中国月季感染白粉菌对甜菜夜蛾取食 行为的影响及原因初探

以月季白粉菌-中国月季植株-甜菜夜蛾三元系统为例,研究了月季白粉菌侵染中国月季对甜菜夜蛾的影响及其空间效应,并对产生影响的原因进行初探。结果表明,白粉菌侵染中国月季使甜菜夜蛾幼虫取食量下降(从989.1 mm2下降到198.5 mm2),对该虫产生了不利影响,这种影响存在明显的空间效应,并随着感病程度的增加取食量下降。这一变化规律与植物感病后水分含量变化(80.23%下降到60.59%)规律相符,说明白粉菌侵染植株导致植株水分含量变化是甜菜夜蛾幼虫取食量下降的重要原因。研究结果为病虫互作关系及其互作机理的研究奠定了基础。     

水杨酸诱导的月季对甜菜夜蛾的抗性及机理研究

为探明外源水杨酸(SA)诱导月季产生的对甜菜夜蛾的抗性以及产生这种抗性的化学物质基础,采用双选生物测试方法测试了SA处理月季对甜菜夜蛾产卵行为的影响,用GC-MS分析了SA诱导的月季挥发性成分(VOCs)的变化,进一步研究了VOCs中的抗虫活性成分。1.0 mmol/L SA溶液处理月季植株可使甜菜夜蛾在植株上的产卵量显著减少(P0.05),处理6、9、12 d后,总产卵量与对照相比分别减少了35.4%、38.9%、47.5%。进一步收集对照植株和处理植株顶空挥发性成分,分别配成溶液,喷施两组相同的未经处理的健康月季枝条,结果表明:在喷施了从处理植株上提取的挥发性成分混合物后,枝条上的产卵量与对照相比显著减少(P0.05),处理6、9、12 d后,抑制指数分别为23.9%、25.4%、36.2%。GC-MS结果表明,SA诱导了月季挥发性成分显著变化。正常情况下2-乙基己酸、十四烷醇、棕榈酸甲酯、乙酸十六酯等化合物在健康植株中不会被合成,只有在SA诱导作用下才会被植株合成出来。SA对这4种化合物的诱导作用表现出明显的时间效应,并且它们对甜菜夜蛾产卵行为的抑制作用表现出明显的浓度效应。结果表明,外源SA处理使月季对甜菜夜蛾产生了诱导抗性,月季挥发性成分变化是这种抗性的重要物质基础。     

白粉菌侵染中国月季对甜菜夜蛾幼虫乙酰胆碱酯酶活性的影响

采用光度法研究中国月季感染白粉菌对甜菜夜蛾幼虫体内蛋白质含量和乙酰胆碱酯酶(AChE)活性的影响,为寄主植物介导的间接的病虫互作机制研究提供依据。结果表明,中国月季感染月季白粉菌后对取食中国月季的甜菜夜蛾产生了不利影响,使幼虫蛋白质含量和乙酰胆碱酯酶活性降低。取食感病中国月季叶片9 d后,与取食健康叶片相比,幼虫体内蛋白质含量下降了81.77%(P0.01),同时,AChE比活力为8.89μmol/(mg·min),下降了68.03%(P0.01)。AChE的米氏常数(Km)和最大反应速率(v_(max))也受到明显影响,Km增大(P0.001)、v_(max)减小(P0.001),均表明AChE活性降低。从昆虫生理学角度证明,白粉菌侵染中国月季对甜菜夜蛾造成的抑制作用与幼虫体内蛋白质含量变化和AChE活性变化有关。     

甜菜夜蛾对白粉菌侵染的中国月季的嗅觉行为研究

采用Y型嗅觉仪测试了白粉菌侵染中国月季对甜菜夜蛾成虫嗅觉行为的影响及这种影响的空间效应。根据反应虫数分析,健康叶片挥发性成分对甜菜夜蛾成虫有显著的引诱作用（P=0.002）,同时感病叶片挥发性成分对雌蛾有显著的驱避作用（P=0.006）,直接比较2种叶片时差异更显著（P=0.000）。通过植物介导,中国月季感染白粉菌对甜菜夜蛾成虫产卵地的选择有明显抑制作用。进一步的空间效应研究结果显示,这种抑制作用存在局部效应和系统效应,能在同小叶内传递,并能向上或向下传递至同叶轴的其他相邻小叶。该研究为甜菜夜蛾成虫产卵地选择机制的深入研究提供了重要依据。     

