烟蚜热激蛋白Hsp90基因的克隆及在UV-B胁迫下的表达分析

为探讨UV-B胁迫对烟蚜Myzus persicae热激蛋白Hsp90基因表达量的影响,采用RT-PCR与RACE技术克隆了烟蚜热激蛋白Hsp90基因的全长,并对其进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR技术研究了烟蚜Hsp90基因在不同时长UV-B胁迫下的表达量变化。结果表明,烟蚜Hsp90基因的cDNA全长为2 670 bp,编码728个氨基酸,编码蛋白质的相对分子量为82.6 kD,等电点为4.95,获得的氨基酸序列具有Hsp90蛋白家族的1个签名序列及C末端MEEVD基序,推测其属于胞质型热激蛋白。系统进化树结果显示,烟蚜Hsp90与其它昆虫Hsp90具有很高的相似性。实时荧光定量PCR结果表明,不同时长UV-B胁迫下烟蚜Hsp90均有表达,随着照射时间延长,Hsp90表达量表现为先上升后下降的趋势;与对照相比,照射时间为15、30、60、90和120 min时,Hsp90表达量均显著升高,且在60 min时Hsp90表达量达最大,是对照组的2.05倍。表明Hsp90基因在不同时长UV-B胁迫下差异表达,在烟蚜适应紫外胁迫的分子机制中具有重要作用。     

黏虫热休克蛋白Hsp90基因的克隆及不同温度对其诱导反应

热休克蛋白是昆虫体内一种很重要的抗逆蛋白,Hsp90是热休克蛋白家族中的重要成员。本试验利用高通量测序法获得Hsp90的c DNA的全长序列,通过Real-time PCR探讨黏虫各龄期、组织和黏虫3龄幼虫受到不同高、低温胁迫不同时间的Hsp90基因的相对表达量。在黏虫体内得到Hsp90的c DNA全长序列(Gen Bank登录号MF773751)2422 bp,命名为Ms Hsp90,编码717个氨基酸,分子量约为82.576 ku,等电点是4.98,序列包含有Hsp90的保守序列,与鳞翅目夜蛾科的甜菜夜蛾、苜蓿夜蛾、斜纹夜蛾亲缘关系较近,且氨基酸序列相似性都在98%以上。Real-time PCR结果显示黏虫的不同发育阶段和组织中均有Ms Hsp90表达,其中2龄幼虫和后肠的相对表达量最高。40℃处理6 h的相对表达量最高,处理12、24、48 h时,20℃的相对表达量最高。上述分析可知,Ms Hsp90相对表达量的高低表明在黏虫不同组织,不同发育阶段和不同时间、温度处理中发挥的作用存在差异。     

不同浓度吡虫啉对禾谷缢管蚜酯酶的影响

采用生物化学方法研究不同剂量吡虫啉对禾谷缢管蚜酯酶活性和酶动力学参数的影响.结果表明,不同浓度吡虫啉处理禾谷缢管蚜后,可极显著诱导禾谷缢管蚜蛋白含量增加和酯酶活力增强,且不同处理组间蛋白含量差异显著,但不同剂量吡虫啉处理并未对禾谷缢管蚜酯酶动力学参数产生明显影响.不同浓度吡虫啉处理禾谷缢管蚜后,并未改变其酯酶的性质,但酯酶的表达量显著增加.     

