绿盲蝽气味结合蛋白AlucOBP33配体结合特性

本文研究了绿盲蝽气味结合蛋白AlucOBP33的配体结合特性,以期明确其在绿盲蝽化学感受过程中的生理功能。基于前期绿盲蝽触角转录组测序数据,筛选获得候选气味结合蛋白AlucOBP33。三维结构预测显示,AlucOBP33由6个α螺旋构成,包含3对保守的半胱氨酸,属于classic OBPs。室内对AlucOBP33基因进行了克隆和重组表达,采用荧光竞争结合试验研究了重组AlucOBP33蛋白与潜在的73种挥发性气味及13种味觉化合物的结合特性。结果显示,AlucOBP33重组蛋白能够分别与2种醇类、4种酮类、1种酯类、1种醛类和1种烯烃类的挥发性气味以及4种非挥发性化合物结合,推测AlucOBP33在绿盲蝽嗅觉感受和味觉识别过程中发挥双重功能。     

绿盲蝽对七种锦葵科植物挥发物的EAG和趋向行为反应

研究绿盲蝽Apolygus lucorum(Meyer-Dür)对锦葵科植物挥发物的EAG和趋向行为反应,为研发绿盲蝽引诱剂或驱避剂策略提供科学依据。田间采用动态顶空采样方法收集了7种锦葵科植物的挥发物,通过室内气相-质谱联用系统(GC-MS)进行物质鉴定及定量分析,最终测定了雌、雄绿盲蝽成虫对11种候选特征挥发物的触角电位(EAG)反应和嗅觉趋向选择行为。结果表明,7种锦葵科植物的挥发物种类和含量有较大差异,而且4种棉花品种之间的挥发物差异也很显著。棉花石远321的挥发物总量最大,其中4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯(DMNT)含量最高,壬醛和罗勒烯其次。蜀葵的挥发物种类和含量均最少。11种候选特征挥发物均能够引起绿盲蝽雌、雄成虫EAG反应,且雄性成虫的反应值大都高于雌性成虫。其中,绿盲蝽雌、雄成虫触角对反-2-己烯酸丁酯EAG反应值最大,芳樟醇、乙酸叶醇酯、甲基庚烯酮及DMNT也能够激发绿盲蝽较大的EAG反应。在趋向行为检测中发现,DMNT及柠檬烯等对雄性成虫具有吸引作用。对雌性成虫有吸引作用的物质有γ-萜品烯、DMNT、月桂烯、α-石竹烯、罗勒烯及乙酸叶醇酯等,其中γ-萜品烯和乙酸叶醇酯对雌性成虫具有极显著吸引效果。锦葵科候选植物挥发物对绿盲蝽雌、雄虫具有不同EAG和趋向行为反应影响,候选气味化合物可以作为设计绿盲蝽引诱剂组分进行害虫防控田间实践。     

腰果角盲蝽气味结合蛋白基因HtheOBP3的克隆及组织表达分析

为明确腰果角盲蝽Helopeltis theivora气味结合蛋白3(odorant binding protein 3,OBP3)功能及其嗅觉感受机制，利用PCR技术结合c DNA末端快速扩增（rapid amplification of c DNA ends,RACE）技术克隆其cDNA全长序列，利用多个生物信息学软件对其进行序列分析，并通过实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qPCR)技术检测其在腰果角盲蝽成虫不同组织中的表达量。结果显示，腰果角盲蝽HtheOBP3基因（GenBank登录号为QHI06949）开放阅读框为474 bp，编码157个氨基酸残基，预测蛋白分子量约为17.15 kD，等电点为5.14，无信号肽和跨膜结构，蛋白氨基酸序列中具有6个保守半胱氨酸残基和性信息素结合蛋白-普通气味结合蛋白（pheromone binding protein-general odorant binding protein,PBP-GOBP）家族的保守结构域。HtheOBP3蛋白具有6个α-螺旋和3对二硫键，其中5个α-螺旋形成1个结合口袋。腰...     