中国月季感染白粉菌后矿质元素种类和含量的变化

采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-OES)法测定了中国月季感染白粉菌前后矿质元素种类和含量的变化。测定的16种矿质元素,从健康中国月季中都能检出;而从感病后的中国月季中仅有14种检出,并且含量发生了明显变化。感病后K、Ca、Mg、Si、Na、Se等元素含量显著降低,其中Si含量降低程度最大,为62.62%;而Al、Cu含量增加程度最大,分别为810.71%、656.20%,且Al的含量高达528.12μg/g。结果表明,白粉菌侵染诱导了中国月季生理生化发生变化。分析了白粉菌侵染中国月季后对中国月季上昆虫甜菜夜蛾产生抑制作用的原因。研究结果为病虫互作关系及其互作机制的研究奠定了基础。     

十八烷酸丁酯对甜菜夜蛾产卵和嗅觉行为的影响

为了明确十八烷酸丁酯在白粉菌诱导寄主植物对甜菜夜蛾产生抗性这一过程中的作用,采用双选生物测试等方法研究了该化合物对甜菜夜蛾嗅觉行为和产卵行为的驱避活性。采用质量浓度为1 116、4 069、8 521μg/m L的十八烷酸丁酯乙醇溶液处理中国月季植株,对甜菜夜蛾产卵行为均表现出明显驱避活性,3 d总产卵量与乙醇对照的差异均达到极显著水平,驱避率分别为28.1%、62.4%、53.5%。同样,十八烷酸丁酯处理中国月季植株对甜菜夜蛾卵块数也产生了十分显著的影响。进一步测试了十八烷酸丁酯对该虫嗅觉行为的影响,结果显示,已交配雌蛾对十八烷酸丁酯的趋性明显低于乙醇对照,在3种质量浓度下驱避率分别为31.8%、42.9%、42.2%。田间试验结果也表明,十八烷酸丁酯有明显的驱避活性,十八烷酸丁酯处理和乙醇对照的产卵量分别为732.5、1 735.5枚,驱避率为40.6%。可见,十八烷酸丁酯对甜菜夜蛾具有明显的驱避活性,在甜菜夜蛾无公害防治中有重要应用潜力。     

粘虫CYP6AE88和CYP332A1基因的鉴定和生物信息学分析

鉴定粘虫Mythimna separata CYP450家族基因,分析其序列特征并推测可能的功能,为研究粘虫杀虫剂抗性分子机制提供理论依据。以棉铃虫Helicoverpa armigera CYP6AE20v2和CYP332A1作为询问序列,通过双向Blast方法分别检索粘虫转录组中CYP6AE和CYP332AcDNA序列,通过生物信息学的方法预测基因所编码的蛋白质序列的理化性质、疏水性、跨膜区、结构域、3D结构等以及可能的功能,并采用最大似然法(Maximum Likelihood,ML)分析夜蛾科代表物种的CYP6AE和CYP332A亚家族序列的系统发育关系。从粘虫转录组测序数据中鉴定出CYP6AE和CYP332A两个亚家族的基因,分别命名为CYP6AE88(GenBank登录号:KU145393)和CYP332A1(GenBank登录号:KU145394)。cDNA序列分析显示,CYP6AE88和CYP332A1的全长分别为1 713bp和1 815bp,分别编码509和503个氨基酸。蛋白质序列基本性质分析显示:CYP6AE88蛋白理论相对分子质量为58.9kD,等电点是7.95;CYP332A1蛋白理论相对分子质量为58.4kD,等电点是8.03。CYP6AE88和CYP332A1分别在5-22位和5-23位氨基酸之间有一个典型的疏水性区域;分别在2~21位和2~24位氨基酸之间形成一个典型的跨膜区。两个蛋白均不存在信号肽,亚细胞定位均为细胞质。蛋白质结构域分析分析显示:两个蛋白均含P450特有的5个特征序列,并且含有多个酶结合位点。3D结构分析显示,CYP6AE88含有α螺旋的数目是18条和β折叠数目是9股,CYP332A1含有α螺旋的数目是19条和β折叠10股。CYP6AE的系统发育分析显示:粘虫CYP6AE88与(草地贪夜蛾CYP6AE43+海灰翅夜蛾CYP6AE49)聚为一支(BP=72%),然后再与棉铃虫CYP6AE20v2/50/19形成单系(BP=100%);CYP332A的聚类分析显示:粘虫CYP332A1与棉铃虫CYP332A1聚为一支,bootstrap值为100%。研究结果为进一步研究粘虫CYP6AE88和CYP332A1基因杀虫剂抗性分子机制奠定了基础。     