三叶斑潜蝇热激蛋白Hsp90基因的克隆及其在高温胁迫下的表达分析

采用RT-PCR及RACE技术克隆了三叶斑潜蝇Hsp90基因全长cDNA序列,并用实时定量RT-PCR的方法检测其在不同发育阶段受到高温胁迫后的表达水平。该基因的cDNA序列全长2 408 bp,开放阅读框为2 145 bp,编码714个氨基酸;5′非编码区为151 bp,3′非编码区为112 bp。该基因推导的氨基酸序列与其他昆虫同源序列比较有很高的相似性（80%~99%）。聚类分析结果显示三叶斑潜蝇与美洲斑潜蝇和南美斑潜蝇的亲缘关系最近。实时荧光定量PCR检测结果表明三叶斑潜蝇Hsp90基因的表达受到热胁迫的诱导,诱导3龄幼虫最大表达量的温度比诱导其他发育阶段的温度低,在43 ℃时预蛹和蛹的表达量在整个生命周期中最高,在检测的高温胁迫条件下,雄虫比雌虫的表达量更高。该结果为阐明三叶斑潜蝇胁迫耐受能力及其对其他潜蝇种群的取代机制奠定了分子基础。     

模拟气候变暖对不同纬度带麦长管蚜和禾谷缢管蚜种群动态的影响

为明确气候变暖对不同纬度带麦田麦长管蚜Sitobion avenae和禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi种群动态的影响,在高纬度的河北省廊坊市(39°30′N,116°36′E)和相对低纬度的河南省原阳县(34°55′N,114°15′E)开展红外线辐射增温试验,调查廊坊市(+2.00℃)和原阳县(+1.18℃)2个试验点的增温处理小区和对照小区麦长管蚜和禾谷缢管蚜的种群动态,并计算其盛期发生比值。结果表明,增温使廊坊市试验点的麦长管蚜始见期、峰期分别提前21、7 d,使原阳县试验点的麦长管蚜始见期、峰期分别提前14、14 d;而禾谷缢管蚜的始见期和峰期仅在原阳县试验点提前31 d和7 d。增温使廊坊市试验点的麦长管蚜盛期蚜量、峰期蚜量分别显著增加了139.21%和77.83%,禾谷缢管蚜盛期蚜量和峰期蚜量分别显著增加了157.31%和130.16%;增温使原阳县试验点的麦长管蚜盛期蚜量、峰期蚜量分别显著增加了149.62%和176.52%,禾谷缢管蚜/麦长管蚜的盛期蚜量比值显著降低了43.21%。表明增温有利于高纬度地区(廊坊市)麦长管蚜和禾谷缢管蚜种群增长,而在低纬度地区(原阳县)仅有利于麦长管蚜种群增长。     

小麦条锈菌hsp70基因的克隆及热胁迫下的表达特征分析

为明确热激蛋白70在小麦条锈菌对高温适应性中的作用,采用RACE和PCR技术扩增得到小麦条锈菌hsp70的基因全长,并利用实时荧光定量PCR技术对热胁迫下不同温度敏感类型小麦条锈菌中hsp70的表达特征进行分析。克隆得到的小麦条锈菌hsp70基因组序列全长为2 817bp,包含7个内含子,cDNA序列全长为2 267bp,其中开放阅读框为1 917bp,编码639个氨基酸,分子量为66.7ku,等电点为5.15。编码蛋白含3个保守的HSP70氨基酸序列。qRT-PCR试验结果表明,28℃热激后,hsp70的转录水平随热激时间的延长而略有增加,2h达到最高值。不同温度敏感类型菌株在热激2h后hsp70的相对表达量具有显著差异。低敏感类型菌株hsp70平均表达量为未经处理对照的7.12倍,而高敏感类型菌株hsp70平均表达量仅为对照的1.63倍。     

禾谷缢管蚜对温度梯度的行为反应

利用自制的温度梯度产生装置,研究了禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi的避热行为及其栖息分布与温度梯度之间的关系。其避热率随温度梯度场温差的增大而显著增加,温度梯度为27.0~22.7、32.0~23.8、37.0~25.3和42.0~27.7℃时,其避热率分别为52.5%、72.5%、92.1%和100%。高温适应性锻炼可显著提高其对高温的适应能力,分别经15和35℃预适应温度训练1.5h后的成蚜,避热率分别为77.5%和64.2%。不同发育阶段的蚜虫在温度梯度场内的避热率无显著差异。总体上看,在26~43℃的叶片温度梯度内,50%的禾谷缢管蚜分布在27.7℃以下的区域内,99%的蚜虫分布在32.0℃以下的区域内。不同发育阶段的蚜虫在温度梯度内的分布有一定差异,99%的1龄若蚜分布在32.7℃以下的温度区域内,而99%的3龄若蚜分布区域为30.0℃以下。     

