基于线粒体全基因组解析华北地区棉铃虫种群遗传结构

为明确我国华北地区棉铃虫种群间遗传分化,通过高通量测序测定华北地区河北省廊坊市、河南省新乡市和山东省烟台市27份棉铃虫线粒体全基因组,并分析这3个市棉铃虫种群的遗传结构。结果表明,华北地区棉铃虫线粒体基因组全长15 345~15 375 bp,长度变异主要由基因间隔区的A+T富集区造成,所有样品的13个蛋白编码基因在长度上均无差异,总群体间遗传分化很小,遗传分化指数为0.025,基因流水平很高,为19.46。27份样品被聚为亚型I和亚型II两个遗传分支,但未形成明显的地理结构,其中亚型II比例较低,仅包含河北省和山东省的4份样品。表明我国华北地区棉铃虫种群存在线粒体亚型分化,不同区域种群之间存在广泛的基因交流,没有形成谱系遗传结构,推测棉铃虫在华北地区存在高迁飞现象。     

武昌罗索线虫线粒体基因组分析

采用滚环复制和两步长PCR扩增相结合的方法,成功测出武昌罗索线虫Romanomermis wuchangensis线粒体基因组全序列。序列的注释和分析结果表明,武昌罗索线虫线粒体基因组序列全长为14832bp,共有12个蛋白质基因、2个rRNA基因、23个tRNA基因和一段富含AT的D-loop区。与GenBank中现有的6种索科线虫序列对比,结果表明索科线虫线粒体基因组具有以下特点：①线粒体基因排列顺序各不相同;②部分线虫（包括种内）线粒体基因存在重复现象,且重复次数不同;③线粒体长度存在很大差异（14~26kb）。     

后生动物线粒体基因组基因次序重组规律分析

后生动物线粒体基因组由于其大小和基因数目的相对稳定,被认为是研究后生动物系统发育关系的一种理想模型。后生动物线粒体基因组大多有37个基因,包括22个tRNA编码基因和13个蛋白编码基因,它们的排列顺序也被认为是研究后生动物线粒体基因组很好的材料。通过对来自NCBI数据库的2 511种后生动物线粒体基因组提取的基因次序,包括对基因的倒置、共有基因簇、基因的缺失和重复、相邻位置的基因交换等重组形式的概述,综述了近年来对动物线粒体基因组基因次序重组的研究状况。     

黑肩绿盲蝽的线粒体基因组结构

为研究黑肩绿盲蝽Cyrtorhinus lividipennis的谱系地理和遗传结构, 本文测定并分析了其线粒体基因组全序列。结果表明:黑肩绿盲蝽线粒体基因组全长16 835 bp (GenBank登录号:OK149286), 包括13个蛋白质编码基因(PCGs), 22个tRNA基因, 2个rRNA基因和1个非编码区, 呈闭合双链环状DNA分子结构。线粒体基因组中A+T含量高达76.8%, G+C含量为23.2%, 呈现明显的AT偏向性; 13个蛋白质编码基因均以通用密码子ATN作为起始密码子; 蛋白质编码基因中呈现出明显的氨基酸偏好性, 异亮氨酸含量占比最高, 为10.78%; 22个tRNA基因中有21个tRNA形成典型的三叶草式二级结构; 系统发育树显示, 盲蝽科的11个种聚为两大分支, 黑肩绿盲蝽以99％的自展支持率位于其中的一个分支内。本研究结果将为黑肩绿盲蝽作为天敌昆虫来防治水稻害虫提供帮助。     

侵染中国河北大豆的大豆花叶病毒的鉴定和全基因组序列分析

本研究利用小RNA深度测序技术在河北卢龙大豆叶片上检测到6株大豆花叶病毒(soybean mosaic virus, SMV), 命名为SMV-Gm1~SMV-Gm6。根据小RNA深度测序结果和参考基因组序列设计引物克隆了SMV河北分离物的基因组序列。测序结果经拼接后获得了6个SMV基因组全长序列, 大小分别为9 588 nt(SMV-Gm1、SMV-Gm3和SMV-Gm5)和9 584 nt(SMV-Gm2、SMV-Gm4和SMV-Gm6)。开放阅读框位于基因组第132位至第9 332位核苷酸, 编码一个多聚蛋白(分子量约为350 kD)。BLAST比对和系统发育分析发现, SMV-Gm1、SMV-Gm3和SMV-Gm5与江苏SMV分离物(登录号:MH919386)的基因组核苷酸序列相似性最高, 为98.06%~98.07%, 且遗传距离较近, 并与江苏、浙江和山西SMV分离物聚为一小簇;SMV-Gm2、SMV-Gm4和SMV-Gm6与韩国SMV分离物(登录号:FJ640954)的基因组核苷酸序列相似性最高, 为98.48%~98.51%, 且遗传距离较近。     

