辅酶AΔ11去饱和酶基因的克隆及表达分析

去饱和酶（Fatty acid desaturase,FAD）是生物体不饱和脂肪酸合成中的关键酶,酰基辅酶AΔ11去饱和酶基因是其中重要的一种。本试验基于七星瓢虫Coccinella septempunctata L.转录组数据,利用RT-PCR和RACE技术从滞育七星瓢虫中克隆得到酰基辅酶AΔ11去饱和酶基因全长,并命名为CsFadΔ11（GenBank登录号：MF458996）,该基因全长1447 bp,开放阅读框（ORF）1095 bp,编码364个氨基酸,预测蛋白质分子量为42.99 kD,等电点（pI）为8.87,无信号肽。氨基酸序列分析结果表明,CsFadΔ11有3个组氨酸富集区和6个跨膜结构域,与膜翅目的内华达古白蚁Zootermopsis nevadensis同源性较高。利用实时荧光定量PCR技术研究其时间表达模式,发现CsFadΔ11基因在七星瓢虫初羽化、滞育诱导10 d、滞育诱导20 d、滞育初期、滞育后期、滞育解除期以及正常发育状态下均有所表达,且在滞育早期表达量最高,其次是在滞育解除个体中。其整体表达趋势与相应时期脂积累变化情况基本相符,推测CsFadΔ11基因参与七星瓢虫脂积累调控,并进一步影响七星瓢虫滞育。     

中红侧沟茧蜂亲代经历对子代滞育的影响

在室内条件下,研究了中红侧沟茧蜂亲代经历不同温度及光周期条件对其子代滞育的影响。设置亲代经历的不同环境条件分别为：①在23℃下中红侧沟茧蜂成蜂经历L∶D=0h∶24h、4h∶20h、8h∶16h、12h∶12h、16h∶8h、20h∶4h、24h∶0h七种不同光周期处理;②亲代经历3种不同温度（16℃2、0℃、24℃）和3种不同光周期（L∶D=10h∶14h、12h∶12h、14h∶10h）的组合处理;③不同日龄滞育茧蜂与发育茧蜂的成蜂寄生寄主粘虫。其子代在3种不同温度（16℃、20℃、24℃）和光周期L∶D=10h∶14h、12h∶12h、14h∶10h下饲养,观察子代的滞育率变化情况。结果表明：在环境温度为23℃时,成蜂经历不同光周期可显著影响子代的滞育率;亲代经历不同的光周期与温度也可显著影响子代的滞育率;交配后不同日龄的成蜂寄生寄主粘虫对其子代的滞育率影响不显著。在中红侧沟茧蜂的生活史中,温度与光周期的共同作用可影响其子代滞育的产生,亲代经历在子代滞育过程中起一定的作用,但能否进入滞育还是由其子代的环境条件来决定。     

温度和光周期对管侧沟茧蜂寄生草地贪夜蛾效果的影响

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是世界重大农业害虫,前期研究发现管侧沟茧蜂Microplitis tuberculifer能够有效控制草地贪夜蛾。为了进一步优化控害效果、评估寄生适应性,本研究比较了温度和光周期对管侧沟茧蜂寄生草地贪夜蛾效果及子代蜂发育的影响。结果表明：在光周期10L：14D和14L：10D条件下,20℃、24℃和28℃时管侧沟茧蜂对草地贪夜蛾的寄生效果均较好,结茧率>70%、畸形率<6%、羽化率>60%,16℃和32℃下寄生能力降低;管侧沟茧蜂的发育历期（卵-幼虫期、蛹期和成虫期）和茧重随着温度的升高明显缩短,光周期10L：14D条件下16℃则能诱导管侧沟茧蜂进入滞育; 28℃条件下,不同光周期对管侧沟茧蜂寄生草地贪夜蛾后的结茧率>70%、畸形率<4%、发育历期和茧重无显著影响;在16℃条件下,当光照低于12L：12D时能够诱导管侧沟茧蜂进入滞育。综合各个参数,管侧沟茧蜂生长适宜温度广泛,在16℃~32℃范围内均能正常寄生草地贪夜蛾,完成世代发育,其中20℃~28℃为最佳寄生和生长温度;光周期对管侧沟茧蜂寄生草地贪夜蛾的影响较小,28℃适宜温度下,光照8L：16D至16L：8D均对低龄幼虫有较好的控害效果。     

小黑瓢虫雌成虫滞育基因的转录组测序分析

为明确小黑瓢虫Delphastus catalinae滞育的分子机制,使用Illumina HiSeq2500高通量测序平台分析小黑瓢虫雌成虫非滞育期、滞育期和滞育解除期的相对转录水平,从转录组测序数据中选取碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）基因、过氧化氢酶（catalase,CAT）基因、乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase,LDH）基因、过氧化物酶（peroxidase,POD）基因、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）基因、海藻糖酶（trehalase,TRE）基因、促葡萄糖转运1蛋白亚基基因Ref和SCoAL琥珀酰辅酶连接酶基因GDP-forming,采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRTPCR)技术检测上述基因在小黑瓢虫雌成虫3个不同时期的表达特征。结果显示,从9个样品中共筛选出67.86 Gb的clean data;936 447条contig被组装成52 255条unigene,所有的unigene都通过BLAST对Nr数据库进行了注释,有23 539...     

