广东莲草直胸跳甲生物学的观察

空心莲子草 ( Alternanthera philoxeroides)为一种多年生恶性杂草 ,属苋科 ,莲子草属 ,在我国各地又名水花生、空心苋、喜旱莲子草等 ,具有繁殖迅速 ,适应性强和难以用化学除草剂根除的特点 [1 ] 。该草原产南美 ,大约本世纪 40年代传入我国 ,现成为南方各省主要恶性杂草 ,已泛滥成灾 ,给农业和水产养殖业造成极大危害 [2 ]。莲草直胸跳甲 ( Agasicles hygrophila)原产阿根廷 ,是空心莲子草的天敌。李宏科等 [3] 报道了莲草直胸跳甲的大量繁殖及释放技术 ,对应用莲草直胸跳甲的可行性作了研究。吴珍泉等 [4]对莲草直胸跳甲生物学特性进行…     

喜旱莲子草天敌——莲草直胸跳甲引种方法介绍

本文论述了作为入侵杂草喜旱莲子草优势天敌——莲草直胸跳甲的长距离和短距离引种方法,对其三种虫态的引种方法分别做了介绍。成虫适宜长距离和短距离引种;幼虫和卵适合做短距离引种。这为成功防治恶性杂草喜旱莲子草提供了技术指导。     

糖苷水解酶家族基因AghyGH1a参与莲草直胸跳甲对皂苷的代谢

为了解植物化合防御物质皂苷对专食性天敌莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila的防御作用,测定莲草直胸跳甲2龄幼虫取食皂苷后的排泄和肠道变化,利用转录组测序筛选参与皂苷代谢的候选基因,并采用 RNA 干扰技术鉴定候选基因功能。结果发现,取食皂苷导致莲草直胸跳甲幼虫排泄量增加,肠道畸变,排泄量与取食皂苷浓度正相关。转录组测序发现,与对照相比,取食 100 mmol/L皂苷处理的莲草直胸跳甲幼虫肠道有496条差异表达基因,其中261个上调基因和235个下调基因。GO分类和KEGG分类分析发现糖苷水解酶家族1（glycoside hydrolase family1,GH1）基因集中在碳水化合物水解通路。利用RNA干扰技术鉴定发现,莲草直胸跳甲AghyGH1a基因沉默可导致幼虫取食皂苷后排泄量增加,肠道内容物颜色更暗沉。表明莲草直胸跳甲AghyGH1a参与皂苷代谢。     

光周期对莲草直胸跳甲生长发育和繁殖的影响

为明确莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila Selman et Vogt的生态适应性,提高其对恶性杂草喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides(Martius)的生物防治效率,研究了7组不同光周期对其生长发育和繁殖的影响。结果表明:不同光周期处理下,莲草直胸跳甲卵的孵化历期差异显著,在L∶D=12 h∶12 h时孵化历期最短,为4.33 d;其化蛹率无显著差异。相较于短光期,长光期条件更适合其幼虫生长发育。随着光照时数的增加,莲草直胸跳甲成虫寿命、产卵历期、雌虫产卵量呈明显单峰趋势,光周期为L∶D=12 h∶12 h时,成虫寿命和产卵历期最长,分别为41.8 d和34.0 d;光周期为L∶D=8 h∶16 h时,雌虫产卵量最高,为98.5块。不同光周期处理下其成虫后代的孵化率均高于85%,各处理间均无显著差异。在7组光周期处理下,莲草直胸跳甲均未出现生长与生殖停滞及大量死亡现象。生命表分析结果显示,光周期为L∶D=12 h∶12 h时,莲草直胸跳甲种群的净增殖率、平均世代周期及内禀增长率均最高,分别为386.88、45.36和0.13;而种群增殖时长最短,为5.27 d。表明光周期为L∶D=12 h∶12 h时最适合莲草直胸跳甲生长发育和繁殖。     