基于全线粒体基因组的草地贪夜蛾系统地位探究及其防控建议

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是一种重要的世界性害虫,2019年1月传入我国云南。草地贪夜蛾可以为害玉米、高粱、水稻等350余种植物,给我国农林生产带来巨大威胁。随着测序技术的飞速发展,全线粒体基因组越来越多地被应用到昆虫学研究领域。本研究以灯蛾科2种昆虫作为外群,基于全线粒体基因组数据,重建了夜蛾科22种昆虫的系统发育关系,对草地贪夜蛾的系统发育地位进行了探究。研究结果发现草地贪夜蛾与斜纹夜蛾和甜菜夜蛾的亲缘关系最近,与斜纹夜蛾构成姐妹群关系。研究结果为未来的草地贪夜蛾的防控研究提供了理论基础,同时为草地贪夜蛾的防控方法提出了一些建议。     

舞毒蛾线粒体DNA全序列分析

舞毒蛾(Lymantria dispar Linnaeus)是全北温带地区危害最为严重的森林害虫之一。本文采用PCR引物步移法完成了舞毒蛾线粒体全序列的测序工作。舞毒蛾mtDNA全长15569bp,由13个蛋白编码基因、2个rRNA基因和22个tRNA组成,基因位置及方向与鳞翅目其他昆虫相同。通过与其他已知昆虫线粒体全序列的比较,对舞毒蛾线粒体全序列的核苷酸组成、氨基酸组成和密码子使用等基因组特征进行了探讨。     

侵染中国陕西南瓜的中国南瓜曲叶病毒的鉴定和全基因组分析

为明确南瓜叶片上卷、黄化的症状是否由病毒侵染引起,本研究采用小RNA深度测序对采集自陕西地区的南瓜叶片样品进行了鉴定。结果显示,侵染南瓜样品的病毒可能是中国南瓜曲叶病毒(squash leaf curl China virus, SLCCNV)。经PCR扩增并且克隆测序获得了病毒的DNA-A和DNA-B组分的全基因组序列。序列比对发现,所克隆的DNA-A组分与SLCCNV海南分离物(SLCCNV-Hn61)DNA-A的一致性最高,为99.1%;DNA-B组分与SLCCNV-Hn61和三亚分离物SLCCNV-SY的DNA-B组分一致性最高,为96.8%。系统进化树分析发现所克隆的DNA-A和DNA-B组分分别与SLCCNV-Hn61和SLCCNV-SY的亲缘关系最近。以上研究结果表明侵染陕西南瓜叶片的病毒是SLCCNV的分离物。这是首次报道SLCCNV在陕西地区的危害,研究结果为当地经济作物南瓜的病害防控提供参考。     

实蝇科昆虫线粒体基因组研究进展

实蝇科昆虫种类繁多、世界广泛分布、具有重要经济意义,其种类鉴定、种群遗传、系统发育等方面的研究倍受植物检疫学和入侵生物学等领域的关注。线粒体基因组已被广泛应用于多个昆虫类群的进化与系统发育等研究。本文对实蝇科昆虫线粒体基因组的测序现状、基因组的结构和基因排列、碱基组成、进化速率及其在实蝇中的应用等方面的研究进展进行介绍、讨论与展望,并提示其对实蝇科害虫的入侵防控具有重要的理论和实践指导意义。     