球孢白僵菌对小菜蛾的侵染相关基因分析

本文研究球孢白僵菌对小菜蛾的侵染相关基因,为提高球孢白僵菌的致病力提供基因靶点,从而提高球孢白僵菌对小菜蛾的防治效果。通过室内生物测定,筛选出球孢白僵菌对小菜蛾的高毒力菌株;采用新一代Solexa高通量测序技术对纯培养的球孢白僵菌和球孢白僵菌侵染小菜蛾48 h的虫菌混合样品分别进行转录组测序,筛选差异表达基因;结合生物信息学方法分析差异表达基因涉及的基因功能及细胞通路等;应用荧光定量PCR技术验证20个基因的差异表达。转录组测序结果显示,纯培养的球孢白僵菌与侵染小菜蛾幼虫48 h的球孢白僵菌转录组对比分析共得到8383个差异表达基因,其中显著差异表达基因716个,上调基因350个,下调基因366个。本研究筛选获得的差异表达基因,特别是上调表达的基因可能与球孢白僵菌对小菜蛾的侵染有关。GO二级分类表明,DEGs被注释到26个GO term中,包括11个生物学过程,8个细胞组分和7个分子功能;Pathway分析表明共有12个Pathway,93个上调基因和61个下调基因参与了这些途径。深入分析发现,胞外丝氨酸富集蛋白、细胞壁蛋白、胞外双加氧酶、铁转运蛋白、细胞壁半乳糖抗原蛋白等在侵染过程中与毒力相关的基因均具有显著性差异表达。研究结果为阐明球孢白僵菌对小菜蛾的侵染机制提供了基础。     

温度和光周期对小黑瓢虫滞育的调节作用

在实验室条件下研究了温度（11℃、16℃、21℃、26℃和31℃）和光周期（16L：8D、14L：10D、12L：12D、10L：14D和8L：16D）对小黑瓢虫Delphastus catalinae（Horn）滞育的影响。结果表明,温度、光周期及二者的相互作用均对小黑瓢虫滞育有显著影响。低温和短光照诱导成虫进入滞育。26℃和31℃时,测定的5个光周期均不能诱导滞育;而11℃、16℃和21℃时,滞育率随温度降低或光照时长缩短均呈升高的趋势。11℃和光周期8L：16D是诱导滞育的最适条件。11℃和光周期8L：16D诱导40 d,成虫进入稳定的滞育状态,滞育率高达95.44%。同时发现,滞育成虫产卵前期随温度降低或光照时长缩短而延长。11℃和光周期8L：16D有利于维持滞育,延长成虫产卵前期。21℃和光周期14L：10D加速滞育的解除,缩短成虫产卵前期。     

转录组和iTRAQ技术联合揭示玉米根系的耐旱机制

采用RNA-Seq技术和iTRAQ技术对耐旱性不同的两玉米自交系(昌7-2和TS141)的幼苗根系差异基因(DEGs)和差异蛋白(DEPs)进行关联分析.定量关联分析结果表明,Chang 7-2 D1 vs CK1、Chang 7-2 D2 vs CK2、TS141 D1 vs CK1和TS141 D2 vs CK2等...     

沃尔巴克氏体感染对黑腹果蝇头部转录组的影响

为明确沃尔巴克氏体Wolbachia对果蝇神经行为影响的分子机制,采取转录组测序技术对感染沃尔巴克氏体和未感染的黑腹果蝇Drosophila melanogaster头部样本进行转录组测序、组装、注释,筛选感染沃尔巴克氏体wMel和未感染黑腹果蝇头部转录组间的差异表达基因,并选择差异表达基因中差异倍数较大或与神经行为相关的基因进行qPCR验证。结果表明,感染沃尔巴克氏体wMel和未感染黑腹果蝇头部差异表达基因有679个（差异倍数≥2,P<0.05）,其中,由于感染沃尔巴克氏体wMel而上调表达的基因有566个,下调表达的基因有113个。GO功能注释分析显示,差异表达基因与代谢过程、催化和结合功能相关。KEGG通路注释分析发现,差异表达基因主要富集在蛋白消化与吸收、内分泌、神经活性配体-受体互作以及激素合成等通路中。从差异表达基因中筛选出11个基因进行qPCR验证,有9个基因的表达趋势与RNA测序结果一致。表明沃尔巴克氏体可广泛影响果蝇头部基因的表达水平,暗示可能由此影响宿主的神经行为。     