沙葱萤叶甲热激蛋白基因GdHsp10a的克隆、分子特征与表达分析

为明确热激蛋白HSP10在沙葱萤叶甲Galeruca daurica生长发育过程中的作用,采用RTPCR及RACE技术克隆沙葱萤叶甲Hsp10基因cDNA的全长序列,采用生物信息学方法分析其序列特征,并利用qPCR技术对该基因在沙葱萤叶甲不同发育阶段、成虫羽化后不同时期以及不同温度下的表达谱进行分析。结果表明,克隆获得1条新的沙葱萤叶甲Hsp10基因,命名为GdHsp10a,GenBank登录号为MG460308,cDNA序列全长为526 bp,开放阅读框为333 bp,编码蛋白含110个氨基酸,预测分子量为11.97 kD,等电点为9.74;无信号肽及跨膜结构。同源比对及系统进化分析表明,GdHSP10a与光肩星天牛Anoplophora glabripennis HSP10亲缘关系最近,氨基酸序列一致性为53.15%。qPCR结果表明,GdHsp10a在沙葱萤叶甲各发育阶段均有表达,其中在卵期和成虫期的表达量显著高于幼虫期、预蛹期及蛹期;成虫羽化后不同时期表达量差异显著,25 d时表达量最高,其次为100、10和7 d时的表达量;温度对GdHsp10a表达量有显著影响,30℃下表达量最高,35℃下表达量次之,15、20、25及40℃下表达量最低且无显著差异。表明GdHsp10a可能在沙葱萤叶甲生长发育及成虫越夏中起着多重作用。     

异色瓢虫显明变种对荻草谷网蚜和禾谷缢管蚜捕食选择性研究

在实验室条件下,在特定空间内,测定异色瓢虫显明变种对两种蚜虫荻草谷网蚜和禾谷缢管蚜不同密度值下的捕食量。结果表明,荻草谷网蚜和禾谷缢管蚜种群数量同步增加时,EG-S值和EI值变化是从1到∞,EI值是在0到+1范围内依次增加,表明异色瓢虫显明变种喜好捕食荻草谷网蚜明显高于禾谷缢管蚜;荻草谷网蚜数量不变,禾谷缢管蚜数量增加时,EG-S值和EI值是从+1到0,EI值从-1到0范围内依次减少,表明异色瓢虫显明变种明显喜好捕食禾谷缢管蚜;禾谷缢管蚜数量不变,荻草谷网蚜数量增加时,EG-S值和EI值变化从+1到∞,EI值在0到+1范围内依次增加,表明异色瓢虫显明变种明显喜好捕食荻草谷网蚜。捕食量结果同选择指数。     

Functional analysis of the 3′ end of avrBs3/pthA genes from two Xanthomonas species

The phytopathogens Xanthomonas oryzae pathovar (pv.) oryzae and Xanthomonas axonopodis pv. citri each contain several avrBs3/pthA family genes. Structural features of these genes important for avirulence and/or virulence functions include a central region of multiple direct repeats and three nuclear localization signals (NLSs) and an acidic activation domain (AAD) at the 3′ end. To identify other regions critical to function in the 3′ ends of these genes, we constructed several chimeras using apl1 and apl2 from X. axonopodis pv. citri and avrXa10 and avrXa7 from X. oryzae pv. oryzae and evaluated their functions by inoculation to citrus and rice. The apl1 and avrXa7 genes are major virulence determinants in citrus and rice, respectively, while the contributions of apl2 and avrXa10 to virulence are negligible or not measurable. Constructs that contained a 417 bp HincII-SphI fragment from the 3′ end of apl1 in combination with the repeats from avrXa7, avrXa10, and apl1 caused a canker phenotype on citrus. Interchange of the HincII-SphI fragment between avrXa7 and avrXa10 abolishes avrXa7 avirulence function and reduces its virulence but it does not affect avrXa10 avirulence function in rice. avrXa7 caused a hypersensitive response (HR) in citrus and replacement of it's 3′ end with that of apl1 resulted in loss of canker and induction of HR. Thus, the HincII-SphI fragment of the avrBs3/pthA gene family is important for avirulence and virulence functions in two different plant species, Oryza sativa and Citrus natsudaidai HAYATA.     