白粉菌诱导的小麦类萌发素蛋白的克隆、定位及表达分析

 【目的】克隆受白粉菌诱导的小麦类萌发素蛋白基因,分析其在感、抗病单株中的表达模式,探讨其在小麦抗白粉病过程中的作用机制。【方法】根据基因芯片结果,结合电子克隆与RT-PCR方法,克隆到一个受白粉菌诱导的小麦类萌发素蛋白基因。通过中国春缺体-四体系对获得的基因片段进行定位。运用荧光定量PCR方法分析了该基因片段在抗病植株、感病植株白粉菌诱导的时空表达模式。【结果】获得了一个具有完整开放阅读框的小麦类萌发素蛋白基因片段,命名为TaGLP5(GenBank 登录号为FJ594470)。系统进化分析表明该基因片段与已知的来自禾本科的萌发素蛋白分属不同的进化分支,很可能是新的小麦萌发素蛋白成员。通过中国春缺体-四体系将该基因片段定位在小麦的5A染色体上。定量PCR分析结果表明,该基因的表达受白粉菌诱导,且在接菌后的24 h以前抗病中的表达量高于同期感病株。【结论】本实验获得的类萌发素蛋白是一个新的成员。该类萌发素蛋白在感、抗植物受白粉菌诱导上调表达,但是表达量、表达时间上存在差异。推测该基因参与了小麦对白粉菌的防御反应。     

禾谷镰刀菌甾醇14α脱甲基酶基因cDNA克隆及生物信息学分析

克隆获得禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)2个甾醇14α脱甲基酶CYP51蛋白(CYP51A、CYP51B)基因c DNA序列,明确其氨基酸序列典型特征,为研究蛋白质结构及其抗药性机制奠定基础。采用RT-PCR技术,克隆2个CYP51蛋白基因c DNA序列,利用相关生物信息软件对其序列进行生物信息学分析。结果克隆到2条c DNA序列,长度分别为1 524、1 581 bp,分别编码507、526个氨基酸;2个蛋白分子量分别为57.5、59.3 ku,等电点分别为6.93、7.08,不稳定系数分别为49.43、39.05;2个蛋白均含有细胞色素P450家族成员典型的保守结构域;不具有信号肽的属于非分泌性蛋白,具有跨膜结构域,是亲水性蛋白;蛋白质二级结构最主要的结构元件是α螺旋、无规则卷曲,并散布于整个蛋白中;亚细胞定位预测显示,CYP51A蛋白主要位于内质网及高尔基体等细胞器中,而CYP51B主要位于细胞质中。研究结果将为进一步研究CYP51蛋白生物学功能及其蛋白结构生物学提供参考。     

植物抗白粉病MLO基因研究进展

目前,人们已从多种植物中分离并克隆了MLO(mildew resistance locus O)基因,构成了MLO基因家族,该基因家族为植物所特有。MLO基因存在于植物的各个组织中,功能各异,研究较多的是MLO基因能够促进白粉菌(Erysiphe)侵入植物细胞中,为植物感染白粉病(powdery mildew)所需,MLO基因可通过缺失或突变获得等位基因mlo,导致MLO蛋白功能丧失,从而获得具有对白粉菌持久而广谱抗性的mlo突变体植株。传统的抗病基因(resistace gene,简称R)专化性较强,维持抗性的时间短,MLO基因弥补了R基因的这种抗性上的缺陷,因此该基因的研究对培育抗病品种具有深远的意义。本文主要对MLO基因的发现、基因的生物信息学研究、基因的抗病机制进行了讨论。     