入侵害虫松树蜂气味结合蛋白与其相关信息化学物质的分子对接

为探究入侵我国的重大林业检疫性害虫松树蜂Sirex noctilio的气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)与其相关信息化学物质的结合模式和结合能力,采用Swiss-model在线服务器对松树蜂触角中高表达的4种OBP序列进行同源模建,采用Procheck、Verify_3D和ERRAT程序对模建质量进行评价;并应用Autodock软件对OBP模型和相关信息化学物质进行分子对接分析。结果显示,在松树蜂触角中高表达的4种蛋白为SnocOBP4、SnocOBP6、SnocOBP9和SnocOBP12,其同源模建所得模型质量较好:均满足拉氏构象图中氨基酸位于最佳合理区的数量大于90%的条件;三维结构与一级结构的兼容性评分大于0.2;所得ERRAT值分别为85.71%、95.10%、98.15%和91.82%。分子对接显示,与松树挥发物α-蒎烯和β-蒎烯结合最好的蛋白是SnocOBP12,结合能分别为-5.36 kJ/mol和-5.48 kJ/mol;与雌性信息素成分顺-9-二十九烯结合最好的蛋白是SnocOBP4,结合能为-5.42 kJ/mol;与雄性信息素成分顺-3-癸烯醇和顺-4-癸烯醇结合最好的蛋白是SnocOBP9,结合能分别为-4.37 kJ/mol和-4.45 k J/mol;而3-蒈烯、顺-7-二十七烯和反-2,4-癸二烯醛等气味分子与SnocOBP6的结合能较低,结合能最低的是顺-7-二十七烯,为-6.08 k J/mol。雄蜂主要信息素成分顺-3-癸烯醇与其同分异构体反-3-癸烯醇相比,与SnocOBP9的结合能较低;但是反-3-癸烯醇能以较强的氢键竞争SnocOBP9结合位点。研究表明这4种松树蜂OBP与相应植物挥发物或雌雄信息素具有较好的亲和力,参与了松树蜂对不同信息化学物质的识别过程。     

利用四季豆饲养盲蝽的方法

四季豆是多种盲蝽的寄主植物,该研究旨在发展一个利用四季豆豆荚规模化饲养多种盲蝽的技术.研究结果表明:绿盲蝽与中黑盲蝽的若虫最佳饲养密度约为100头/盒(2L),成虫为60～80头/盒.绿盲蝽成虫喜好在切头豆荚的两端伤口处产卵,而中黑盲蝽喜欢在完整豆荚的两端产卵.养虫盒内添加一些弯曲的纸条有助于提高若虫存活率和成虫产卵量.产卵后的豆荚需晾干后放置在25～28℃、相对湿度60%～70%、光照16:8(L:D)的环境下,以减少豆荚腐烂和提高卵的孵化率.利用这一方法饲养盲蝽的若虫存活率、成虫产卵量和卵孵化率分别达60%、40粒和80%.     

红颈常室茧蜂对绿盲蝽及其为害寄主植物的选择行为

为明确红颈常室茧蜂Peristenus spretus Chen et van Achterberg定位寄主绿盲蝽Apolygus lucorum(Meyer-Dür)时利用的挥发性信息物质来源,利用Y型昆虫嗅觉仪测定了红颈常室茧蜂雌雄成虫对绿盲蝽3龄若虫及其为害寄主植物棉株以及雌性红颈常室茧蜂成虫、绿盲蝽成虫对苗期和花期的棉花、蓖麻的选择行为。结果表明,与干净空气(空白对照)相比,雌性红颈常室茧蜂对绿盲蝽3龄若虫、健康棉株的选择行为无显著差异,绿盲蝽3龄若虫为害的棉株对雌性红颈常室茧蜂具有显著的吸引作用,但在为害后去虫和未去虫处理间无显著差异;雄性红颈常室茧蜂对各处理均无明显的选择行为。与健康或为害后去虫的苗期棉花相比,雌性绿盲蝽成虫显著趋向花期蓖麻;而雌性红颈常室茧蜂只趋向于为害后的花期蓖麻。雌性红颈常室茧蜂对为害后去虫的花期棉花和花期蓖麻的选择行为显著高于相应的苗期植株。这表明雌性红颈常室茧蜂主要利用绿盲蝽若虫为害后寄主植物释放的挥发性信息物质来定位寄主绿盲蝽,且其对花期寄主植物的选择行为与绿盲蝽成虫具有一致性。     