浅黄恩蚜小蜂和丽蚜小蜂对温室白粉虱的寄生潜能分析

浅黄恩蚜小蜂Encarsia sophia GiraultDodd和丽蚜小蜂Encarsia formosa Gahan是防治粉虱类害虫的优势寄生蜂,通过生命表技术方法分析了2种寄生蜂对温室白粉虱Trialeurodes vaporariorum(Westwood)的防治潜能。结果表明,丽蚜小蜂在羽化第3天和第10天出现2次寄生高峰,占其总寄生量的13.7%和8.0%,在2次高峰之间逐日寄生粉虱数量比较平稳,单雌逐日平均产雌数保持在10.6~13.4头,10 d后寄生量呈明显的下降趋势;而浅黄恩蚜小蜂羽化10 d内逐日寄生粉虱量变化不大,单雌逐日产雌数稳定在4.2~5.4头,羽化14 d后寄生量呈明显下降趋势。丽蚜小蜂和浅黄恩蚜小蜂的R0、T、rm、λ值分别为171.5、18.0、0.2854、1.3303和61.6、16.2、0.2544、1.2897;粉虱若虫充足时,丽蚜小蜂平均单雌寄生若虫数是浅黄恩蚜小蜂的2.7倍,而后者平均单雌取食若虫数为60.6头,明显高于前者42.7头,总的来看,丽蚜小蜂通过寄生和取食杀死粉虱总量220.8头,明显高于浅黄恩蚜小蜂的127.9头。表明在应用寄生蜂防治温室白粉虱时,单独释放丽蚜小蜂比浅黄恩蚜小蜂显示出更好的防治潜能。     

玫烟色虫草和球孢白僵菌对朱砂叶螨和二斑叶螨的致病力评价

为探寻具有杀螨潜力的生防真菌,采用喷雾法测定分析玫烟色虫草Cordyceps fumosorosea IF-1106菌株和球孢白僵菌Beauveria bassiana BB-1339菌株对朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus和二斑叶螨Tetranychus urticae卵、幼螨及雌成螨的致病力。结果表明,感染玫烟色虫草IF-1106菌株和球孢白僵菌BB-1339菌株后螨类的形态特征不一致,感染IF-1106菌株后形成棉絮状菌丝,而感染BB-1339菌株后则形成羊毛状菌丝。IF-1106菌株和BB-1339菌株对朱砂叶螨和二斑叶螨卵的LC₅₀分别为2.38×10⁷、8.26×10⁷CFU/mL和4.48×10⁷、1.21×10⁸CFU/mL,对朱砂叶螨和二斑叶螨幼螨的LC₅₀分别1.97×10⁷、8.26×10⁷CFU/mL和7.65×10⁶、8.99×10^5...     