二穗短柄草CYP72A亚族成员表达分析及亚细胞定位

细胞色素P450是一类重要的氧化酶,几乎参与植物所有的代谢途径,CYP72A属于CYP450的一个亚族,主要参与次生代谢及生物胁迫响应。以二穗短柄草(Brachypodium distachyon L.)基因组数据库为基础,利用生物信息学方法鉴定获得了14个CYP72A亚族成员。为鉴定二穗短柄草CYP72A亚族成员的功能,利用RT-qPCR方法分析CYP72A亚族基因在不同组织中及在禾谷镰刀菌处理下的表达模式。组织表达模式结果显示,在14个CYP72A亚族基因中,有7个基因在种子中的相对表达量较高,4个基因在叶片中的相对表达量较高。禾谷镰刀菌处理下的CYP72A亚族基因表达模式结果显示,有7个基因受禾谷镰刀菌诱导而上调表达,其中上调倍数超过8倍的有4个基因,分别是Bradi2g41110、Bradi2g44160、Bradi2g44190和Bradi2g44200,通过原生质体瞬时转化方法分析这4个CYP72A亚族成员的亚细胞定位,结果显示,4个CYP72A亚族成员都定位于内质网。综合以上研究结果可知,二穗短柄草CYP72A亚族基因在根、叶片中高表达,并且可能通过内膜系统参与生物胁迫响...     

甜菜夜蛾SeKr-h1基因分子表达特性及其对保幼激素类似物的响应

Krüppel homolog 1(Kr-h1)是保幼激素(JH)的早期响应基因,在JH抑制幼虫或若虫变态及促进成虫生殖中发挥关键作用.利用RT-PCR技术克隆甜菜夜蛾SeKr-h1α基因,并进行了生物信息学分析,序列分析结果显示,SeKr-h1α开放阅读框长度1068 bp,编码355个氨基酸.与美国国家生物技术信息中心(NCBI)上已有的甜菜夜蛾Kr-h1β序列相比,SeKr-h1αN端缺少12个氨基酸.通过荧光定量qPCR研究甜菜夜蛾不同发育时期SeKr-h1α/β的表达水平,结果显示,SeKr-h1α/β表达趋势一致,SeKr-h1α为主要表达的转录产物.SeKr-h1α/β在幼虫末期、预蛹和成虫期高表达,1～4龄幼虫和蛹期维持低表达.在幼虫和蛹末期施用JH类似物Methoprene,qPCR检测SeKr-h1对JH的诱导响应表达,结果显示Methoprene处理5龄幼虫2、6、24 h都可诱导SeKr-h1表达,并且在处理6 h时的诱导效果最为明显,为对照的8.76倍;Methoprene处理化蛹末期的雌蛹,试验组羽化12 h雌虫SeKr-h1表达量为对照组的3.34倍.本研究克隆得到SeKr-h1α完整编码序列,并明确SeKr-h1的表达特性及其对JH类似物存在诱导响应,为进一步深入研究甜菜夜蛾SeKr-h1基因功能以及开发防控新策略奠定了良好基础.     

薹菜CYP79B5基因的克隆及原核表达

以薹菜品种京研薹菜叶片cDNA为模板,采用RT-PCR技术,获得了编码薹菜CYP79B5基因全序列1 847 bp,包含有1 620 bp的开放阅读框,编码540个氨基酸.以薹菜基因组DNA为模板,获得了2 112 bp的目的片段.经比对发现其氨基酸序列与油菜、白芥、拟南芥等CYP79B5编码的氨基酸序列具有较高同源性,与油菜同源性达100%.经过生物信息学分析,发现所推导的氨基酸序列具有明显的CYP蛋白信号域,且可以在SWISS-MODEL数据库中搜索到与之相近的三维结构.扩增CYP79B5完整的编码区序列,构建pET-24α(+)重组质粒转化大肠杆菌Rosetta(DE3),IPTG诱导融合蛋白高效表达,SDS-PAGE电泳检测发现在相对分子质量64 000处有一特异条带,与预期的目的产物蛋白带大小一致.     