绿盲蝽性诱剂诱捕效率的测定及其影响因子分析

于2015年6月在河南新郑枣园,以红色荧光粉为标记物,采用"标记-释放-回捕"法,对绿盲蝽性诱剂枣园诱捕效率及其影响因子进行了研究。在室内对实验室饲养的绿盲蝽雄成虫进行荧光染色标记,将标记好的雄成虫转移至枣园中心点进行释放,同时按照距释放点一定的距离和方位挂好性诱捕器,释放后连续7d进行回捕,回捕后进行荧光检测。结果表明,7d内绿盲蝽雄成虫的标记回捕率为7.3%;性诱剂有效诱捕半径为10~30m,最佳诱捕半径为20m。性诱剂的诱捕效率还受风向、风速、空气相对湿度等气象因子的影响,位于主导风向上风口的诱捕器,其诱捕量最大。回归分析表明,夜间平均风速与诱捕率存在极显著的线性回归关系,回归方程式为y＝0.540＋0.232x;夜间平均相对湿度与诱捕率有着显著的负相关性,两者的相互关系可用回归方程y＝1.887－0.20x表示。即在一定范围内,夜间风速越大、相对湿度越低越有利于提高绿盲蝽的诱捕效率。     

对绿盲蝽具有杀虫活性Bt菌株的筛选及Cry15Aa蛋白活性的研究

Bt棉有效控制了棉田主要害虫棉铃虫(Helicoverpa armigera),然而原来处于次要地位的刺吸式口器害虫盲蝽(Heteroptera:Miridae)为害逐年加重,目前对绿盲蝽(Apolygus lucorum Meyer-Dür)有效的抗虫基因未见报道。本研究以本实验室保存的Bt杀虫基因和菌株为材料,对绿盲蝽进行杀虫活性筛选。利用本实验室先前克隆的Mtx类杀虫基因cry15Aa表达产物进行绿盲蝽杀虫活性测定,研究结果显示Cry15Aa蛋白对绿盲蝽具有一定的杀虫活性。通过杀虫活性测定,获得对绿盲蝽有效的Bt菌株20株;对这些菌株表达蛋白进行质谱鉴定,LC-MS/MS质谱鉴定结果显示,这些菌株可能含有Cry1Aa、Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1Ae、Cry1Af、Cry1Ag、Cry1Ah、Cry1Ba、Cry1Be、Cry8Ha等十余种对鳞翅目、鞘翅目害虫有杀虫活性的蛋白片段,并且有4株Bt菌株样品中检出了Mtx类杀虫蛋白Cry15Aa的片段。但是进一步基因鉴定结果表明,这4株菌株并不含有cry15Aa全长基因,推测这些菌株中含有Cry15类的新基因。上述研究结果表明这些菌株中可能存在对盲蝽有效的新型杀虫蛋白。本研究在发现了cry15Aa基因所表达的蛋白对绿盲蝽具有杀虫活性的同时,获得了对绿盲蝽具有杀虫活性的Bt新菌株,对绿盲蝽的生物防治具有重要的意义。     

冬枣园绿盲蝽绿色防控技术体系构建与示范

在山西临猗进行了枣园绿盲蝽Apolygus lucorum(Meyer-Dür)绿色防控技术的研究和示范。组建"冬剪残桩、寄生蜂释放、性诱剂诱捕、生物制剂喷施"为主要措施的枣园绿盲蝽绿色防控技术体系。结果表明,人工大量释放红颈常室茧蜂Peristenus spretus Chen et van Achterberg、绿盲蝽性诱剂等技术后,冬枣幼果(疏果前)和果实(疏果后)受害率在绿色防控园分别为14.4%和4.2%,与农户常规防治园的差异不显著;红颈常室茧蜂对绿盲蝽若虫的平均寄生率为37.5%,显著高于农户常规防治园的6.2%;每公顷枣园总计诱集到30 749头绿盲蝽成虫,平均每个诱捕器能诱捕到绿盲蝽成虫(683.3±23.1)头。6-8月绿色防控园绿盲蝽的数量(5.05±0.86)头/百枝,显著低于农户常规防治园(12.71±2.22)头/百枝。绿色防控技术完全替代化学防治,有效控制了枣园绿盲蝽的种群发生与为害。     