对大黑鳃金龟甲幼虫高效的苏云金芽胞杆菌筛选及cry基因鉴定

为获得对大黑鳃金龟甲幼虫具有较高杀虫活性的菌株,利用拌土法测定了本实验室分离的500株苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)对大黑鳃金龟甲的杀虫活性,建立Bt菌株比较鉴别技术来进行多样性分析,并对菌株的晶体形态及幼虫感染Bt后的中肠组织切片进行观察。结果显示,从500株Bt菌株中筛选到42株对大黑鳃金龟甲幼虫具有不同程度活性的菌株,分属于14个菌株类型;其中有10株校正死亡率大于60%,261-1菌株杀虫活性最高,7 d校正死亡率达100%。从14个菌株类型中各选取1个代表菌株进行基因鉴定,仅P65-1、1126-1、FCD114和78-2菌株分别含有cry8Ma、cry8Ca、cry8Ab、cry8Ga、cry8Ea共5个cry8类新基因,其它10个菌株均不含cry3、cry8、cry18、cry23、cry37、cry43等对鞘翅目害虫有效的杀虫基因。14个菌株中,78-3、127-2和1198-1菌株能产生双锥体型晶体,261-1、FCD114、P65-1、FTL84、78-2和1126-1菌株能产生球形晶体。幼虫感染261-1、1198-1、FCD114、1126-1、QDL40-2菌株后,中肠组织发生明显的病理变化:2 d时肠壁细胞明显出现空洞化,排列疏松,4 d时受到严重破坏并脱离底膜。表明筛选到的Bt菌株具有防治大黑鳃金龟甲幼虫的潜力。     

异色瓢虫对雪松长足大蚜的捕食作用

为明确异色瓢虫Harmonia axyridis对雪松长足大蚜Cinara cedri的捕食能力,采用捕食功能反应方法在室内测定了异色瓢虫各龄幼虫和成虫对雪松长足大蚜4龄若蚜的捕食功能反应、寻找效应、种内干扰效应及环境温度对其捕食能力的影响。结果显示:异色瓢虫各龄幼虫和成虫对雪松长足大蚜若蚜的捕食功能反应类型均属于Holling II型,成虫对雪松长足大蚜的捕食能力强于幼虫,幼虫的捕食能力随虫龄的增大而增强,1～4龄幼虫及成虫的日最大捕食量分别是11.41、41.32、61.73、140.85、188.68头;异色瓢虫1～4龄幼虫及成虫对雪松长足大蚜4龄若蚜的寻找效应随猎物密度的增加而下降,二者之间呈线性相关,相关系数为0.9758～0.9993,其中2龄幼虫的搜寻效应随猎物密度的增加,下降趋势最大,成虫则下降趋势最小;异色瓢虫成虫的捕食受到较强的种内干扰,在猎物密度和捕食空间一定的情况下,单头日平均捕食量随其自身密度的增加而降低,二者间关系符合模型A=58.8391x~(-0.3313);异色瓢虫的捕食受环境温度影响明显,在15～35℃范围内,其成虫对雪松长足大蚜的捕食量先增加后减少,25℃是异色瓢虫最适宜的捕食温度。表明异色瓢虫对雪松长足大蚜有很强的捕食能力,尤其是成虫和高龄幼虫,但应用时还需考虑温度因素的影响。     

沉默转录因子OsERF7提高水稻对褐飞虱和白背飞虱的抗性

为了解植物中特有的转录因子乙烯响应因子(ethylene responsive factor,ERF)在植物诱导抗虫反应中的作用,通过克隆1个水稻ERF转录因子基因OsERF7,并结合分子生物学、反向遗传学及生物测定,探究其在水稻防御褐飞虱Nilaparvata lugens和白背飞虱Sogatella furcifera为害过程中的作用。结果显示,机械损伤处理与褐飞虱产卵雌成虫为害均能在中后期诱导OsERF7的表达。沉默OsERF7能显著降低水稻上褐飞虱及白背飞虱卵的孵化率,并延长褐飞虱卵的发育历期;与野生型水稻相比,褐飞虱和白背飞虱在沉默突变体品系R1和R30上的卵孵化率分别只有野生型水稻上的62.5%～68.3%和68.0%～76.0%,褐飞虱卵的发育历期则延长0.37～0.45 d。沉默OsERF7不影响褐飞虱产卵雌成虫为害诱导的水稻防御相关信号分子—茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)、乙烯(ET)和过氧化氢(H_2O_2)的含量。表明转录因子OsERF7作用于防御相关信号途径的下游,并且负调控水稻对褐飞虱和白背飞虱的抗性。     