甜菜夜蛾尿苷二磷酸糖基转移酶对毒死蜱敏感性的影响

[目的]尿苷二磷酸(UDP)糖基转移酶(UGT)是生物体内广泛分布的Ⅱ相解毒代谢酶,目前有关昆虫体内UGT与杀虫剂解毒代谢及抗药性关系的研究还很少。本研究旨在探究甜菜夜蛾对毒死蜱敏感性与UGT基因表达的关系。[方法]采用叶片浸渍法测定甜菜夜蛾对毒死蜱的抗性水平;用定量PCR分析抗性与敏感种群间UGT基因表达水平的差异;以α-萘酚为底物、尿苷二磷酸葡萄糖为糖供体测定UGT活性,并测定UGT抑制剂对杀虫剂毒力的影响。[结果]采自广东惠州田间的种群对毒死蜱具有高达944.3倍的抗药性,所测定的32个UGT基因在抗性种群中有17个显著上调表达,其中以UGT33J3、UGT33F7、UGT33F5上调最明显,分别上调41、37与34倍,并且田间种群UGT活性是敏感种群的3倍。UGT基因的表达与UGT活性能被苯巴比妥与毒死蜱处理所诱导而增加,UGT活性的提高使甜菜夜蛾的敏感性下降。反过来使用UGT抑制剂5-硝基脲嘧啶与苯磺唑酮则能抑制甜菜夜蛾幼虫UGT的活性,并显著提高杀虫剂对甜菜夜蛾的毒力。[结论]甜菜夜蛾UGT对毒死蜱的代谢起着重要的作用,抑制UGT活性可提高甜菜夜蛾对杀虫剂的敏感性,说明UGT是甜菜夜蛾重要的杀虫剂解毒酶系。     

小麦品种的抗白粉病基因推导

利用20个白粉菌株对26个含有已知抗白粉基因的材料和10个对小麦白粉菌具有良好抗性的小麦品种进行接种,分析了小麦的抗白粉基因.结果表明,保丰104含抗性基因Pm2+6,Sunwon85、WF08-182含抗性基因Pm5+Pm8,京冬8号和西峰20含抗性基因Pm2+Pm8,南大2419和川育55871含有Pm24+Pm8,兰天18含有与Era相同的抗性基因,兰天17和绵阳28含有未知的抗性较强的基因.     

水稻OsENOD93b基因组织表达模式与生物信息学分析

主要探究OsENOD93b基因在水稻中的组织表达模式,并对其作生物信息学分析.采用实时荧光定量PCR技术分析OsENOD93b基因的表达模式.用ExPASy-Protparam、Protscale、CDD、SOPMA、Phyre 2、Psort等在线工具对OsENOD93b进行生物信息学分析.经组织表达模式分析可知,OsENOD93b基因在叶片中的含量最多,其次是茎,含量最少的为根.通过ExPASy-Protparam分析发现,OsENOD93b分子量为16.42989 ku,是一种具有亲水性的不稳定的碱性蛋白.该蛋白属于ENOD93超级家族.通过SOPMA在线软件对OsENOD93b蛋白的二级结构进行分析预测,发现其由无规则卷曲(41.56％)、α-螺旋(39.61％)、延伸链区(14.94％)和β-转角(3.90％)4种形式组成.此外,利用不同在线工具对OsENOD93b蛋白的三级结构、保守区域、亚细胞定位进行生物信息学分析.结果表明,OsENOD93b基因在进化过程中具有一定的保守性,并有多样的潜在功能待研究.研究结果为进一步探明OsENOD93 b基因的生物学功能提供了依据.     

甜菜夜蛾几丁质脱乙酰酶SeCDA2a的外源表达及酶活力测定

【目的】为了研究甜菜夜蛾几丁质脱乙酰酶SeCDA2a的酶学性质,探索其对甜菜夜蛾幼虫发育过程的影响,为甜菜夜蛾的生物防治提供新靶标。【方法】以pMD19-T-Secda2a重组质粒为模板,PCR扩增得到Secda2a基因。构建原核表达载体pET-28a-Secda2a,IPTG诱导蛋白表达。利用Bac-to-Bac杆状病毒表达系统,构建重组转座载体pFastBac HT A-Secda2a,脂质体转染昆虫细胞Sf9,Western blot对SeCDA2a重组蛋白进行分析,以对硝基苯胺为底物利用分光光度计测定其酶活力。【结果】Secda2a在大肠杆菌和Sf9中均成功表达61kDa的重组蛋白,与预测分子量大小相符。IPTG终浓度为0.50mmol/L、37℃诱导培养4h时蛋白表达量最高。昆虫细胞Sf9表达的重组蛋白SeCDA2a的酶活力是1.57U/mL。【结论】本研究实现甜菜夜蛾几丁质脱乙酰酶基因Secda2a的外源表达,测定重组蛋白SeCDA2a的酶活力。     