饥饿及取食不同植物后莲草直胸跳甲消化酶差异表达基因筛选

为探究莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila体内与寄主专一性相关的消化酶基因,利用前期构建的转录组数据库筛选差异表达的消化酶基因,采用实时荧光定量PCR检测饥饿及取食喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides、莲子草Al. sessilis、甜菜Beta vulgaris、莙荙B. v. var. cicla后莲草直胸跳甲成虫体内差异表达消化酶基因的表达量。结果显示,转录组分析共搜索到221个与消化相关的基因,主要编码脂肪酶和蛋白酶;进一步筛选到编码蛋白酶、脂肪酶和糖酶3大类的26个差异表达的消化酶基因。与取食寄主植物喜旱莲子草相比,取食不同非寄主植物和饥饿处理后莲草直胸跳甲成虫体内消化酶基因表达量发生显著变化。除β-半乳糖苷酶(β-galactosidase,β-Gal)基因外,取食不同植物及饥饿处理后莲草直胸跳甲成虫体内4个胰蛋白酶(trypsin,Try)、5个氨肽酶(aminopeptidase,Am)、8个脂肪酶(lipase,Lip)、5个β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase,β-Glu)和1个α-葡萄糖苷酶(α-glucosida...     

莲草直胸跳甲热激蛋白90基因的分子特征、表达模式及对温度胁迫的响应

莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila是世界性入侵杂草空心莲子草Alternanthera philoxeroides的专食性天敌,冬季低温和夏季高温会影响其种群数量从而降低防控效果。为进一步探讨莲草直胸跳甲对温度胁迫适应性的分子生态机制,本研究对其热激蛋白90(AhHSP90)进行了蛋白结构、磷酸化修饰及系统发育等生物信息学分析,并采用荧光定量PCR检测了AhHSP90基因的时空表达动态及不同温度胁迫后的表达。RT-qPCR结果显示,AhHSP90在莲草直胸跳甲整个生活史及雌成虫各组织中均有表达;高温(30、35和40℃)、低温(-5、0、5、10、15和20℃)胁迫2 h后,AhHSP90在高温40℃下表达显著升高,但在其他温度下无显著差异。根据对AhHSP90分子特征、表达模式以及对温度胁迫的响应等方面的综合分析,推测其可能在莲草直胸跳甲发育及抵抗高温过程中发挥着重要的作用。     

莲草直胸跳甲羧酸酯酶基因AhCesB1的克隆、序列分析及表达特征

莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila是入侵杂草喜旱莲子草的专食性天敌。为进一步明确莲草直胸跳甲寄主专一性的分子机制,通过分析其转录组数据克隆羧酸酯酶(carboxylesterases,Car Es)基因,采用RT-PCR技术从其体内获得1个羧酸酯酶B簇基因并进行生物信息学分析,同时利用实时定量PCR方法检测其在不同身体部位及不同发育阶段的表达特性,并对饥饿处理、取食靶标植物喜旱莲子草和非靶标植物莙荙后该基因的表达水平进行比较。结果显示,克隆得到1条莲草直胸跳甲羧酸酯酶基因的cDNA全长序列,长度为1 851 bp,开放阅读框长度为1 647 bp,编码548个氨基酸,以该基因推导的氨基酸序列与其它物种的CarEs进行聚类分析,发现此基因为羧酸酯酶B簇家族成员,命名为AhCesB1(GenBank登录号KT032151)。实时定量PCR检测结果显示,AhCesB1基因在莲草直胸跳甲3龄期表达量最高,成虫期和蛹期表达量次之,卵、1龄和2龄期表达量相对较低。AhCesB1基因在头和中肠的表达量较低,在其余身体部分表达量较高。取食莙荙后AhCesB1表达量显著增高,为饥饿处理的13.7倍,而取食喜旱莲子草与饥饿处理并无显著差异。表明莲草直胸跳甲AhCesB1在不同发育阶段和成虫不同身体部位具有不同的表达水平,而非寄主植物莙荙可以诱导该基因的表达,推测羧酸酯酶在莲草直胸跳甲代谢次生物质中发挥着重要作用。     