利用环介导等温扩增方法快速检测瓜类细菌性果斑病菌和番茄细菌性溃疡病菌

为建立简单、快速和灵敏地检测瓜类细菌性果斑病菌Acidovorax avenae subsp. citrulli(Aac)和番茄细菌性溃疡病菌Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis(Cmm)的环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)方法,以Aac的ugpB基因和Cmm的micA基因为靶标,分别设计、合成和筛选特异性引物,摸索和优化各项反应条件和反应体系,成功建立了以钙黄绿素颜色为指示且只需要金属浴恒温反应30～60 min的LAMP扩增体系。特异性分析表明该LAMP方法可以快速检出5株不同的Aac菌株和2株不同的Cmm菌株,其它对照菌株如燕麦嗜酸菌燕麦亚种A. avenae subsp. avenae、丁香假单胞菌Pseudomonas syringae、水稻黄单胞菌水稻致病变种Xanthomonas oryzae pv. oryzae和茄科雷尔氏菌Ralstonia solanacearum则呈现阴性反应;引物比目前报道的LAMP引物有更高的DNA样品检测灵敏度,Aac和Cmm的灵敏度分别为1.72×10~2fg/μL和1.26×10~2fg/μL。研究结果表明,所设计的Aac和Cmm引物特异性好、灵敏度高,更有利于从源头上控制这2种检疫性细菌病害的流行和传播。     

玫烟色棒束孢与球孢白僵菌对桃蚜致病力对比

为选取具有杀蚜潜力的虫生真菌,采用喷雾法比较研究了玫烟色棒束孢IF-1106和球孢白僵菌BB-1339对桃蚜成蚜的致病力,并利用时间-剂量-死亡率模型估计了2菌株对桃蚜的致死剂量与致死时间。结果表明,菌株IF-1106侵染桃蚜后菌丝如棉絮状,形成淡玫瑰色分生孢子,且菌丝侵染速度快于菌株BB-1339;菌株BB-1339侵染桃蚜后菌丝短而致密,形成白色分生孢子。菌株IF-1106在浓度为1×10⁸ CFU/mL时,累计死亡率达到91.7%,而菌株BB-1339最高仅为55.0%。时间-剂量-死亡率模型中Hosmer-Lemeshow方法拟合异质性检验表明模型拟合良好,在接种后7 d,菌株IF-1106和BB-1339对桃蚜的半致死浓度分别为1.20×10⁵ CFU/mL和8.15×10⁷ CFU/mL;当浓度为1×10⁸ CFU/mL时,2菌株对桃蚜的半致死时间分别为4.2 d和6.8 d。表明菌株IF-1106对桃蚜的致病力高于菌株BB-1339,更具开发潜力。     

Erwinia isolates from the bacterial shoot blight of pear in Japan are closely related to Erwinia pyrifoliae based on phylogenetic analyses of gyrB and rpoD genes

The phylogenetic relationships among Erwinia amylovora biovar 4 (the pathogen of bacterial shoot blight of pear in Japan), other biovars of E. amylovora, and Erwinia pyrifoliae were investigated using the sequences of 16S rRNA, gyrB, and rpoD genes. The tested isolates formed two distinct monophyletic groups in the phylogenetic trees constructed based on the gyrB gene, rpoD gene, or a combination of the three genes: group 1 contained E. amylovora biovars 1, 2, and 3; group 2 contained E. amylovora bv. 4 and E. pyrifoliae. This phylogenetic analysis showed that E. amylovora bv. 4 was more closely related to E. pyrifoliae than to other biovars of E. amylovora. The nucleotide sequence data reported are available in the DDBJ/EMBL/GenBank databases under the accession numbers AB242876 to AB242925.