饥饿胁迫下黑肩绿盲蝽转录组分析及S6K基因功能分析

为扩大黑肩绿盲蝽Cyrtorhinus lividipennis的人工繁殖规模,利用RNA-seq技术对饥饿胁迫2 d的黑肩绿盲蝽雌成虫进行转录组测序分析,筛选参与生殖调控的相关信号通路,挖掘直接或者间接影响生殖的相关基因,采用实时荧光定量PCR（real-time fluorescence quantification PCR,qRT-PCR）对筛选的相关基因进行验证,并通过试验分析沉默S6K基因和饥饿处理对黑肩绿盲蝽生殖的影响。结果显示,与取食褐飞虱Nilaparvata lugens卵（CK）的黑肩绿盲蝽相比,饥饿处理2 d的黑肩绿盲蝽雌成虫有11 675个基因差异表达,其中有4 264个基因表达量上调,7 411个基因表达量下调。共筛选到7条与生殖调控相关的信号通路和6个与生殖调控相关的基因,除TSC2基因表达量上调外,其他S6K、INSR、Akt、HSP70-1、HSP70-2五个与生殖相关基因的表达量在7条生殖相关信号通路中均下调。qRT-PCR检测结果与转录组测序结果一致,说明转录组分析结果可靠。沉默S6K基因后,黑肩绿盲蝽雌成虫脂肪体和卵巢蛋白质含量、Vg基因表达量、雌成虫产卵量和Vg含量较对照显著降低。此外,饥饿处理2 d后黑肩绿盲蝽雌成虫产卵量也较对照显著减少。表明饥饿胁迫后黑肩绿盲蝽雌成虫的生殖相关通路可能受多个信号通路调控,S6K表达量下降显著影响黑肩绿盲蝽的生殖。     

小地老虎化学感受蛋白AipsCSP2配体结合特性分析

为了明确小地老虎化学感受蛋白基因AipsCSP2在雌、雄成虫各组织中的表达情况,解析AipsCSP2蛋白的配体结合特性并探讨其功能.本文基于小地老虎性腺转录组数据,利用PCR技术克隆AipsCSP2基因,并进行生物信息学和系统进化分析;采用qPCR技术测定该基因在小地老虎雌、雄成虫不同组织中的表达水平;利用原核表达技术...     

盲蝽黑卵蜂对枣园绿盲蝽越冬卵的寄生作用

在华北地区枣园中,发现了绿盲蝽的一种卵寄生蜂,形态鉴定为盲蝽黑卵蜂Telenomussp.。直接观察寄生蜂羽化情况表明,绿盲蝽越冬卵中盲蝽黑卵蜂的寄生率为0.67%~1.25%。设计了盲蝽黑卵蜂的特异性引物,对绿盲蝽越冬卵的分子检测显示,寄生率为13.04%~23.91%。与直接观察方法相比,分子检测技术能更加准确地评估盲蝽黑卵蜂对绿盲蝽卵的寄生作用。     

微孢子虫对二点委夜蛾致病力研究

本研究对分离自二点委夜蛾Athetis lepigone（Möschler）越冬幼虫体内的微孢子虫进行形态学和分子生物学鉴定,初步证明该微孢子虫与家蚕微孢子虫具有最近的近缘关系,属于微孢子纲,微孢子虫目,微粒子科,微粒子属Nosema;测定了该微孢子虫不同浓度对不同龄期二点委夜蛾的致病力,在接种1×10⁷孢子/mL浓度时,对初孵、2龄、3龄幼虫8 d的校正死亡率分别达到91.6%、83.35%和70.4%,显示出对靶标害虫具有较好的毒力;对田间自然条件下微孢子虫在二点委夜蛾种群中的流行动态进行了调查评估,结果表明微孢子虫在二点委夜蛾种群数量的控制中起到一定作用,具有潜在的应用价值。     

利用天敌昆虫治理豚草的研究进展

豚草Ambrosia artemisiifolia L.起源于北美洲,一年生草本植物,靠种子繁殖。豚草在入侵地逃离了天敌等生物因子的制约,种群得以快速发展,并暴发成灾,对人类健康、农牧业生产、生态环境等均造成严重的影响。从20世纪60年代开始,许多国家从原产地寻找天敌,开始豚草生物防治。我国从20世纪80年代,先后从国外引进了5种植食性昆虫,对其生物学、生态学特性及其应用等开展了研究,最终确认豚草条纹叶甲和豚草卷蛾是2种具有应用前景的天敌昆虫。这两种天敌昆虫在野外释放后,仅有豚草卷蛾能在野外成功建立种群,一定程度上延缓了豚草种群的蔓延。随后,2001年,在南京市郊的豚草上发现一种来自北美的广聚萤叶甲,经过寄主专一性测定后,发现其具有严格的寄主专一性。同时,这种叶甲气候适应能力、繁殖力和对豚草控制潜力均较强。在中国,广聚萤叶甲和豚草卷蛾生态位互补的生物防治技术已被提出,并在南方各省市大面积推广应用,取了非常理想的控制效果。然而,广聚萤叶甲尚未能在北方建立种群,这给北方豚草的生物防治带来了许多困难。因此,通过野外创造有利于广聚萤叶甲成虫越冬的人工保护生境,或通过人工冷驯化和筛选获取高产耐寒种群,将有助于这些问题的解决。     