莲草直胸跳甲在不同生态型空心莲子草上的化蛹适应性

对莲草直胸跳甲在不同生态型空心莲子草上化蛹能力的研究表明：美国和重庆种群对不同生态型空心莲子草的化蛹适应性无显著差异；空心莲子草的生态型是影响莲草直胸跳甲化蛹能力的重要因子，在水生型草上化蛹能力显著高于湿生型和旱生型；水生型空心莲子草的直径大小不影响跳甲的化蛹能力，而陆生型空心莲子草的直径是影响其化蛹能力的重要因子；在陆生型草上，随着生长环境水分的降低，莲草直胸跳甲对直径较大的空心莲子草有很强的选择性；该虫在不同生态型草上的化蛹率与化蛹位置有关。莲草直胸跳甲能有效地控制水生型空心莲子草，对陆生型草可起到一定程度的抑制作用。     

饥饿程度及取食不同植物对莲草直胸跳甲消化酶的影响

为明确莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila成虫消化酶的作用,分别采用3,5-二硝基水杨酸法、福林-酚法、碘-淀粉比色法测定其取食喜旱莲子草、莙荙及饥饿48 h后纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶的变化,以及饥饿不同时间对3种消化酶的影响。结果表明,取食不同植物后,莲草直胸跳甲成虫的纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶活力差异显著,其中取食莙荙后其体内纤维素酶(葡聚糖外切酶、葡聚糖内切酶、β-葡萄糖苷酶)和淀粉酶活力最高,分别为3.07、6.63、6.79、23.48 U/mg,是对照的1.21、3.18、2.43和1.34倍;取食喜旱莲子草后其蛋白酶活力最高,为25.09μg·mg~(-1)·min~(-1)。饥饿不同时间对莲草直胸跳甲成虫体内纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶活力有显著影响,随着饥饿时间的延长,纤维素酶、淀粉酶活力均逐渐降低,而蛋白酶活力呈先升高后降低的趋势,饥饿36 h对成虫蛋白酶活力的促进作用最强,为20.64μg·mg~(-1)·min~(-1),是对照的1.11倍;饥饿60 h后其蛋白酶活力最低,仅为10.17μg·mg~(-1)·min~(-1)。表明饥饿初期对莲草直胸跳甲成虫消化酶起促进作用;取食莙荙后可增强其体内淀粉酶、纤维素酶的分解作用,取食喜旱莲子草可增强其体内蛋白酶活力。     

喜旱莲子草次生代谢物对莲草直胸跳甲谷胱甘肽S-转移酶和淀粉酶活性的影响

为明确喜旱莲子草的次生代谢物对其专食性天敌-莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila成虫解毒酶和消化酶的影响,利用不同浓度的橙花叔醇、齐墩果酸和甜菜碱浸叶处理喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides,连续饲喂莲草直胸跳甲1~3 d后,测定莲草直胸跳甲谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)和淀粉酶(AMS)的活性变化。结果表明,橙花叔醇、齐墩果酸和甜菜碱均能抑制莲草直胸跳甲的GSTs活性,0.1%橙花叔醇和20%甜菜碱处理24 h时的GSTs活性最低,分别为45.67 U/mg和53.95 U/mg,0.2%齐墩果处理72 h时的GSTs活性最低,为98.77 U/mg,且莲草直胸跳甲对橙花叔醇的刺激存在着一种适应机制;0.5%橙花叔醇和0.1%齐墩果酸处理24 h后的GSTs活性最高,分别为243.10 U/mg和250.22 U/mg,是对照的1.55倍和1.59倍,存在诱导激活现象。甜菜碱对莲草直胸跳甲的AMS活性有明显的抑制作用,20%甜菜碱处理72 h后AMS活性最低,为1.01 U/mg,是对照的55.92%。表明喜旱莲子草3种次生代谢物均能抑制谷胱甘肽S-转移酶活性,其中橙花叔醇和齐墩果酸对谷胱甘肽S-转移酶有诱导激活作用,而甜菜碱对淀粉酶抑制作用较强。     