基于全转录组分析的苹果苦痘病发生机制初步研究

 苹果苦痘病已困扰多年,但其发生机制仍不明确。本研究通过全转录组分析,比较了苹果健康果实、苹果苦痘病果、病果病斑部位和病果无病斑部位中可能与苹果苦痘病发生相关的差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),研究了苹果苦痘病的可能发生机制。经全转录组测序,GO功能注释和KEGG通路富集分析,筛选出17个可能与苹果苦痘病发生相关的差异表达基因。RT-qPCR 验证结果显示,与苹果健康果实或病果无病斑部位相比,17个DEGs中,3个涉及植物-病原互作通路的DEGs(CDPK26, WRKY26 和ADP/ATP carrier)在苹果苦痘病果和病果病斑部位中均表现上调;2个涉及细胞凋亡通路的 DEGs(TUBA和CTSF)和1个涉及类黄酮生物合成通路的 DEG(RGA4)均表现下调,表明,苹果苦痘病的发生促进了基因CDPK26、WRKY26和ADP/ATP carrier的表达,抑制了基因TUBA、CTSF和RGA4的表达,说明,涉及植物-病原互作、细胞凋亡和类黄酮生物合成相关的基因,在苹果苦痘病发生过程中发挥着重要的作用。     

水稻幼穗与Ustilaginoidea virens互作早期的转录组分析

 由子囊菌门真菌稻绿核菌Ustilaginoidea virens引起的稻曲病是世界范围内水稻生产上的重要病害之一。但是,对水稻抗稻曲病的抗性机制仍不清楚。为初步探明水稻与稻曲病菌之间互作早期的分子调控机制,本研究采用比较转录组测序技术对稻曲病菌接种抗病品种‘IR28’和感病品种‘两优培九’(LYP9)6 h的测序数据进行了分析,试图初步阐明水稻抗病分子机制。分析发现,在抗病和感病品种中均差异表达基因有1 005个共表达,在这些基因中,抗病品种中表达上调基因(697个)多于感病品种中表达上调的基因(626个),下调的基因(308个)少于感病品种中下调表达的基因(379个);随后通过GO富集和KEGG代谢途径分析,发现苯丙烷类代谢途径和双萜植保素合成途径相关的基因、几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、糖基水解酶和过氧化物酶等基因在抗病品种中被显著诱导上调表达,而在感病品种中基因表达低于抗病品种或下调表达,推测这些基因很可能在水稻与稻曲病菌识别早期发挥重要的抗病作用。该研究结果可为水稻抗稻曲病基因克隆及抗稻曲病分子育种提供理论基础。     

OsDCL1基因沉默突变体诱导稻瘟病抗性的转录组分析

稻瘟病是严重危害水稻生长的真菌病害,每年给水稻生产带来重大经济损失。与野生型日本晴NPB相比,OsDCL1基因沉默突变体增强了水稻对稻瘟菌的广谱抗病性。为了解水稻OsDCL1-RNAi突变体的抗病机制,我们分析和比较了它和野生型日本晴NPB在稻瘟菌侵染前后转录组水平的变化。响应稻瘟菌侵染的7 129个差异表达基因(DEGs)中,NPB和OsDCL1-RNAi突变体分别有5 382和5 180个基因表达发生了变化,参与生物胁迫反应、信号通路、蛋白代谢和RNA调控4个通路的基因明显被富集。以野生型未受稻瘟菌侵染的基因表达为对照,在OsDCL1-RNAi突变体中共发现1 318个DEGs,且超过70%是上调的,其中很多基因参与了生物胁迫反应(26.9%)和信号通路(11%),上调表达基因中与生物胁迫反应相关的主要为PR基因和细胞壁相关基因。另外,还发现10个茉莉酸相关基因和11个水杨酸相关基因分别在OsDCL1-RNAi突变体中显著下调和上调表达。在OsDCL1-RNAi突变体中还发现WRKY和MYB等一些转录因子家族以及部分受体类激酶被诱导表达。用qRT-PCR方法验证部分差异表达的基因,其结果与DEGs基本一致。OsDCL1-RNAi突变体中转录组变化的分析,为深入了解该突变体抗瘟性增强的机制奠定了基础。