禾谷缢管蚜气味降解酶鉴定及其与关键信息化学物质的分子对接

为探究禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi气味降解酶(odorant degrading enzyme,ODE)与关键信息化学物质的作用模式,从其触角转录组中筛选属于ODE的细胞色素P450与谷胱甘肽-S-转移酶,利用IQ-tree 2.1.1软件构建进化树;根据FPKM值筛选出高表达蛋白,用SWISS-MODEL软件进行同源建模;并应用AutoDock软件与寄主植物挥发性气味和信息素进行分子对接。结果表明,筛选获得禾谷缢管蚜细胞色素P450基因30个,谷胱甘肽-S-转移酶基因10个,且40个基因均有完整的开放阅读框;根据FPKM值筛选出9个在禾谷缢管蚜触角表达量较高的基因,其中同源建模成功的有5个;同一蛋白与不同气味分子结合时,结合能有差异;结构相似的气味分子与不同蛋白结合时,结合位点与结合能相似。表明与气味结合蛋白相比较,禾谷缢管蚜ODE对气味分子的选择特异性较低。     

球形芽胞杆菌Cry48Aa/Cry49Aa杀蚊毒素与致倦库蚊中肠上皮细胞复合物的结合特性

Cry48Aa/Cry49Aa毒素是近年来在球形芽胞杆菌IAB59中发现的新型双组分毒素,仅对库蚊具有较高的毒杀作用并能杀死二元毒素(Bin)抗性库蚊,是一种比较有潜力的新型杀蚊毒素蛋白,但目前对Cry48Aa/Cry49Aa毒素的作用模式还不清楚。本研究将cry48Aa和cry49Aa基因在苏云金芽胞杆菌无晶体突变株中表达,纯化毒素的生测结果表明该复合毒素对Bin毒素敏感和抗性致倦库蚊均表现较高的毒杀作用,毒力无显著差异。生物素标记的毒素与致倦库蚊BBMF特异性结合试验表明Cry48Aa和Cry49Aa毒素与两蚊虫品系BBMF都具有较高的结合特异性,Cry48Aa结合能力较高,其解离常数(Kd)分别为(9.5±1.8)和(13.9±2.3)nmol/L;Cry49Aa的解离常数分别为(25.4±3.8)和(28.1±4.2)nmol/L。异源竞争结合试验结果表明Cry48Aa毒素则可以有效地和Cry49Aa毒素竞争结合BBMF蛋白上的结合位点,其IC₅₀分别为(22.1±3.7)和(15.4±2.6)nmol/L,而Cry49Aa不能竞争封闭Cry48Aa毒素与两蚊虫品系BBMF蛋白的结合位点,其IC₅₀均大于17μmol/L。该研究结果可为揭示Cry48Aa/Cry49Aa毒素的作用机制提供一定的研究基础。     

Growth and physiological responses of Agriophyllum squarrosum to sand burial stress

Agriophyllum squarrosum is an annual desert plant widely distributed on mobile and semi-mobile dunes in all the sandy deserts of China. We studied the growth and physiological properties of A. squarrosum seedlings under different sand burial depths in 2010 and 2011 at Horqin Sandy Land, Inner Mongolia to understand the ability and mechanism that A. squarrosum withstands sand burial. The results showed that A. squarrosum had a strong ability to withstand sand burial. Its survival rate, plant height and biomass increased significantly at a burial depth 25% of seedling height and decreased significantly only when the burial depth exceeded the height of the seedlings; some plants still survived even if the burial depth reached 266% of a seedling height. The malondialdehyde (MDA) content and membrane permeability of the plant did not change significantly as long as the burial depth was not greater than the seedling height; lipid peroxidation increased and cell membranes were damaged if the burial depth was increased further. When subjected to sand burial stress, superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD) activities and free proline content increased in the seedlings, while the catalase (CAT) activity and soluble sugar content decreased. Sand burial did not lead to water stress. Reductions in photosynthetic area and cell membrane damage caused by sand burial may be the major mechanisms increasing mortality and inhibiting growth of the seedling. But the increases in SOD and POD activities and proline content must play a certain role in reducing sand burial damage.