棉铃虫C型凝集素抑制多角体病毒体内增殖

为探究C型凝集素（C-type lectin）在病毒传播中的可能作用,采用半定量RT-PCR法检测了棉铃虫Helicoverpa armigera不同C型凝集素在核型多角体病毒（nuclearpolyhedrosis virus,NPV）感染后的表达变化,并通过real-time qPCR和RNA干扰技术研究了NPV在棉铃虫体内的增殖状况及对棉铃虫致死率的影响。结果显示,在感染NPV后,棉铃虫血细胞C型凝集素Ha-lectin1和Ha-lectin5基因表达变化明显,其中Ha-lectin1在血细胞和脂肪体中的表达显著上调;注射dsRNA后,Ha-lectin1基因相对于actin的表达量均值由0.19下降到0.04,下降幅度达79%,显示Ha-lectin1基因被成功干扰。随着Ha-lectin1基因的沉默,病毒滴度由0.0015快速升高到1.95,棉铃虫的死亡率也随之增加到97.7%。表明C型凝集素能够抑制NPV在棉铃虫体内的增殖。     

光活化毒素α-T对棉铃虫和亚洲玉米螟谷胱甘肽过氧化物酶的影响

谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)是机体对抗内源或外源性诱导产生的脂质过氧化反应的一种保护酶系。研究表明,紫外光照(300~400 nm) 对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis GSH-PX没有显著影响,但可诱导棉铃虫Helicoverpa armigera GSH-PX活性升高。经光活化毒素α-T处理后,亚洲玉米螟和棉铃虫GSH-PX活性均有不同程度的升高,这可能是昆虫对α-T引起的氧化协迫作出的一种防御性反应。     

棉铃虫种群的地理型分化和区域性迁飞规律

对棉铃虫地理种群的遗传变异、滞育性状和抗寒性分化等的系统研究表明,我国棉铃虫由热带型、亚热带型、温带型和新疆型4个地理型组成,各地理型对华南地区、长江流域地区、黄河流域地区和新疆地区的气候环境具有高度专化适应性。受东亚季风影响,5～7月份温带型1代和2代棉铃虫成虫随偏南风向北迁移,可迁入山西北部、河北北部、辽宁等非越冬区的中温带地区。温带型3代和4代棉铃虫于8月中旬以后,随偏北风向南回迁。成虫种群密度过大和所处的不良环境是引起迁飞的主要原因。     

棉铃虫种群的地理型分化和区域性迁飞规律

对棉铃虫地理种群的遗传变异、滞育性状和抗寒性分化等的系统研究表明,我国棉铃虫由热带型、亚热带型、温带型和新疆型4个地理型组成,各地理型对华南地区、长江流域地区、黄河流域地区和新疆地区的气候环境具有高度专化适应性。受东亚季风影响,5～7月份温带型1代和2代棉铃虫成虫随偏南风向北迁移,可迁入山西北部、河北北部、辽宁等非越冬区的中温带地区。温带型3代和4代棉铃虫于8月中旬以后,随偏北风向南回迁。成虫种群密度过大和所处的不良环境是引起迁飞的主要原因。     

棉铃虫幼虫对氨基酸、糖类和棉花次生物质的取食选择性

研究测定了棉铃虫对 30种氨基酸、10种糖类和 4种棉花次生物质的取食选择性。结果显示初孵幼虫对0.1g/ml的L-苏氨酸、DL-2-氨基-n-丁酸、L-亮氨酸、L-缬氨酸、DL-瓜氨酸、L-丙氨酸、D-海藻糖、D-果糖以及棉花次生物质儿茶精、棉酚、槲皮素表现出较强的趋性反应 ,但将L-苏氨酸、L-亮氨酸、D-瓜氨酸、L-缬氨酸、L-苯丙氨酸以0.009g/ml的浓度、槲皮素和10种糖物质以0.025g/ml的浓度分别掺入人工饲料中,5日龄幼虫仅对D-海藻糖表现出高的取食选择性     

影响微孢子虫对棉铃虫幼虫致病力的因子

1997年田间调查时，发现一种寄生于棉铃虫的微孢子虫，对棉铃虫具有很强的致病力。为明确环境因子对该微孢子虫及其致病力的影响，测定了温度与紫外线对该微孢子虫及其杀虫效果的影响。结果表明，该微孢子虫孢子耐受温度范围较宽，最高温度上限为55℃。温度对其致病力有显著影响，在一定温度范围内，随着生境温度的升高，微孢子虫对棉铃虫幼虫致病力增强。该微孢子虫对紫外线较敏感，在紫外线照射下易失活而丧失致病力。     