抗高效氯氟氰菊酯甜菜夜蛾近等基因系的交互抗性和种群适合度

 测定了对高效氯氟氰菊酯不同抗性水平的近等基因系高抗种群（NILs-RR）和低抗种群（NILs-RS）对13种杀虫剂的交互抗性，结果表明高抗种群对高效氯氰菊酯、氰戊菊酯、高效氟氯氰菊酯、甲氰菊酯和溴氰菊酯的交互抗性倍数在15.2～92.6之间；对氟虫腈，阿维菌素、灭多威和甲胺基阿维菌素也存在14.1～67.5倍的较高交互抗性；而对毒死蜱、溴虫腈、虫酰肼及辛硫磷的交互抗性较低，在3.0～7.6倍之间。低抗种群对氟虫腈和阿维菌素存在较明显的交互抗性，在13.3～14.3倍之间；对高效氯氰菊酯、氰戊菊酯、灭多威、溴虫腈和甲胺基阿维菌素有一定程度的交互抗性（5.8～9.9倍）；对高效氟氯氰菊酯、溴氰菊酯和甲氰菊酯的交互抗性较低（2.6～2.9倍）；对辛硫磷、毒死蜱和虫酰肼则没有明显的交互抗性（1.7～1.8倍）。对构建的甜菜夜蛾敏感种群（SS）、近等基因系高效氯氟氰菊酯抗性种群(NILs-RR)和近等基因系低抗性种群(NILs-RS)生命表分析表明，以SS种群为参比，NILs-RS、NILs-RR种群的相对适合度分别为0.870、0.893，抗高效氯氟氰菊酯不同基因型甜菜夜蛾SS，NILs-RS和NILs-RR三种群净增殖率分别为624.7, 543.6和557.8，无显著差异，表明高效氯氟氰菊酯的抗药性未引发甜菜夜蛾适合度变化。综合上述研究结果可见甜菜夜蛾对高效氯氟氰菊酯产生抗药性后，与其它菊酯类药剂、氟虫腈和阿维菌素存在较高水平交互抗性，此类药剂间不宜混用或轮用；与辛硫磷、毒死蜱和虫酰肼的交互抗性均较低，可以混用或轮用。在高抗地区也可以通过引入敏感种群进行抗性稀释的方法治理甜菜夜蛾对菊酯类杀虫剂的抗性。     

中国月季感染白粉菌后挥发性成分对甜菜夜蛾嗅觉行为的影响

采用同步蒸馏萃取法分别提取健康月季和白粉茵侵染的月季的挥发性成分,系列稀释后,用Y型嗅觉仪测定这2种挥发性成分对甜菜夜蛾嗅觉行为的影响.稀释200～2000倍时,在健康月季挥发性成分一侧的虫数显著多于空气对照(P≤0.015)或感病月季挥发性成分(P≤0.003)一侧,其停留时间也显著长于后者(P≤0.008),表明健...     

上海地区甜菜夜蛾的抗药性及防治

通过浸渍法测定上海地区甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)对有机磷、拟除虫菊酯类、昆虫生长调节剂类(IGRs)以及一些新型药剂的抗性,结果表明:甜菜夜蛾对乙酰甲胺磷和氰戊菊酯的抗性分别为2 731.2和619.5倍的超高抗水平。昆虫生长调节剂如抑太保、米满等药剂对甜菜夜蛾抗性表现较好,是防治甜菜夜蛾的理想药剂,但近几年的敏感性有所下降,应注意抗药性抗性的产生和加剧。田间药效与室内毒力测定结果显示趋势一致。除尽、安打、氟铃脲、甲胺基阿维菌素苯甲酸盐和病毒制剂等是目前防治甜菜夜蛾的良好药剂。