花椒窄吉丁气味结合蛋白AzanOBP5的克隆与表达

为进一步明确花椒窄吉丁Agrilus zanthoxylumi气味结合蛋白AzanOBP5在昆虫嗅觉识别过程中的功能,基于花椒窄吉丁转录组数据(SUB6796283)利用cDNA末端快速扩增技术对花椒窄吉丁气味结合蛋白基因AzanOBP5进行全长克隆并进行生物信息学分析;通过实时荧光定量检测技术测定基因AzanOBP5在成虫不同组织中的表达情况。结果显示,克隆获得基因AzanOBP5全长740bp(GenBank登录号为MT318834),5''端非编码区为172bp,3''端非编码区114bp,开放阅读框453bp,编码150个氨基酸。序列分析表明,AzanOBP5氨基酸序列与苹果小吉丁Agrilus mali AmalOBP5的氨基酸序列一致性最高。成功构建pET-21a-AzanOBP5重组质粒并在大肠杆菌Escherichia coli中表达,经过诱导和纯化条件的优化及Western blot鉴定,得到的融合蛋白His-AzanOBP5大小符合预期。基因AzanOBP5在雌雄成虫的不同组织中均有表达,其中在成虫腹部的表达量最高。表明花椒窄吉丁气味结合蛋白基因AzanOBP5除参与嗅觉识别过程外,还可能具有其他生理功能。     

异色瓢虫与七星瓢虫细胞色素P450、抗菌肽和溶菌酶基因的鉴定及表达分析

为探究异色瓢虫Harmonia axyridis环境竞争力的来源,以七星瓢虫Coccinella septempunctata为对照,采用同源比对法对两者细胞色素P450（cytochrome P450,CYP450）、抗菌肽和溶菌酶基因进行鉴定,并对差异表达基因进行分析和荧光定量PCR验证。结果显示,在异色瓢虫中共发现89个CYP450基因、25个抗菌肽基因和18个溶菌酶基因;在七星瓢虫中共发现127个CYP450基因、17个抗菌肽基因和9个溶菌酶基因。异色瓢虫编码抗菌肽和溶菌酶的基因较七星瓢虫存在明显的扩增,而CYP450基因的扩增少于七星瓢虫,表明抗菌肽家族在异色瓢虫环境竞争过程中有着更重要的作用;通过转录组的差异表达分析以及荧光定量PCR验证,发现大部分抗菌肽和溶菌酶基因在脂肪体中高表达,据此推测脂肪体为2种瓢虫抗菌肽等免疫因子的主要合成场所。     

基于稻纵卷叶螟触角转录组的羧酸酯酶类气味降解基因CXE66鉴定及其表达谱

为了解稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis气味降解机制,利用稻纵卷叶螟基因组和触角转录组鉴定羧酸酯酶（carboxylesterase,CXE）基因,同时采用同源比对和系统发育进化树对其进行分类,进一步克隆获得稻纵卷叶螟CXE66的全长序列,并采用实时荧光定量PCR分析该基因在各组织中的表达情况。结果显示,共鉴定出触角特异性表达的45个CXE基因,其中新发现29个CXE,分属于CXE八个亚族。触角组织中高表达的CXE66基因开放阅读框长1 605 bp,编码534个氨基酸,且具有典型CXE结构特征,其在稻纵卷叶螟触角、头、胸、腹、足和翅中均有表达,且在触角中表达量最高。表明45个CXE基因可能参与稻纵卷叶螟的气味降解和性信息素降解、有毒物质代谢、蜕皮发育和神经发育等生理生化过程,其中CXE66可能参与酯类植物挥发物的降解。     

苹果中新抗旱相关基因GR- RBPs的克隆与表达分析

在构建楸子叶片SSH cDNA文库及EST分析的基础上,通过电子克隆(in silico cloning)和RT-PCR方法分别从楸子和平邑甜茶叶片中各克隆得到了1个富含甘氨酸RNA结合蛋白(GR-RBP)基因,分别命名为MpGR-RBP1( HM042682)和MhGR-RBP1 (HQ380209).它们的cDNA...