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。     

棉铃虫和烟青虫初孵幼虫对植物顶尖嫩叶的偏好性差异

棉铃虫和烟青虫是一对除寄主范围以外差异极小的近缘种,目前初孵幼虫取食选择对决定两者寄主谱所起的作用尚不明确。为此,本试验选取16种植物(烟草、番茄、辣椒、茄子、棉花5种是共同寄主;月季、菠菜、甘蓝、大葱4种是非寄主;玉米、大豆、花生、黄瓜、胡萝卜、西芹、黑杨7种是棉铃虫寄主),在培养皿两侧分别放入植物顶尖嫩叶和滤纸对照,在中间放置初孵幼虫进行选择,每隔10min观察记录一次结果,持续24h,2h后选择结果呈稳定趋势。结果表明棉铃虫初孵幼虫取食选择范围广,选择玉米、茄子、烟草、大豆、黄瓜、胡萝卜、菠菜、番茄、棉花、西芹、花生、辣椒、大葱这13种植物,这些植物除菠菜和大葱外均为已报道的棉铃虫寄主植物。而烟青虫初孵幼虫取食选择范围窄,选择甘蓝、大豆、烟草、茄子、西芹、番茄6种植物,其中烟草、茄子和番茄为已报道的烟青虫寄主植物。此外,棉铃虫初孵幼虫在除甘蓝外其他植物上的选择率均高于烟青虫,其具备取食多种植物的能力。两者初孵幼虫取食选择对确定各自寄主谱范围做出了重要贡献,但不能完全限定寄主谱,其仍然具备取食寄主谱以外其他植物的能力。     

棉铃虫抗甲氧虫酰肼种群对12种杀虫剂的交互抗性

利用室内筛选获得的甲氧虫酰肼中等抗性种群(R, 30.57倍)和敏感种群(S),采用浸叶法测定了棉铃虫对12种常用杀虫剂的交互抗性。结果表明抗性种群对虫酰肼产生了13.57倍的中等水平交互抗性;对茚虫威的抗性倍数为3.05倍,无明显交互抗性;而对辛硫磷、毒死蜱、灭多威、高效氯氰菊酯、溴氰菊酯、虫螨腈、虱螨脲、氟啶脲、氟铃脲和甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的抗性倍数在0.50 ~2.36倍之间,无交互抗性。试验结果提示,在棉铃虫对甲氧虫酰肼的抗药性治理中,轮换使用与甲氧虫酰肼没有交互抗性的杀虫剂将可有效延缓其抗药性发展。     

棉铃虫载脂蛋白受体基因克隆及转录分析

载脂蛋白受体(lipophorin receptor, LpR)在昆虫体内脂质转运中发挥重要作用。为了明确棉铃虫载脂蛋白受体基因在其卵巢发育及饥饿胁迫中的功能, 本研究克隆了棉铃虫 HaLpR 基因的cDNA序列(GenBank登录号KU355886.1), 全长3 117 bp, 开放阅读框为2 643 bp, 编码880个氨基酸; 其氨基酸序列包含典型的低密度脂蛋白受体结构域, 与其他鳞翅目昆虫的LpR相似度>80%。荧光定量PCR检测结果显示, HaLpR 在雌蛾的卵巢和脂肪体组织中相对转录水平最高; 在雌蛾卵子发生期均有转录, 在雌蛾羽化后3 d表达量达到最高峰; 饥饿处理会抑制 HaLpR 在雌蛾卵巢和脂肪体中的转录。研究结果有助于解析HaLpR参与棉铃虫卵巢发育过程中的脂质转运以及应对饥饿胁迫的作用。     

新疆南部棉区麦蛾柔茧蜂对田间棉铃虫的防治效果

2006年,在新疆阿克苏市进行了利用麦蛾柔茧蜂Habrobracon hebetor Say防治麦田第一代棉铃虫和棉田第二代棉铃虫的田间试验。结果显示,在麦田按500头/亩的量释放麦蛾柔茧蜂,可使麦田棉铃虫幼虫的虫口减退57．7%;化蛹量较对照减少0．56头/m~2。在棉田按700头/亩的量释放麦蛾茧蜂,对棉铃虫幼虫的麻痹率是50．73%,对棉铃虫的防效达65．96%。